Mẹo để hàn nhôm bằng robot thành công

Hàn nhôm bằng rô-bốt đang gia tăng nhờ sự thúc đẩy về trọng lượng nhẹ. Để đảm bảo quá trình thành công, bạn phải nhận thức được sự khác biệt giữa nhôm và thép và những khác biệt đó ảnh hưởng như thế nào đến quá trình hàn và các thành phần mà bạn sử dụng.

Việc sử dụng hàn hồ quang bằng rô-bốt để sản xuất linh kiện ô tô khối lượng lớn đang trở nên phổ biến hơn. Những lợi ích như chất lượng tốt hơn và tính nhất quán được cải thiện kết hợp với nhiều tiến bộ kỹ thuật để thực hiện hàn hồ quang kim loại khí (GMAW) trong quá trình chế tạo là những lý do chính đằng sau điều này.

Trong khi hàn thép là công việc thường xuyên, ngày càng nhiều công ty, đặc biệt là các nhà sản xuất xe tải, đang chuyển sang sử dụng các bộ phận bằng nhôm để đáp ứng nhu cầu của khách hàng về các loại xe nhẹ, hiệu quả hơn. Tuy nhiên, để thành công với nhôm, đòi hỏi những lưu ý đặc biệt để duy trì hoạt động hàn.

Sự khác biệt về thẩm mỹ giữa GMAW và GTAW

Những tiến bộ gần đây về nguồn điện hiện đang chuyển cuộc thảo luận về việc áp dụng rô bốt hàn hồ quang từ “Tôi có thể hàn bộ phận của mình không?” để “Tôi muốn mối hàn trông như thế nào?”

GMAW sử dụng một điện cực tiêu hao liên tục nạp vật liệu để tạo thành cặn mối hàn, cho phép tốc độ di chuyển nhanh và cung cấp khả năng chịu đựng của quá trình (độ lặp lại mối hàn) cho rô bốt có thể bảo trì ở mức cộng hoặc trừ một nửa đường kính dây. Mỹ phẩm hàn lý tưởng cho GMAW là các hạt mịn, đồng nhất, không có các đường rắn chắc được xác định rõ ràng (gợn sóng).

Hàn hồ quang vonfram khí (GTAW) sử dụng điện cực không thấm nước để tạo thành vũng trong khi thợ hàn khéo léo cân bằng giữa sự nóng chảy của vật liệu cơ bản với việc bổ sung vật liệu phụ, tạo ra các đường đông đặc xác định (gợn sóng) tạo thành hạt. Vẻ ngoài “đồng xu xếp chồng lên nhau” hoặc “đồng xu nhiều lớp” do GTAW sản xuất có tính thẩm mỹ cao đối với một số người và thể hiện chất lượng thủ công của những người khác.

Sự khác biệt giữa hàn nhôm và thép

Đặc tính của nhôm khá khác so với thép, và bạn phải hiểu chúng để tự động hóa thành công GMAW của hợp kim nhôm.

Dẫn nhiệt. Do tính dẫn nhiệt cao nên nhôm rất khó nóng khi mới bắt đầu. Sau khi được làm nóng, nó sẽ tan chảy ở nhiệt độ thấp hơn. Điều này có thể làm cho quá trình chế tạo khó khăn hơn khi hàn các phần dày đến mỏng vì nhiệt thường hấp thụ vào phần dày hơn, làm cho nó khó nung chảy hoặc nối một phần mỏng hơn.

Chất liệu mềm . Nhôm mềm hơn thép và có thể gây ra những thách thức trong việc cấp điện cực dây. Những tiến bộ trong rô bốt chạy bằng cánh tay đã giúp giảm thiểu một số vấn đề từng cản trở việc cấp dây nhôm trong quá khứ.

Màu sắc và độ lỏng. Có lẽ sự khác biệt rõ ràng nhất giữa nhôm và thép là nhôm không đổi màu khi nung nóng, ngược lại thép nóng chảy chuyển sang màu đỏ cam. Việc không thay đổi màu sắc có thể là một thách thức đối với các thợ hàn đang học chế tạo bằng nhôm vì nó rất lỏng. Đôi khi làm việc với nhôm có thể giống như hàn một vũng nước khi nó bị đẩy.

Tỷ lệ hóa rắn. Tỷ lệ hóa rắn cao của nhôm cho phép tốc độ hàn nhanh hơn so với thép. Tuy nhiên, các nhà chế tạo cần lưu ý rằng nhiệt độ đóng băng nhanh của nhôm có thể tác động đến miệng núi lửa ở đầu hồ quang.

Hình 1 Khi một mối hàn được hoàn thành, vũng nhôm đóng băng nhanh

Cân nhắc về quy trình đối với GMAW nhôm

Việc bỏ qua các đặc tính độc đáo của nhôm và không thực hiện các thay đổi quy trình nhất định trong quá trình GMAW có thể dẫn đến cháy, cong vênh hoặc thiếu hợp nhất mà cuối cùng có thể ảnh hưởng đến tính toàn vẹn của mối hàn cuối cùng, làm chậm quá trình sản xuất do cần phải gia công lại. Dưới đây là một số thay đổi trong quy trình GMAW bằng nhôm robot cần xem xét.

Số 1: Bắt đầu Arc

Tính dẫn nhiệt cao của nhôm thường dẫn đến sự lạnh đi khi bắt đầu hồ quang, và việc tìm cách để có đủ nhiệt vào phần này để giúp nung chảy vũng nước có thể là một thách thức. Vì lý do này, hãy sử dụng dòng điện cao hơn, hay còn gọi là “khởi động nóng” ở đầu mối hàn. Mua một robot hỗ trợ quá trình này với cường độ dòng điện cao hơn là lý tưởng, vì tốt nhất là sử dụng dòng điện cao kết hợp với chuyển động để tránh tích tụ và kết hợp vòng lạnh.

Một khi vật liệu được làm nóng, nó sẽ tan chảy ở một điểm thấp. Trong vòng 10 đến 15 mm hành trình, hãy giảm dòng điện và tiếp tục chuyển động để bạn có thể tạo mối hàn ở nhiệt độ đầu vào thấp hơn. Đôi khi một chức năng có sẵn cho phép tăng dòng điện trong hạt GMAW. Điều này có thể hữu ích khi rô bốt đang hàn ép đùn với một khung sườn, vì sự khác biệt về khối lượng có thể ảnh hưởng đến hình dáng của đường hàn.

Bạn có thể cân bằng các thông số để giảm biên dạng của hạt khi bắt đầu. Một số nguồn điện có thể đảo ngược dây khi tiếp xúc, tạo ra “khởi động nâng”, là khởi động hồ quang ổn định hơn.

Số 2: Xung kép

Trong khi hàn xung thường được sử dụng với nhôm, một biến thể quy trình thành công là xen kẽ giữa các cài đặt kép của dòng điện cao và thấp (2 đến 5 Hz) để tạo ra hình dạng giống GTAW hoặc các gợn sóng trong hạt, tạo ra các mối hàn thẩm mỹ. Tốc độ hóa rắn nhanh của vũng nhôm cho phép điều này xảy ra, trong khi với thép, điều này không rõ ràng như vậy. Thường được lập trình theo tỷ lệ phần trăm, xung kép tạo ra âm thanh độc đáo khi nguồn điện xen kẽ giữa tốc độ cấp dây cao và tốc độ cấp dây thấp.

Tham số khác quan trọng đối với xung kép là tần số, có ảnh hưởng trực tiếp đến khoảng cách và kích thước của các gợn sóng. Tần số thấp hơn tạo ra khoảng cách lớn hơn, trong khi tần số cao hơn làm giảm khoảng cách giữa các gợn sóng. Khả năng xung kép có thể là một tính năng trong chính nguồn điện hoặc đôi khi nó có thể là một yếu tố của điều khiển rô bốt, nhờ đó bạn có thể điều chỉnh các thông số nhất định trong tệp hoặc chương trình hàn rô bốt.

Mối hàn có các gợn sóng khác biệt trong hạt có khả năng tích tụ bụi bẩn, dẫn đến hư hỏng nhanh hơn. Điều này đặc biệt đúng đối với thùng nhiên liệu và thùng xe tải khi chúng tiếp xúc với các yếu tố bên ngoài. Vì lý do này, nhiều nhà sản xuất xe tải sử dụng biên dạng hạt mịn, kết quả của GMAW xung thường xuyên, thường được sử dụng cho các mối hàn container. Bộ điều khiển rô bốt mới hơn nên cung cấp tùy chọn tắt khả năng xung kép. Tuy nhiên, nếu tính năng đó không khả dụng, bạn có thể điều chỉnh tần số để tạo ra bề mặt mịn, không lớp.

Số 3: Kết thúc Hồ quang — Lấp kẽ hở

Hình 2 Để lấp đầy chỗ lõm trong GMAW, hãy sử dụng quy trình lấp đầy một hoặc hai bước hoặc sử dụng “bước lùi”. Trình tự tắt hồ quang hai bước yêu cầu một thời gian ngắn ở dòng điện thấp (dưới 100 ampe) sau lần dừng đầu tiên.

Ngoài các cài đặt khác nhau khi bắt đầu hồ quang, mối hàn nhôm có thể được hưởng lợi từ nhiều cài đặt khi kết thúc hồ quang. Khi một mối hàn hoàn thành, vũng nhôm đóng băng nhanh, để lại một chỗ lõm hoặc miệng núi lửa phải được lấp đầy. Đổ đầy nó ở dòng cao trong khi tắt cũng có thể để lại một chỗ lõm (xem Hình 1 ).

Để lấp đầy khoảng trống trong GMAW, hãy sử dụng quy trình lấp đầy một hoặc hai bước hoặc sử dụng “bước lùi”. Quy trình một bước đơn giản lấp đầy, để lại một chút phiền muộn; trình tự tắt hồ quang hai bước yêu cầu một thời gian ngắn ở dòng điện thấp (dưới 100 ampe) sau lần dừng đầu tiên (xem Hình 2 ). Để lùi miệng hố, hãy đi đến cuối mối hàn và đảo ngược hướng của rô-bốt vài mm trước khi lấp đầy chỗ trũng (xem Hình 3 ). Điều này cho phép bạn chấm dứt sự vượt qua của mối hàn bên ngoài vùng ứng suất ở cuối mối hàn, giảm nguy cơ thay đổi kích thước mối hàn có thể tạo ra sự gia tăng ứng suất và nứt (nếu chịu tải trọng mỏi).

Số 4: Đèn pin làm mát bằng nước

Bởi vì hàn nhôm là hàn xung, nó có xu hướng làm nóng dây dẫn, làm cho nó bị phồng và dính ở đầu dây. Vì lý do này, hãy sử dụng mỏ hàn làm mát bằng nước để giúp giảm thiểu các vấn đề cho ăn.

Số 5: Bảo hiểm khí

Mặc dù bạn thường sử dụng một đầu tiếp xúc mở rộng ra ngoài vòi phun để hàn thép, bạn nên sử dụng một đầu tiếp xúc lõm để hàn nhôm. Tại sao? Bởi vì nó có thể cải thiện khả năng bao phủ khí nếu lối vào chung cho phép.

Hàn nhôm bằng rô-bốt: Làm thế nào để làm cho nó hoạt động cho bạn

Có ba tùy chọn cấu hình nguồn cấp dây cơ bản để hàn nhôm bằng rô bốt. Hầu hết các hệ thống rô bốt hàn thép đều có bộ cấp dây trên cánh tay, giúp đẩy dây ra ngoài mà không gặp nhiều trở ngại. Đối với nhôm, súng đẩy / kéo — một bộ cấp dây trong mỏ hàn có trợ lực phía sau — là lý tưởng. Tuy nhiên, những cân nhắc về quy trình hoặc những hạn chế về tài chính có thể quyết định loại thiết bị bạn chọn sử dụng.

