Lựa chọn quy trình hàn: 3 cân nhắc
Khi có nhiều lựa chọn để lựa chọn quy trình hàn để thực hiện một khớp cụ thể, điều cần thiết là phải đưa ra quyết định cuối cùng về lý luận hợp lý bao gồm các cân nhắc sau: 1. Cân nhắc kỹ thuật 2. Cân nhắc sản xuất 3. Cân nhắc kinh tế.
1. Cân nhắc kỹ thuật:
Các yếu tố chính ảnh hưởng đến các cân nhắc kỹ thuật là tính chất vật liệu, độ dày vật liệu, thiết kế khớp và khả năng tiếp cận cũng như vị trí hàn.
Nguyên vật liệu:
Các vật liệu như thép carbon thấp hoặc thép nhẹ hơn cụ thể có thể được hàn bởi hầu hết các quy trình nhưng đó không phải là trường hợp của các vật liệu khác, như thép hợp kim cao, nhôm, đồng, titan, v.v ... Các tính chất chính của vật liệu ảnh hưởng đến lựa chọn một quá trình hàn để thực hiện các mối hàn chất lượng mong muốn là độ dẫn nhiệt, hệ số giãn nở nhiệt, phản ứng với oxy trong khí quyển, ảnh hưởng của dư lượng từ thông và độ nhạy vết nứt.
Dẫn nhiệt:
Các vật liệu có độ dẫn nhiệt cao đặt ra vấn đề trong đó quá trình có thể không thể cung cấp đủ nhiệt để làm nóng chảy vật liệu ở tốc độ mong muốn. Đó là lý do tại sao các vật liệu như đồng và nhôm rất khó hàn.
Nếu độ dẫn nhiệt của vật liệu quá thấp, như trường hợp của thép không gỉ, nó sẽ dẫn đến sự tích tụ nhiệt quá mức trong và xung quanh bể hàn dẫn đến sự gia nhiệt khác biệt với sự phát triển của ứng suất dư.
Hệ số giãn nở nhiệt:
Các vật liệu có tốc độ giãn nở nhiệt cao dẫn đến giãn nở vi sai và co lại khi gia nhiệt và làm mát tương ứng trong quá trình hàn. Điều này có thể dẫn đến biến dạng và / hoặc căng thẳng còn lại. Nhôm, đồng, kẽm, thiếc và hợp kim của chúng có hệ số giãn nở nhiệt cao và do đó khó hàn.
Oxy hóa:
Các vật liệu, dễ bị oxy hóa bởi phản ứng với oxy trong khí quyển khá khó hàn. Ví dụ phổ biến là nhôm và hợp kim của nó dễ bị oxy hóa trong môi trường bình thường gây ra những khó khăn đáng kể trong việc phân tán hoặc hòa tan các oxit để đạt được các khớp chất lượng chấp nhận được.
So với nhôm, một số vật liệu khác vẫn khó xử lý hơn; ví dụ titan và zirconi. Những vật liệu phản ứng này đòi hỏi phải loại bỏ hoàn toàn oxy từ vùng lân cận của khu vực hàn đòi hỏi phải sử dụng GTAW cho chế tạo mục đích chung và hệ thống hàn chùm tia điện tử (EBW) tốn kém hơn để chế tạo các thành phần quan trọng.
Thông lượng dư lượng:
Việc hàn nhôm bằng oxy-axetylen và các quy trình hàn hồ quang kim loại được che chắn (SMAW) có thể cần phải sử dụng từ thông. Dư lượng của các từ thông như vậy có tính phản ứng cao ảnh hưởng đến tính chất và hiệu suất của mối hàn. Điều này đòi hỏi phải có sự chăm sóc vô nhiễm trong việc loại bỏ dư lượng từ thông như vậy dẫn đến tăng chi phí.
Độ nhạy nứt:
Một số vật liệu có ái lực cao với hydro ở nhiệt độ cao dẫn đến sự hấp thụ khí này từ độ ẩm và các sản phẩm hydrocarbon dưới dạng dầu mỡ trong và xung quanh thiết bị hàn và vật tư tiêu hao. Hydro dư trong kim loại hàn thường dẫn đến sự hình thành các vết nứt lạnh (thép cường độ cao) và / hoặc độ xốp (nhôm) ảnh hưởng đến việc chế tạo thành công hoặc hiệu suất của mối hàn.
