Đối với kim loại tấm, hàn điện trở được ứng dụng rộng rãi để nối các kim loại cùng loại. Phương pháp này có giá thành rẻ và kết quả mối hàn nhận được thì bền và đáng tin cậy. Đó là lý do vì sao mà hàn điện trở được sử dụng phổ biến trong sản xuất tự động. Nhưng để tận dụng đối đa thiết kế và quá trình hàn, sản phẩm nên được thiết kế phù hợp để hàn. Sau đây là một vài đặc điểm khiến hàn điện trở trở nên hiệu quả và năng xuất hơn.
Part thickness (Độ dày chi tiết)
Điều kiện lý tưởng là các phần có độ dày bằng nhau sẽ cho ra điểm hàn ngấu đều (kim loại nóng chảy nhanh chóng nguội và đông đặc tao thành các điểm chốt tròn). Nhưng trong hầu hết các trường hợp, các tấm có độ dày khác nhau, ở những trường hợp này hàn điểm chỉ hiệu quả khi tỉ lệ độ dày giữa các tấm khoảng 3:1 hoặc nhỏ hơn. Sử dụng điện cực điền đầy sẽ tăng hiệu quả điểm hàn và giúp mối hàn đủ khỏe. Và, bề mặt tấm nên là phẳng hoặc có diện tích tiếp xúc bằng nhau để đơn giản trong quá trình hàn.
Brackets and stiffeners (Giá đỡ và gân tăng cứng)
Biến dạng nhiệt của các chi tiết được xác định là biến dạng lớn nhất trên tấm mỏng hơn. Vì vậy, gân tăng cứng được sử dụng để tăng sự ổn định kết cấu mối hàn, việc lựa chọn độ dày thích hợp cũng rất quan trọng. Giá đỡ và gân tăng cứng nên có độ dày nhỏ hơn hoặc bằng với tấm kim loại cơ bản.
Welding proximity and edge clearance (Khoảng cách mối hàn và khe hở hàn)
Để có một mối hàn chất lượng và mối nối chắc chắn, khoảng cách giữa các điểm hàn liên tục và giữa các mối hàn riêng lẻ và bề mặt của chi tiết (khe hở hàn) phải đáp ứng yêu cầu cụ thể. Khoảng cách mối hàn thường lớn gấp 10 lần so với chiều dày tấm để có mối hàn tốt nhất và tránh các biến dạng không đáng có. Theo như lý thuyết, khi khoảng cách này gấp 20 lần chiều dày tấm thì làm giảm hiệu ứng chuyển dòng (chỗ mà dòng điện di chuyển từ điểm đang hàn tới một mối hàn đã hàn trước đó và có thể sẽ không đủ nhiệt để hình thành mối hàn đó, làm mối hàn yếu hơn và không đủ tin cậy).
Sẽ rất tốt nếu duy trì khoảng cách từ cạnh phôi tới tâm mối hàn bằng hai lần đường kính điểm hàn. Quy tắc này được áp dụng cho các lỗ và khe hở ở giữa bề mặt các tấm. Nếu khoảng các nhỏ nhất không được duy trì, điện cực sẽ không tác dụng đủ lực và các vết nứt sẽ phát triển, để lại một mối hàn xốp. Đôi khi, điều đó cũng làm biến dạng kim loại và để lại ba via.
D = 2d, d là đường kính điện cực
Distance from weld and form (Khoảng cách giữa mối hàn và chi tiết)
Khi các phần của tấm kim loại ở bất cứ hình dạng nào, được uốn hoặc có thể tháo lắp có tác động của hàn, thì khoảng cách nhỏ nhất của chúng với điện cực nên để bằng kích thước điện cực hàn công với bán kính góc uốn để tránh chia điện trở. Người thiết kế nên đảm bảo rằng các phần phải làm sạch là ít nhất có thể để tránh gặp sự cố trong khi sản xuất.
Weld Spaceing : Khoảng cách từ tấm (được uốn, tháo lắp,...) tới tâm của điện cực.
Spot weld overlap region (Kích thước của mối hàn điểm)
Các mối hàn điểm chỉ được thực hiện trên các vùng phẳng của chi tiết, vì vậy phần trùng nhau của các điểm hàn có ảnh hưởng đáng kể tới chất lượng mối hàn. Cần có kích thước phần chồng lên nhau thích hợp để có được độ chính xác về kích thước tốt và không có biến dạng lớn khi hàn. Thông thường, kích thước này phụ thuộc vào vật liệu làm chi tiết, chiều dày chi tiết, nhưng đường kính thường không vượt quá 8mm.
Projection Welding (Hàn chốt cấy)
Hàn chốt cấy, có sự khác biệt nhỏ so với hàn điểm điện trở, sử dụng ít lần hàn hơn để giảm thiểu điện năng cần thiết tạo ra mối hàn điểm. Điều này cũng làm giảm sự ảnh hưởng của phân nhánh điện trở - hạn chế lớn của hàn điện trở - cho phép có không gian hàn dễ dàng hơn và có thể hàn được các mối hàn với những mặt bích nhỏ hơn.
Thông thường, hàn chốt cấy được sử dụng để hàn thép cacbon và hợp kim thấp. cũng như là nhôm với chiều dày khoảng 3,18mm. Nhưng với các chi tiết có chiều dày dưới 0,25mm sẽ chỉ được áp dụng phương pháp hàn điểm, bởi vì lượng nhiệt cao của hàn chốt cấy sẽ làm hỏng chi tiết. Chi phí cho hàn chốt cấy thì rẻ hơn hàn điểm, nhưng nó yêu cầu vị trí chính xác của chi tiết và điện cực, hơn nữa là dung sai cũng cần chính xác.
Các quy tắc trong thiết kể nhằm đảm bảo rằng các phần được thiết kế với mục đích giảm thiểu các thiết kế phải kiểm tra hoặc làm lại, điều này có liên quan đến 70% tới 80% giá thành sản phẩm. Duy trì mức giá trong sản xuất có thể được tối thiểu hóa bằng cách chỉ định các quy trình và phương pháp sản xuất chính xác trong các bản vẽ.
Độ bền dọc trục, độ bền cắt và độ bền uốn của mối hàn thay đổi theo hàm của biến dạng được tạo ra trong các chi tiết, chúng phụ thuộc vào áp lực được tạo ra thông qua dòng điện trong quá trình hàn và khoảng cách giữa điện cực và các chi tiết. Vì vậy, người thiết kế nên chỉ định việc làm sạch dụng cụ trên các bản vẽ đi kèm với các ký hiệu mối hàn tiêu chuẩn, dựa trên các đặc tính được thiết kế trước đó.
Tuân theo sổ tay hướng dẫn thiết kế sẽ làm giảm thiểu việc phải làm lại và lãng phí do các mối hàn lỗi, nhưng nó cũng không đảm bảo thiết kế là đúng hoặc các chi tiết sẽ bền ở điều kiện khắc nghiệt. Những thiết kế ghép nối tuân theo DFM vẫn chỉ là dưới sự phân tích trong thiết kế để đảm bảo rằng tính thích hợp và tin cậy trong điều kiện vận hành. Thiết kế có tiêu chuẩn theo quy tắc DFM và sau đó tính toán độ bền của các chi tiết quan trọng để tối ưu hóa sẽ cho thấy chi phí tổng thể trong sản xuất một sản phẩm giảm đi đáng kể.
Dịch : LDK
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét