Chuẩn bị thành, gờ để nâng cao chất lượng các mối hàn ống mỏng
Khi hàn ghép nối các ống mỏng nhằm tiết kiệm chi phí cho quá trình sản xuất, cần có bước tạo phôi, chuẩn bị trước các thành, gờ giữ cho các mối hàn được điền đầy không bị chảy xệ ra ngoài. Chúng tôi đã tiến hành thí nghiệm tạo thành gờ để hàn ống thép mạ kẽm ϕ40 có chiều dày thành ống là 1mm cho mối hàn ghép nối chữ T, thực hiện tạo phôi cho 3 bộ phôi hàn có tạo thành, gờ và 03 bộ phôi hàn không tạo thành, gờ với các chế độ hàn cho từng cặp ống khác nhau. Mục tiêu của nghiên cứu nhằm tìm ra bộ thông số tối ưu để nâng cao chất lượng mối hàn cho các mối hàn ống mỏng, đáp ứng được chất lượng mối hàn đồng thời tiết kiệm được một lượng lớn phôi liệu. Kết quả thí nghiệm đã được chụp siêu âm để đối chứng, so sánh.
Hàn được sử dụng rộng rãi trong ngành chế tạo máy, hầu hết các chi tiết máy đều được ghép với nhau bằng hàn bởi những ưu việt của nó. Khi thực hiện các mối ghép ống tròn, hiện nay được sử dụng nhiều chủ yếu là mối ghép ren, ưu điểm của mối ghép này là cơ động, tháo lắp dễ dàng nhưng tốn một lượng lớn vật liệu. Để khắc phục tình trạng trên, bài báo này đề xuất phương pháp tạo thành gờ chuẩn bị phôi cho các mối hàn ống mỏng, khi có các thành gờ lượng kim loại không bị chảy tràn ra ngoài làm cho mối hàn dễ điền đầy. Ứng suất dư do hàn gây ra đóng vai trò quan trọng trong tuổi thọ của các kết cấu hàn. Mối hàn được giữ nhiệt hoặc gia nhiệt sẽ khử được một phần ứng suất phát sinh khi hàn. Thực tế khi tạo gờ cho mối hàn ống mỏng đã tập trung được nhiệt tại vị trí hàn làm cho sự biến dạng nhiệt giảm rất nhiều, giảm được quá trình biến dạng cong, vênh, nứt nẻ.
Qua so sánh hai loại mối hàn có tạo gờ và không tạo gờ khi hàn ống mỏng của mối hàn ống chữ T, ta thấy mối hàn được tạo gờ chất lượng mối hàn tốt hơn, độ kín khít cao hơn so với mối hàn không được tạo gờ. Điều này được giải thích như sau: Khi hàn ống có tạo gờ, lượng kim loại tại mối hàn chảy lỏng bị các thành gờ giữ lại nên nhiệt vùng hàn đồng đều, ứng suất phát sinh thấp hơn, độ kín khít cao hơn. Khi hàn ống mỏng với các chế độ hàn khác nhau, ta thấy chế độ hàn có Uh = 17V; Ih = 110A; Vk = 8lít/phút cho mối hàn tốt nhất, sau đó đến Uh = 16V; Ih = 120A; Vk = 8lít/ phút. Khi chế độ hàn thích hợp đối với mối hàn ống mỏng được tạo thành gờ, việc kim loại khó chảy loang ra ngoài do đã bị thành gờ ngăn lại nên việc điền đầy mối hàn tốt hơn, nhiệt tạo ra trên bề mặt mối hàn đồng đều hơn khi chọn chế độ hàn hợp lý đã tạo sự điền đầy các mối hàn làm cho chất lượng mối hàn ngấu, kín khít như trên các màn hình đã được lưu lại.
Việc tạo thành gờ cho các mối hàn ống mỏng đã giải quyết được bài toán tiết kiệm phôi liệu, tiết kiệm được chi phí sản xuất, làm tăng chất lượng mối hàn. Việc chuẩn bị thành, gờ cho mối hàn ống mỏng trong công nghệ hàn TIG đã ảnh hưởng nhiều tới chất lượng mối hàn. Nội dung bài báo đã nghiên cứu thực nghiệm với các loại mối hàn trong các yếu tố công nghệ cụ thể, mối hàn được tạo gờ và không tạo gờ cũng như việc thay đổi điện áp, thay đổi cường độ dòng điện, ta thấy chế độ hàn ống mỏng 1mm nên sử dụng chế độ hàn Uh = 17V; Ih = 110A; Vk = 8lít/phút cho mối hàn tốt nhất. Việc tạo thành, gờ cho mối hàn ống mỏng đã nâng cao được chất lượng mối hàn, giảm được ứng suất bên trong tại mối hàn, làm cho mối hàn kín khít hơn, chất lượng mối hàn đồng đều hơn.
Tạp chí Cơ khí Việt Nam, Số 314, tháng 4 năm 2024