CHƯƠNG I: NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1 Đặt lý do chọn đề tài: Đối với xã hội , hiện nay nhu cầu về máy hàn phục vụ công nghiệp và các ngành sản xuất, chế tạo là rất lớn, doanh nghiệp thiết kế máy trong nước ngày càng phát triển rầm rộ điều đó càng chứng minh thêm cho chúng ta biết rằng tính thiết yếu và cấp bách của lĩnh vực thiết kế máy trong đó máy hàn là một trong những máy móc không thể nào thiếu. Máy hàn MIG/MAG hiện nay có phạm vi ứng dụng rộng rãi, phù hợp với rất nhiều nhu cầu công việc của xã hội hiện đại. Máy hàn không chỉ hàn được các loại thép thông thường mà có thể hàn được nhiều loại thép không gỉ, thép chịu nhiệt, hợp kim, inox… khác nhau. Hàn MIG/MAG có thể áp dụng trong nhiều vị trí không gian khác nhau.
Vị trí hàn xa cũng có thể được áp dụng mà không hề gây đứt quãng. Nhìn chung, phương pháp hàn này được sử dụng phổ biến trong các sản phẩm như bàn ghế, khung xe đạp, đóng thùng ô tô, đóng tàu, cơ khí, dây chuyền sản xuất,… Thực tế rằng chúng ta nhìn thấy trên thị trường Việt Nam nói riêng và Quốc tế nói chung có rất nhiều chủng loại máy hàn MIG/MAG khác nhau. Nhưng ở Việt Nam mong muốn cần một chiếc máy hàn cỡ lớn để phục vụ cho công trình, quá trình sản xuất cơ khí với cường độ dòng điện lên tới 300A đang rất cần. Máy hàn MIG/ MAG 300A đây là dòng máy hàn công nghiệp công suất vừa đủ lớn, sở hữu dòng hàn dài, cho phép hàn với hiệu suất cao trong thời gian dài, mang lại những giá trị và lợi nhuận cho doanh nghiệp, công xưởng.
Nhiều nhà sản xuất cơ khí hiện nay vẫn không tin tưởng thiết bị trong nước nên họ đã đặt thiết bị ở nhiều nhà sản xuất khác trên thế giới như : Đức, Ý, Hàn , Pháp…Với giá thành cực kỳ cao vì 8 Năm: 2023 Khoa: Cơ khí do nhiều yếu tố khi nhập về Việt Nam như các loại thuế, ước tính một sản phẩm được nhập từ nước ngoài về cao hơn 0.5 đến 1 lần số tiền so với thiết bị được chế tạo trong nước. Trong tình hình hội nhập với nền kinh tế thế giới cùng với sự cạnh tranh gắt gao từ các nhà sản xuất nước ngoài. Điều này đòi hỏi các nhà sản xuất trong nước cần phải nâng cao năng lực cạnh tranh của sản phẩm hơn bằng cách cải tiến và đầu tư máy móc, trang thiết bị an toàn, bảo vệ sức khoẻ công nhân để phục vụ sản xuất. Đặc biệt là trong tình hình lao động hiện nay, nguồn lao động trong ngành cơ khí đang thiếu hụt trầm trọng.
Chính vì điều này mà hiện nay vấn đề đặt ra là: để phát triển nghành sản xuất cơ khí trong nước thì việc quan trọng là cần phải trang bị các máy móc hiện đại trong quá trình sản xuất , chế tạo là vô cùng quan trọng. Việc sử dụng các sản phẩm trong nước như vậy sẽ làm cho ngành sản xuất , gia công thiết bị cơ khí trong nước ngày càng phát triển và hoàn thiện hơn, mặt khác nó còn nhằm mục đích hưởng ứng thúc đẩy, vận động sử dụng các thiết bị sản xuất trong nước. Đối với sinh viên, việc tiếp cận một mô hình dàn trải máy hàn đang còn rất nhiều bất cặp. Nên rất cần một mô hình dàn trải để giúp cho các bạn nắm bắt hiểu rõ hơn về các bộ phận trong máy và hiểu rõ quy trình hàn.