Do đó, quá trình hàn được chọn để tham gia các vật liệu như vậy phải là quy trình đảm bảo không có hoặc loại bỏ hydro khỏi khu vực bể hàn. Đó là lý do tại sao các quy trình oxy-acetylene và SMAW, với khả năng thu nhận hydro cao sẽ bị tránh đối với các ứng dụng như vậy.
Độ dày vật liệu:
Độ dày vật liệu đóng một vai trò quan trọng trong việc lựa chọn một quá trình hàn. Ví dụ, kim loại tấm (độ dày <3 mm) có thể được hàn tốt nhất bằng cách hàn điện trở, hàn khí oxy-nhiên liệu, hàn hồ quang kim loại khí (GMAW), GTAW, hàn hồ quang từ thông (FCAW), hàn laser, hàn siêu âm và EBW công suất thấp.
Các tấm mỏng (3-6 mm) và độ dày trung bình (6-20 mm) có thể được hàn rất tốt bằng GMAW, SAW, FCAW, hàn electrogas (EGW), hàn chùm tia laser công suất cao và EBW công suất trung bình; sử dụng hàn nhiều chạy nếu cần. Các tấm dày (20-75 mm) và rất dày (> 75 mm) có thể được hàn tốt nhất bằng SAW, hàn điện (ESW), EBW công suất cao và hàn nhiệt. Hình 20.1 cho thấy phạm vi độ dày thông thường của một số quy trình được thiết lập tốt trong ngành chế tạo.
Hình 20.1 Phạm vi độ dày thông thường cho các quy trình hàn khác nhau cho các tấm và tấm hàn.
Độ dày của vật liệu kiểm soát tốc độ làm mát và quyết định đầu vào nhiệt cần thiết cho mỗi đơn vị thời gian để đạt được một mối hàn âm thanh. Độ dày cao hơn có nghĩa là tốc độ làm mát cao hơn và do đó tăng độ cứng của kim loại mối hàn và vùng ảnh hưởng nhiệt.
Điều này thường có thể dẫn đến bẫy hydro và do đó dẫn đến nứt lạnh. Để khắc phục những vấn đề như vậy, thông thường phải sử dụng phương pháp gia nhiệt trước và xử lý nhiệt sau hàn nhưng điều đó có nghĩa là đầu vào được tăng cường về mặt thiết lập các cơ sở và do đó, chi phí hàn trên mỗi đơn vị chiều dài cao hơn. Làm nóng sơ bộ cũng được sử dụng để hàn các kim loại màu có độ dẫn nhiệt cao hơn để đảm bảo hợp nhất giữa mối hàn và kim loại gốc.
Thiết kế chung và khả năng tiếp cận:
Lựa chọn một quá trình hàn cũng dựa trên loại mối hàn. Ví dụ, mối hàn lap trong tấm kim loại có thể dễ dàng thực hiện bằng cách hàn điểm và hàn đường may, có thể nối thanh hàn bằng ma sát hoặc hàn mông, hàn mông trong tấm dày dài có thể được thực hiện thuận tiện bằng SAW, ống có đường kính nhỏ có thể được hàn tốt nhất bởi GTAW, các mối hàn vuông ở các tấm rất dày thích hợp cho hàn ESW và hàn nhiệt. Trong những trường hợp cụ thể này, không dễ để thay đổi quy trình nói trên đối với một số trường hợp khác.
Tuy nhiên, khi các mối hàn đối đầu với việc chuẩn bị cạnh V được chế tạo trong các tấm có độ dày trung bình, có thể sử dụng các quy trình SMAW, GMAW, FCAW và SAW với thành công tương đương. Chuẩn bị khớp chữ U có thể được tìm thấy tương tự phù hợp với hầu hết các quy trình hàn hồ quang này nhưng rõ ràng là không phù hợp để hàn bởi EBW trong đó chuẩn bị cạnh vuông với khoảng cách bằng 0 là thiết kế khớp phù hợp nhất. Bảng 20-1 đưa ra các hướng dẫn để xác định sự phù hợp của các quy trình nổi tiếng khác nhau đối với các loại mối hàn cụ thể.