1. Bộ nạp chỉ đẩy. Mặc dù không phải là lý tưởng, hệ thống hàn rô bốt tiêu chuẩn với bộ cấp liệu chỉ đẩy có thể hàn nhôm, nhưng phải áp dụng một số biện pháp phòng ngừa nhất định.

• Đảm bảo cáp mỏ hàn giữa bộ nạp đẩy và mỏ hàn được bảo dưỡng đúng cách và càng ngắn càng tốt.
• Thay đổi các cuộn ổ đĩa, thanh dẫn hướng dây và lớp lót từ những cuộn được thiết kế cho thép sang những cuộn được đề xuất cho dây nhôm.
• Chú ý thêm đến hệ thống thức ăn để ngăn chặn sự phát triển của chim. Điều này xảy ra khi dây nhôm bị kẹt trong đầu hoặc lớp lót trong khi bộ nạp đẩy tiếp tục cấp dây. Nó tạo ra một mớ hỗn độn giống như cái tổ ở kết nối giữa cáp mỏ hàn và bộ nạp. Dây cứng (4043 hoặc 5356) có thể giúp giảm thiểu tác động này.
• Khi có thể, hãy sử dụng dây nhôm có đường kính lớn nhất có thể.

Mặc dù cấp dây chỉ đẩy là cách hàn nhôm ít tốn kém nhất, nhưng nó dễ bị nứt. Tuy nhiên, phương pháp này có thể được sử dụng với hệ thống hàn rô bốt tiêu chuẩn, thường được sử dụng cho thép.

Hình 3 Để lùi miệng hố, đi đến cuối mối hàn và đảo ngược hướng của rô-bốt vài mm trước khi lấp đầy chỗ trũng.

2. Kéo Đuốc. Cân nhắc thay thế mỏ hàn tiêu chuẩn của bạn bằng một mỏ hàn kéo có động cơ. Được tích hợp với nguồn điện, các khối đèn kéo kéo dây từ các trống dây nằm trong phạm vi 5 mét của ô robot. Phương pháp này cải thiện đáng kể khả năng tiếp liệu của dây, giảm nguy cơ chim bay so với hệ thống nạp đẩy.

3. Bộ nạp Đẩy / Kéo. Phương pháp được khuyến nghị dành riêng cho hàn nhôm bằng rô-bốt là nguồn điện và hệ thống cấp liệu được thiết kế đặc biệt cho các ứng dụng nhôm. Loại đơn vị này bao gồm:

• Một bộ nạp kéo servo trong mỏ hàn.
• Một bộ nạp đẩy được gắn trên (hoặc gần) rô bốt.
• Một bộ nạp hỗ trợ được gắn trên trống của dây (trong một số trường hợp).

Loại hệ thống này được tích hợp đầy đủ và cung cấp khả năng kiểm soát tốt nhất đối với việc bắt đầu và kết thúc mối hàn, cũng như tình trạng tổng thể của mối hàn. Thường được đồng bộ hóa bởi điều khiển nguồn điện, bộ nạp kéo có thể được đồng bộ hóa với bộ nạp đẩy, luôn chạy theo cùng một hướng. Tùy thuộc vào ứng dụng, một số mỏ hàn kéo servo có thể hàn mà không cần sử dụng bộ nạp đẩy, nhưng nếu có bất kỳ nghi ngờ nào, hãy liên hệ với nhà sản xuất của bạn.

Công Ty Cổ Phần Thiết Bị và Giải Pháp Cơ Khí Automech – nhà cung cấp các dòng máy gia công kim loại tấm, hàn laser, giải pháp tự động từ những nhà cung cấp nổi tiếng JFY , Han’s laser, Hawacheon, EKO, Yadon, JQ laser,…. Automech đã hợp tác với nhiều đối tác lớn ở trong và ngoài nước nhằm phục vụ nhu cầu sản xuất đa dạng. Hệ sinh thái sản phẩm đa dạng cùng mức giá hợp lí là điểm cộng giúp Automech ngày càng chiếm được lòng tin của khách hàng.

Email: info@demowebvn.com

Website: automech.vn