Em nhận thấy đây là một vấn đề có tính rất thiết thực, thực tiễn và mang tính khoa học cao. Chính vì những lý do đó mà em đã chọn đề tài “ nghiên cứu , thiết kế, dàn trải và mô phỏng máy hàn MIG/MAG 300A”.2 Ưu điểm của đề tài: Đối với đề tài “nghiên cứu , thiết kế, dàn trải và mô phỏng máy hàn MIG/MAG 300A” sẽ trình bày và phô diễn được cấu tạo bên trong của máy hàn. Điều 9 Năm: 2023 Khoa: Cơ khí này nó mang tính thiết thực và tính khoa học rất cao. Nên sẽ mang lại cho các bạn sinh viên tiếp cận nó một cách rất là dễ dàng và hiệu rất cao .3 Giới hạn đề tài: Do thời gian nghiên cứu và điều kiện vật chất có hạn nên em chỉ nghiên cứu, thiết kế mô hình dàn trải và mô phỏng trên phần mềm chưa có thể chế tạo thành sản phẩm hoàn chỉnh và chạy thực nghiệm.4 Mục đích nghiên cứu.
Với đề tài “ nghiên cứu , thiết kế mô hình dàn trải và mô phỏng máy hàn MIG/MAG 300A” em nghiên cứu thể hiện với mục đích sau: Hoàn thiện một lượng lớn kiến thức về chế tạo cơ khí – điện tử nói chung và phần mềm hỗ trợ 3D nói riêng. Mang lại cho các bạn sinh viên, người học sẽ hiểu rõ hơn về máy hàn. Đây cũng là cơ sở để khóa sau sẽ thực hiện bước cải tiến, chế tạo thành một mô hình dàn trải và tiến hành chạy .5 Phương pháp nghiên cứu: Phương pháp tham khảo tài liệu: Với các tài liệu về máy hàn, phương pháp hàn, sửa chữa máy hàn công nghiệp, các tài liệu của các trang bán máy hàn trên thị trường Việt Nam và Quốc tế… Tham khảo các máy có sẵn trên thị trường trong nhà máy hay công trường khi đi thưc tập tại nhà máy Polyco. Nghiên cứu kết cấu và cấu tạo của một máy hàn MIG/MAG trên thị trường có tính năng tương tự, cải tiến những khuyết điểm.
Tham khảo tài liệu về mạch, bộ điều khiển máy hàn đặc biệt bộ nguồn Inventer. 10 Năm: 2023 Khoa: Cơ khí Tham khảo ý kiến của thầy cô trong nhà trường, luôn luôn tìm tòi mọi thứ trên internet và sách báo. 11 Năm: 2023 Khoa: Cơ khí CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CÔNG NGHỆ HÀN TRONG MÔI TRƯỜNG KHÍ BẢO VỆ 2.1 Cấu tạo máy hàn MIG/MAG 2.2 Nguyên lý làm việc.1 Giới thiệu về nguyên lý hàn MIG/MAG Phương pháp hàn MIG/MAG còn có tên gọi là hàn hồ quang kim loại trong môi trường khí bảo vệ hoặc tên thông thường là hàn dây, hàn CO2.Tên quốc tế là GMAW (Gas Metal Arc), GMAW sử dụng hồ quang được tạo bởi vật hàn và dây điện cực nóng chảy cấp vào chi tiết hàn. [2] Hồ quang này sẽ được bảo vệ bằng dòng khí trơ hoặc khí có tính khử.
Sự cháy của hồ quang được duy trì nhờ các hiệu chỉnh đặc tính của hồ quang. Chiều dài hồ quang và cường độ dòng điện hàn được duy trì tự động trong khi tốc độ hàn và góc điện cực được duy trì bởi thợ hàn. 12 Năm: 2023 Khoa: Cơ khí Hình 2. 1 Sơ đồ nguyên lý hàn MIG/MAG a) Nguyên lý hàn MIG Hàn MIG là chữ viết tắt của “ Metal Inert Gas Arc” nghĩa là “ Hàn hồ quang trong môi trường khí trơ với điện cực nóng chảy”.
