Hàn chi tiết thành mỏng: đâm thủng, biến dạng và cộng hưởng
Với chi tiết thành mỏng, vấn đề thường không nằm ở mối ghép mà ở một chỗ hoàn toàn khác.
Ba dạng hỏng điển hình
1. Đâm thủng. Đầu hàn tì lên một mặt thành mỏng không chịu nổi lực ép và dao động, rồi đâm xuyên qua hoặc làm lõm nó. Đây là dạng hỏng trực tiếp nhất.
2. Sụp xuống và biến dạng. Chi tiết lún xuống hoặc thành bên bung ra dưới lực hàn, nên độ áp khít thay đổi dọc theo mối ghép và một phía thì hàn ngấu còn phía kia thì không.
3. Nứt ở vị trí xa mối hàn. Đây là trường hợp khó hiểu nhất: mối hàn hoàn toàn tốt, nhưng lại có chỗ nứt ở nơi cách xa nó. Nguyên nhân là một chi tiết cấu tạo nào đó của sản phẩm cộng hưởng ở gần tần số siêu âm, làm khuếch đại chuyển động cục bộ và dồn ứng suất vào đúng chỗ đó.
Vì sao thành mỏng lại khó
Việc truyền năng lượng trong hàn siêu âm phụ thuộc vào độ cứng vững của chi tiết. Khi đủ cứng vững, dao động đi theo đúng đường đã định tới mối ghép. Khi không đủ, năng lượng đi về nơi nó dễ đi hơn — làm cho thành mỏng tự rung lên, hoặc làm chi tiết võng xuống — thay vì tới bề mặt ghép.
Hệ quả là hai chiều: quá ít năng lượng tại mối ghép, quá nhiều năng lượng ở mọi nơi khác.
Thứ tự khắc phục
1. Đỡ từ bên dưới. Đồ gá đỡ phải ôm sát biên dạng chi tiết hết mức có thể và gánh được lực hàn. Đỡ không đủ là nguyên nhân hàng đầu của các vấn đề với chi tiết thành mỏng, và một bộ đồ gá đỡ làm đúng biên dạng thường hiệu quả hơn mọi thao tác chỉnh thông số.
2. Chặn những chỗ bị cộng hưởng. Khi có nứt ở vị trí xa, hãy tìm ra chi tiết cấu tạo đó và thêm một điểm đỡ trên đồ gá. Cộng hưởng cần không gian để dao động tự do; chặn lại là nó dừng.
3. Tăng diện tích tiếp xúc của đầu hàn. Với cùng lực ép, tăng gấp đôi diện tích thì áp suất giảm một nửa, cải thiện cả tình trạng đâm thủng lẫn vết hằn.
4. Giảm lực ép và tốc độ hạ đầu hàn. Cú va chạm lúc tiếp xúc là nguyên nhân lớn gây đâm thủng, và giảm tốc trước khi chạm sẽ cải thiện thấy rõ.
5. Cân nhắc tần số cao hơn. Tần số cao hơn nghĩa là biên độ nhỏ hơn với cùng mức năng lượng và tác động cơ học lên thành mỏng nhẹ nhàng hơn. Đổi lại là công suất khả dụng thấp hơn và diện tích hàn nhỏ hơn — điều mà chi tiết nhỏ và mỏng vốn cũng không cần tới.
Chỉ sau đó mới tới năng lượng và thời gian.
Thiết kế có thể làm gì
Nhiều vấn đề của chi tiết thành mỏng có thể tránh được ngay trên bản vẽ:
đặt một kết cấu đỡ hoặc gân tăng cứng bên dưới vùng đầu hàn tiếp xúc thay vì để đầu hàn tì lên mặt thành không có gì đỡ;
làm dày cục bộ phần thành gần mối ghép để cho năng lượng một đường đi ổn định;
rút ngắn hoặc thêm gân cho những phần công-xôn và vành bích dễ cộng hưởng.
Các phương án tần số và dải biên độ của từng model có trên trang máy hàn siêu âm. Gửi bản vẽ và phân bố chiều dày thành tới 1427498429@qq.com, hoặc gọi +86 769 8202 9510 / +86 137 6001 0932.