Khả năng tiếp cận dễ dàng là một xem xét quan trọng khác để lựa chọn 4 quá trình hàn. Ví dụ, để sử dụng SMAW, bắt buộc phải có đủ không gian cho thợ hàn di chuyển xung quanh để quan sát và kiểm soát trực quan; tuy nhiên các mối hàn trong hốc hẹp sâu có thể được thực hiện bằng EBW và hàn laser.
Đầu SAW có thể không có khả năng hàn một mối nối giữa các tấm dọc có khoảng cách gần nhau nhưng đèn pin GMAW / FCAW có thể rất phù hợp để hoàn thành công việc. Tuy nhiên, hàn khe hẹp có thể yêu cầu một đèn pin GMAW được thiết kế đặc biệt để đạt được phản ứng tổng hợp tường bên thích hợp.
Vị trí hàn:
Một số quy trình hàn như SMAW, GMAW, GTAW, v.v. có khả năng tất cả các vị trí trong khi các quy trình khác bị giới hạn ở một hoặc một vài vị trí hàn. Ví dụ, SAW phù hợp nhất với vị trí hàn xuống hoặc hàn phẳng trong khi ESW được sử dụng thường xuyên nhất cho hàn dọc.
Trong hàn cửa hàng, khả năng vị trí có thể không quan trọng lắm vì các sản phẩm và lắp ráp có thể được chuyển sang vị trí thuận lợi nhất để hàn. Đối với hàn trường đặc biệt là các cấu trúc lớn, không thể biến chúng thành vị trí hàn tốt nhất. Ví dụ, để chế tạo bể chứa dầu, nó đòi hỏi phải được hàn bằng cách sử dụng các vị trí hàn dọc và ngang chủ yếu.
Điều này thường có nghĩa là điều kiện hàn khó khăn, tiêu chuẩn phù hợp thấp hơn và do đó, làm tăng các vấn đề trong việc đạt được chất lượng mối hàn mong muốn. Đối với những tình huống như vậy, một quy trình hàn đơn giản như SMAW hoạt động tốt nhất.
Mặt khác, hàn ống tại chỗ có thể liên quan đến hàn ở tất cả các vị trí có thể và đối với phương pháp hàn cơ giới hóa công việc như vậy sử dụng các lỗi hàn phục vụ mục đích tốt. Hướng dẫn chọn quy trình lắng đọng cao cho các vị trí hàn khác nhau được tóm tắt trong bảng 20.2.
2. Cân nhắc sản xuất:
Sản xuất Xem xét ảnh hưởng đến việc lựa chọn quy trình cho mối hàn có thể bao gồm hình dạng và kích thước của phôi, tốc độ lắng, tính sẵn có của vật tư, bảo trì thiết bị, khói và văng gây ra trong quá trình vận hành, yêu cầu gia nhiệt trước và sau khi hàn, yêu cầu kỹ năng vận hành, cơ giới hóa và tự động hóa có thể, và tương thích với các quá trình khác.
Hình dạng và kích thước phôi:
Hình dạng và kích thước của một thành phần có thể ảnh hưởng đến việc lựa chọn quy trình hàn. Ví dụ, các thành phần kích thước lớn hoặc hình dạng phức tạp rất khó xử lý đối với EBW do tính chất hoạt động của nó và kích thước của buồng chân không cần thiết. Tương tự như vậy tất cả các hình dạng không thể được hàn bằng hàn ma sát. Do đó, trong những trường hợp như vậy, việc lựa chọn có thể chỉ giới hạn trong các quy trình hàn hồ quang.