Hàn MIG là phương pháp tạo hồ quang giữa kim loại hàn và dây hàn trong môi trường khí trơ như khí Argon (Ar) hoặc Hêli (He). Đây là phương pháp hàn bán tự động, dây hàn được đưa vào vũng hàn liên tục nhờ một bộ phận đẩy dây (cấp dây), dây hàn là loại dây đặc có chất lượng và thành phần tương tự như kim loại hàn và không cần thêm chất khử, khí trơ không phản ứng với kim loại nóng chẩy và bảo vệ vùng hàn khỏi không khí rất tốt. Khi hàn các kim loại dễ bị ôxy hoá như nhôm và hợp kim nhôm, nên sử dụng khí trơ. Khi hàn thép không gỉ, dùng hỗn hợp khí Argon với 2% ôxy sẽ làm cho hồ quang cháy ổn định và vẫn giữ được hoạt động làm sạch của khí trơ (nếu sử dụng Ar nguyên chất, hồ quang cháy không ổn định).
Khi hàn thép hợp kim thấp có thể sử dụng hỗn hợp khí CO2 và Ar. Dây hàn nóng chẩy và chuyển dịch dạng tia ở dòng điện hàn cao, hình dạng mối hàn đẹp với độ ngấu sâu dạng “ngón tay” và bắn toé kim loại ít. Tuy nhiên ở dòng điện hàn thấp, chuyển dịch kim loại lỏng là chuyển dịch dạng cầu, mức độ bắn toé nhiều 13 Năm: 2023 Khoa: Cơ khí hơn. Do đó, do đó phương pháp hàn MIG xung được phát triển, cho phép dòng điện hàn tăng định kỳ với hệ thống chuyển dịch tia thậm chí ngay cả khi hàn với dòng điện thấp.
b) Nguyên lý hàn MAG Tương tự như hàn MIG. Hàn MAG được viết tắt từ cụn từ tiếng Anh Metal Active Gas Metal: Kim loại Active: Hoạt tính Gas: Khí Trong phương pháp hàn này dây hàn (điện cực) liên tục được đẩy vào vũng hàn nhờ cơ cấu cấp dây hàn, trong khi đó dòng điện hàn truyền từ nguồn điện hàn qua bép hàn để làm nóng chảy dây hàn và kim loại cơ bản. Để tránh bị ôxy hoá và Nitơ hoá kim loại mối hàn, dùng khí CO2 hoặc hỗn hợp khí Argon và CO2 cung cấp xung quanh vùng hàn để bao bọc và bảo vệ ngăn không cho không khí bên ngoài xâm nhập vào kim loại mối hàn. Phương pháp này được gọi là phương pháp hàn hồ quang trong môi trường khí bảo vệ và là phương pháp hàn bán tự động.
Tuỳ theo từng loại khí bảo vệ như 100 % CO2 , hỗn hợp khí Ar + CO2 > 5% được dùng (thông thường dùng 80% Ar + 20% CO2). Khi dùng 100% CO2 thi gọi là phương pháp hàn hồ quang CO2, nếu dùng Ar + CO2 thì được gọi là phương pháp hàn hồ quang khí bảo vệ hỗn hợp, có tác động tăng chất lượng mối hàn và giảm sự bắn toé kim loại lỏng. Khi tốc độ gió ≥ 2m/ sec sẽ gây ra sự sâm nhập của không khí vào vũng hàn. c) Phạm vi sử dụng 14 Năm: 2023 Khoa: Cơ khí Hàn MIG, MAG được sử dụng với phạm vi rất rộng để hàn các lọai vật liệu như thép cácbon thấp, thép có độ bền cao, thép hợp kim thấp, thép không gỉ.
Phương pháp hàn trong môi trường khí bảo vệ không chỉ áp dụng trong công nghiệp sản xuất ô tô mà còn được áp dụng trong sản xuất kết cấu thép xây dụng, chế tạo máy công nghiệp, đóng tầu và các ngành công nghiệp khác… 2.3 Vật liệu hàn MIG/MAG 2.1 Khí bảo vệ a) Khí trơ Khí trơ là khí “không tác động đối với các phản ứng hoá học và hầu như không hoà tan trong kim loại”. Đó là khí đơn nguyên tử mà các nguyên tử của chúng được bao bọc bởi các màng điện tử, nhờ vậy tính trơ hoá của chúng càng được đảm bảo. Argon (Ar), Heli (He) và hỗn hợp của chúng là những khí trơ dùng cho hàn. - Argon Argon là khí không cháy và không gây nổ.
Nhờ nặng hơn không khí, Argon bảo tốt bể hàn.