Tỉ lệ lắng đọng:
Khi vật liệu được lắng đọng như trường hợp trong hầu hết các quy trình hàn hồ quang, có thể phải đạt được tốc độ lắng đọng kim loại tối thiểu nhất định để hoàn thành lịch trình giao hàng cần thiết. Ví dụ, trong hàn các mối nối dài thẳng trong các tấm dày để đóng tàu, thuận tiện nhất là sử dụng SAW với tốc độ lắng cao hơn bất kỳ quy trình nào khác; trong khi đối với các hình dạng phức tạp hơn, tốc độ lắng đọng mong muốn có thể đạt được bằng quy trình SMAW.
Nói chung, năng suất của quy trình hàn hồ quang bao gồm ESW dựa trên tốc độ lắng đọng của nó và tốt nhất là tham khảo dữ liệu có sẵn về đối tượng trước khi lựa chọn. Hình 20.2. đưa ra một bản tóm tắt về tỷ lệ lắng đọng dựa trên chu kỳ thuế 100% cho các quy trình được sử dụng phổ biến nhất của thể loại này.
Sẵn có của hàng tiêu dùng:
Lựa chọn một quá trình hàn cũng có thể bị ảnh hưởng bởi sự sẵn có của hàng tiêu dùng. Ví dụ, để hàn một hợp kim nhôm cụ thể, có thể không có được dây thông lượng thích hợp do đó hạn chế sử dụng quy trình FCAW. Dễ dàng có sẵn và cung cấp thường xuyên là điều cần thiết cho việc sử dụng quy trình không bị gián đoạn và do đó chỉ những quy trình đó nên được chọn mà không thiếu hàng tiêu dùng.
Bảo trì thiết bị:
Dịch vụ sao lưu kỹ thuật phù hợp phải có sẵn để giữ cho thiết bị hoạt động tốt. Do đó, nếu lắp đặt thiết bị hiện đại tinh vi, phải đảm bảo rằng trong trường hợp sự cố, có thể nhận được trợ giúp kỹ thuật với thông báo ngắn và chi phí hợp lý. Nếu không, hoạt động hàn có thể bị gián đoạn gây ra sự chậm trễ nghiêm trọng trong việc giao hàng với chi phí hàn tăng cường. Những tình huống như vậy có thể phát sinh khi sử dụng các thiết bị EBW, hàn laser, hàn siêu âm, hệ thống hàn tổng hợp tiên tiến hiện đại hơn, hoặc thậm chí các đơn vị hàn điện trở với mạch điện phức tạp.
Thông gió:
Trong trường hợp khói quá mức được tạo ra trong quá trình, nó có thể cần phải sử dụng thông gió hiệu quả hơn hoặc yêu cầu lắp đặt hệ thống xả cho một trạm hàn riêng lẻ để tránh nhiễu trong hoạt động của các đơn vị xung quanh.
Spatter:
Các quy trình trong đó gây ra sự lan tỏa quá mức rất khó được sử dụng gần với các máy và thiết bị khác. Ví dụ, hàn CO 2 luôn liên quan đến lượng tán xạ đáng kể hoặc thậm chí quá mức và do đó cần phải giữ cho hoạt động của nó tránh xa các máy móc và thành phẩm khác. Sau đó loại bỏ spatter cũng liên quan đến lao động thêm và giới hạn việc sử dụng nó cho công việc tương đối khó khăn hơn.
Kỹ năng điều hành:
Kỹ năng vận hành là một yếu tố rất quan trọng khác trong việc lựa chọn quy trình hàn ở chỗ nếu công nhân không có sẵn để vận hành khéo léo một hệ thống thì có thể không được sử dụng tối ưu. Yếu tố này có thể cản trở nghiêm trọng việc giới thiệu các thiết bị hiện đại và tinh vi hơn.
Đó là lý do tại sao việc giới thiệu các quy trình hàn SMAW và oxy-axetylen tại một địa điểm mới dễ dàng hơn nhiều so với việc tạo ra các quy trình GMAW hoặc GTAW xung. Ngoài ra, các chi phí phụ có thể phải chịu trong việc đào tạo nhân lực để xử lý các quy trình mới hiệu quả hơn.
Tương thích quá trình:
Một số quy trình hàn như hàn ma sát, hàn siêu âm, v.v., có thể được cài đặt thuận tiện bên cạnh các quy trình khác như gia công trong khi hàn hồ quang hoặc hàn mông phải được giữ một khoảng cách đáng kể so với các máy khác để tránh bị bắn và bay nóng kim loại từ cản trở làm việc trên chúng. Do đó, nhu cầu tương thích giữa các quá trình khác nhau phải được kiểm tra ở giai đoạn lựa chọn để tránh các vấn đề tiếp theo.
Cơ giới hóa và tự động hóa:
Tất cả các quy trình hàn không thể được cơ giới hóa, do đó, điều cần thiết là đánh giá sự cần thiết của cơ giới hóa hoặc tự động hóa ở giai đoạn thích hợp. Ví dụ, SMAW không thể được cơ giới hóa theo nghĩa thực sự của thuật ngữ trong khi GMAW và hàn điểm kháng có thể dễ dàng được sử dụng trong các chế độ cơ giới hóa của chúng.
Với việc sử dụng robot ngày càng tăng, bắt buộc phải lưu ý đến tiềm năng tương lai của quy trình trong khi lựa chọn quy trình hàn đặc biệt để sử dụng trong các ngành sản xuất khối lượng lớn. Trong khi đó GMAW và các quy trình hàn tại chỗ kháng có thể được sử dụng rộng rãi trong chế độ tự động thì hầu như không có cơ hội nào cho các quy trình hàn khí SMAW, SAW và oxy-nhiên liệu được sử dụng trong chế độ đó.
3. Cân nhắc kinh tế:
Toàn bộ lợi ích của việc thiết lập mối quan tâm kỹ thuật là thu nhập lợi nhuận và do đó chi phí của sản phẩm phải được giữ ở mức tối thiểu phù hợp với chất lượng mong muốn. Vì vậy, trong trường hợp hai hoặc nhiều quy trình đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật và sản xuất, chi phí hàn công việc cho mỗi phải được xác định trước khi đưa ra lựa chọn cuối cùng.
Chi phí hàn bao gồm các thành phần khác nhau được thể hiện dưới đây dưới dạng phương trình 20.1:
C T = C WL + C AL + C OH + C C + C PM LÊN. (20.1)
Ở đâu,
C T = tổng chi phí hàn,
C WL = chi phí nhân công hàn trực tiếp,
C AL = chi phí lao động phụ trợ,
C OH = chi phí trên không,
C C = chi phí hàng tiêu dùng,
C PM = chi phí bảo trì nhà máy.
Các chi phí này sẽ thay đổi từ quy trình hàn này sang quy trình hàn khác nhưng vì các quy trình hàn hồ quang bao gồm phần lớn tổng công việc hàn trên thế giới, cuộc thảo luận hiện tại sẽ chỉ giới hạn trong các quy trình hàn hồ quang.
Lao hàn trực tiếp:
Một nhà điều hành hàn dành thời gian của mình không chỉ cho việc hàn thực tế mà còn trong việc chuẩn bị hoặc lắp ráp các bộ phận bằng cách hàn hoặc kẹp. Anh ta cũng có thể được yêu cầu để có được hướng dẫn liên quan đến hoạt động hàn thực tế. Một số thời gian có thể được dành để chờ đợi công việc được giao để di chuyển từ nơi này đến nơi khác. Vì con người không thể làm việc liên tục trong suốt ca làm việc của mình, một khoản trợ cấp nhất định phải được thực hiện cho thời gian thư giãn.
Do đó, trong quy trình hàn hồ quang, thời gian của thợ hàn bao gồm bốn yếu tố như sau:
Tổng thời gian làm nhiệm vụ = Thời gian hàn thực tế + thời gian xây dựng khác + thời gian chờ đợi + thời gian nhàn rỗi (20.2)
Do đó, nếu số giờ làm việc của thợ hàn có thể được biểu thị theo chu kỳ nhiệm vụ được xác định là thời gian hàn thực tế theo phần trăm của tổng thời gian làm nhiệm vụ, có thể dễ dàng hơn để chọn một quy trình cho một công việc nhất định.
Chu kỳ nhiệm vụ cao hơn có thể đạt được khi hàn các mối nối phi lê dài so với các mối hàn ngắn trên phôi có hình dạng phức tạp.
Trong việc lựa chọn một quy trình hàn, nó nhằm mục đích tìm kiếm một quy trình có thể cho chu kỳ nhiệm vụ cao hơn. Bởi vì chu kỳ nhiệm vụ cao hơn có xu hướng ủng hộ các hệ thống cấp dây liên tục như GMAW và SAW; các quá trình này là phù hợp nhất cho các khớp dài không bị gián đoạn. Nhưng khi cần chạy các mối hàn ngắn, tốt nhất là sử dụng SMAW trong đó khả năng cơ động dễ dàng giúp nâng cao chu kỳ nhiệm vụ thấp vốn có.
Lao động phụ trợ:
Thỉnh thoảng một thợ hàn cần sự giúp đỡ của người khác để hoàn thành nhiệm vụ một cách nhanh chóng và thỏa đáng. Khi sử dụng, chi phí của lao động phụ trợ như vậy phải được tính trong việc lựa chọn cho một quá trình hàn.
Nếu lao động phụ trợ có thể được giảm hoặc loại bỏ hoàn toàn nó có thể giúp tiết kiệm đáng kể chi phí hàn. Ví dụ, khi hàn thép cường độ cao cần gia nhiệt trước kết hợp với SMAW, việc thay đổi GMAW hoặc SAW cho phép giảm nhiệt trước hoặc loại bỏ vì các quá trình này dẫn đến hydro trong kim loại hàn thấp hơn nhiều.
Chi phí trên cao:
Chi phí trên cao do thành lập cán bộ quản lý, thiết kế, cửa hàng và mua hàng, kiểm soát chất lượng, bán hàng và quản lý chung cũng được yêu cầu phải được thu hồi bằng cách thêm các chi phí này vào chi phí hàn để đến chi phí sản phẩm hoặc chế tạo cuối cùng . Thông thường điều này được thực hiện bằng cách thêm một tỷ lệ cố định từ 150 đến 350% vào chi phí lao động.
Chi phí hàng tiêu dùng:
Chi phí vật tư tiêu hao bao gồm chi phí điện cực, khí đốt, nước, v.v ... được sử dụng trong thực tế lắng đọng kim loại mối hàn. Với chi phí này có thể được thêm vào chi phí điện và khí đốt, vv Đôi khi các bộ phận có thể thay thế của thiết bị cũng được coi là một thành phần của vật tư tiêu hao. Ví dụ, mẹo tiếp xúc, vòi phun, dây cáp và thậm chí cả đèn pin GMAW có thể được coi là vật tư tiêu hao.
Chi phí bảo trì:
Bảo dưỡng máy dưới hình thức sửa chữa đôi khi có thể là một chi phí đáng kể. Khi chọn một quy trình, điều cần thiết là phải ghi nhớ chi phí duy trì nguồn điện và các thiết bị liên quan. Trong khi chi phí bảo trì máy biến áp hàn có thể gần như không đáng kể, một bộ máy phát động cơ có thể yêu cầu chi phí thường xuyên cho việc bảo trì và sửa chữa.
Lãi suất và khấu hao:
Chi phí của thiết bị hàn cần phải được phục hồi để thay thế sau khi tuổi thọ của nó kết thúc. Điều này thường được thực hiện bằng cách tính một tỷ lệ cố định của chi phí ban đầu đối với chi phí hàn.
Do đó, một thiết bị đắt tiền sẽ dẫn đến lãi suất và chi phí khấu hao của thiết bị cao hơn và có thể đầu tư một khoản tiền lớn để mua một thiết bị sản xuất cao hiện đại chỉ khi đơn hàng được đảm bảo giữ cho thiết bị bận rộn để thu hồi chi phí cùng với lợi nhuận. Bảng 20.3. đưa ra một hướng dẫn về chi phí so sánh, (các) tiêu thụ cần thiết và chế độ thường được sử dụng, không chỉ của thiết bị hàn hồ quang mà còn là thiết bị cho một số quy trình hàn công nghiệp quan trọng khác.
Vì chi phí của thiết bị sẽ được phân phối theo số lượng linh kiện hoặc đơn vị sản xuất, nên việc đánh giá đơn hàng hoặc khối lượng công việc cần phải xử lý là điều cần thiết.
Ngoài các cân nhắc về kỹ thuật, sản xuất và kinh tế, việc lựa chọn quy trình cũng có thể dựa trên loại sản phẩm được chế tạo.
Loại sản phẩm:
Đối với chế tạo bằng cách hàn tất cả các sản phẩm có thể được chia thành ba loại chính, chế tạo kết cấu kích thước lớn, các thành phần kỹ thuật và bán thành phẩm.
Chế tạo kết cấu:
Chế tạo kết cấu được thực hiện bằng cách nối nhiều phần và tấm có kích thước nhỏ và thậm chí lớn để xây dựng các cấu trúc khổng lồ. Do kích thước và hình dạng của cấu trúc cuối cùng, các hệ thống hàn thường được chuyển đến vị trí công việc.
Những cấu trúc này có thể yêu cầu nhiều mối hàn có chiều dài nhỏ cũng như các khớp dài. Những cấu trúc này có thể bao gồm tàu, cầu, cấu trúc tòa nhà, bình chịu áp lực, bể chứa, nhà máy hóa chất và phân bón, cần cẩu, khung công cụ máy móc lớn, thiết bị vận chuyển đất, thân ô tô và toa xe lửa.
Việc chế tạo kết cấu thường yêu cầu các quy trình hàn hồ quang thủ công hoặc bán tự động như SMAW, GMAW, FCAW, SAW và hàn điện.
Thành phần kỹ thuật:
Các thành phần kỹ thuật là các công trình nhỏ gọn, thường có độ đối xứng cao, thường có thể được đưa đến máy hàn hoặc lắp đặt để chế tạo. Hầu hết các thành phần sản xuất hàng loạt thuộc loại này. Ví dụ, các thành phần như bình áp lực nhỏ, thiết bị điện, máy móc quay, thân van, xi lanh thủy lực, trục sau ô tô, hệ thống treo, thiết bị lái và bộ phận truyền động.
Các thành phần kỹ thuật có thể được hàn bằng nhiều quy trình hàn thường ở chế độ cơ giới hoặc tự động. Ngoài các quy trình hàn hồ quang, liên kết khuếch tán, hàn ma sát và EBW có thể được sử dụng tùy thuộc vào vật liệu, độ chính xác và điều kiện dịch vụ mà thành phần phải chịu. Các quy trình hàn điện trở như hàn điểm, lừa đảo và hàn chiếu cũng như hàn mông và hàn cũng được sử dụng rộng rãi trong chế tạo các linh kiện kỹ thuật nhỏ hơn làm từ kim loại tấm hoặc các chi tiết gia công nhỏ.
Sản phẩm bán hoàn thiện:
Các sản phẩm được sản xuất liên tục từ một cài đặt cố định thường có mối hàn liên tục được gọi là bán thành phẩm và bao gồm các phần hàn như I, T và các phần kênh, ống hàn dọc và ống xoắn, ống vây và lưỡi cưa, lưới thép hàn và tương tự các sản phẩm khác cũng được bao gồm trong danh mục chế tạo hàn này.
Bán thành phẩm thường được sản xuất bởi các quy trình hàn liên tục với máy tự động với thiết bị xử lý thức ăn và xử lý sản phẩm phát triển cao. Các quy trình hàn phù hợp nhất cho chế tạo như vậy bao gồm một số hình thức của quy trình hàn hồ quang, điện trở cao tần và hàn cảm ứng, hàn mông kháng, hàn lừa đảo kháng và thậm chí hàn chùm tia điện tử.
Biểu đồ luồng cho lựa chọn quy trình:
Có thể xây dựng một biểu đồ dòng chảy để lựa chọn một quy trình hàn thích hợp để hoàn thành một công việc được chỉ định bằng cách hàn. Một hướng dẫn để xây dựng một biểu đồ dòng chảy như vậy được cung cấp bởi một biểu đồ được đưa ra trong hình 20.3. Trong biểu đồ dòng chảy này, người ta đã nhấn mạnh vào việc hàn các loại thép khác nhau. Tuy nhiên, trong mọi trường hợp cụ thể, biểu đồ luồng cuối cùng sẽ phụ thuộc vào các biến được đặt trong dữ liệu đầu vào.
Kết luận:
Rõ ràng từ các cuộc thảo luận về chủ đề lựa chọn quy trình hàn để chế tạo một cấu trúc nhất định hoặc một thành phần mà việc lựa chọn cần dựa trên phân tích cẩn thận về các cân nhắc kỹ thuật, sản xuất và kinh tế cũng như loại sản phẩm.
Hầu hết thời gian lựa chọn được thực hiện trong số các quy trình hàn hồ quang và do đó, sự nhấn mạnh vào các quy trình này đã được đặt trong biểu đồ Cách đưa ra trong Hình 20.3. Tuy nhiên, có thể lưu ý rằng lựa chọn cuối cùng có thể không bị giới hạn trong một quy trình duy nhất, thay vào đó, một số quy trình có thể phải được sử dụng để hoàn thành công việc như hiển nhiên từ ví dụ sau.
Vấn đề 1 :
Nó được yêu cầu chế tạo trống hơi / nước có độ dày thành 90 mm được phủ bên trong bằng thép không gỉ austenit dày 3 mm như trong hình 20.4 để sử dụng trong nhà máy điện hạt nhân. Chọn các quy trình phù hợp để hoàn thành công việc.
Khuyến nghị:
Một câu trả lời có thể cho vấn đề có thể như sau:
Khớp A:
Hàn Electroslag với một điện cực dao động duy nhất dường như là một lựa chọn phù hợp để thực hiện các mối hàn dọc này.
Khớp B:
Để tạo các mối hàn theo chu vi trên trống, SAW có thể đạt được mục tiêu mong muốn bằng cách đặt bộ SAW ở trên cùng và xoay trống ở tốc độ hàn yêu cầu. Bộ sưu tập thông lượng có thể được thực hiện bằng cách cung cấp một tấm lưới và một khay thu bên dưới trống. Thông lượng thu thập không sử dụng có thể được tái chế.
Khớp C:
Các lối vào và đầu ra có thể được hàn vào đầu vỏ trống bằng SAW với mặt sau từ thông có thể tháo rời bằng cách đặt trống ở vị trí thẳng đứng và xoay nó ở tốc độ hàn mong muốn.
Khớp D:
Nhiều vòi phun được yêu cầu hàn vào trống. Các khớp này nhỏ có thể được thực hiện thuận tiện bằng quy trình GMAW sử dụng khí bảo vệ trơ.
Tấm ốp:
Việc bọc trống từ bên trong bằng thép không gỉ Austenit có thể được thực hiện một cách hiệu quả bằng cách bọc dải trong đó các bộ phận chính của trống có liên quan. Tuy nhiên, các khu vực cong chỉ có thể nổi lên bằng cách sử dụng quy trình GMAW hoặc GTAW với dây phụ.
Đầu phun có kích thước nhỏ không thể nổi lên bằng cách ốp dải. Do đó, sự lựa chọn có thể dựa trên các quy trình SMAW, GMAW hoặc GTAW để nổi lên các vùng nhỏ khó xử. Các vòi phun có lỗ khoan 150 mm trở xuống có thể được phủ bằng SMAW chỉ tối đa gấp đôi đường kính lỗ khoan vì vấn đề tiếp cận. Do đó, một quy trình GMAW tự động được phát triển phù hợp có thể thành công hơn. Ngoài ra, GTAW với dây phụ cũng có thể được sử dụng.
Bất cứ khi nào quá trình ốp tự động không thể được thực hiện thành công SMAW có thể là sự thay thế duy nhất.
Các đề xuất trên đã được dựa trên các cân nhắc sản xuất cho chế tạo cửa hàng. Tuy nhiên, nếu việc xây dựng tương tự được thực hiện tại công trường, hầu hết các công việc có thể phải được SMAW hoàn thành với chi phí cao hơn đáng kể; điều đó cũng liên quan đến thời gian dài hơn và sản phẩm cuối cùng có thể có chất lượng thấp hơn.
