Kiểm soát tính nhất quán hàn hàng loạt: Khóa tham số và quy trình vận hành được tiêu chuẩn hóa

Trong sản xuất hàng loạt, chất lượng hàn ổn định ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất sản phẩm, hiệu quả sản xuất và lắp ráp sau này. Đối với các nhà sản xuất linh kiện ô tô, tem kim loại, bộ phận thiết bị gia dụng, linh kiện điện và các sản phẩm kim loại khác, việc đạt được kết quả tốt trong quá trình thử nghiệm hàn ban đầu không nhất thiết có nghĩa là chất lượng tương tự có thể được duy trì trong suốt quá trình sản xuất hàng loạt.

Trong thực tế sản xuất, nhà sản xuất có thể gặp phải các vấn đề như độ bền mối hàn không nhất quán, độ bắn tóe tăng, biến dạng phôi và sự thay đổi hình dạng mối hàn. Những vấn đề này có thể xảy ra ngay cả khi sử dụng cùng một máy và cùng một lô phôi gia công. Ngoài những thay đổi về vật liệu, điều kiện phôi và độ mòn điện cực, việc điều chỉnh thông số trái phép và thực hành vận hành không nhất quán là những nguyên nhân phổ biến gây ra biến động về chất lượng hàn.

Để cải thiện tính nhất quán của hàn hàng loạt, nhà sản xuất không nên chỉ dựa vào kinh nghiệm của người vận hành. Thay vào đó, họ cần quản lý thông số thiết bị hiệu quả và quy trình vận hành được tiêu chuẩn hóa để đảm bảo tuân thủ nhất quán các quy trình hàn đã được xác nhận.

1. Tại sao chất lượng hàn lại dao động trong quá trình sản xuất hàng loạt?

1.1 Cài đặt thông số hàn không nhất quán

Dòng điện hàn, thời gian hàn và lực điện cực ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả hàn điện trở. Nếu những người vận hành hoặc ca sản xuất khác nhau sử dụng các cài đặt khác nhau thì cùng một sản phẩm có thể có sự khác biệt về chất lượng mối hàn.

Ví dụ, người vận hành có thể tăng dòng hàn hoặc kéo dài thời gian hàn vì mối hàn có vẻ không đủ chắc chắn. Mặc dù việc điều chỉnh này có thể cải thiện một số mối hàn trong thời gian ngắn nhưng nó cũng có thể gây ra vết hàn quá mức, vết lõm điện cực sâu hơn, vết cháy trên phôi hoặc các khuyết tật khác.

Trong sản xuất hàng loạt, mục tiêu không chỉ đơn giản là tìm ra các thông số hàn phù hợp. Nó nhằm đảm bảo rằng các thông số đã được xác nhận được áp dụng nhất quán trong suốt quá trình sản xuất.

1.2 Sự khác biệt trong thực hành của người vận hành

Việc nạp và dỡ phôi bằng tay, định vị phôi, vị trí tiếp xúc điện cực và trình tự vận hành đều có thể ảnh hưởng đến kết quả hàn.

Nếu không có hướng dẫn công việc rõ ràng, những người vận hành khác nhau có thể định vị phôi khác nhau hoặc tuân theo các trình tự vận hành khác nhau. Ngay cả khi các thông số máy không thay đổi, những biến đổi này có thể dẫn đến chất lượng mối hàn không nhất quán.

1.3 Những thay đổi về điều kiện điện cực và vật cố định

Trong quá trình sản xuất kéo dài, các điện cực có thể bị mòn, bị nhiễm bẩn hoặc có những thay đổi trên bề mặt tiếp xúc của chúng. Đồ gá cũng có thể bị lỏng hoặc mòn theo thời gian, ảnh hưởng đến vị trí và độ lặp lại của phôi.

Những thay đổi này không phải lúc nào cũng tạo ra những khiếm khuyết có thể nhìn thấy ngay lập tức. Tuy nhiên, chúng có thể dần dần ảnh hưởng đến độ bền mối hàn, kích thước mối hàn, vết lõm và hình dáng bề mặt.

1.4 Kiểm tra chất lượng trong quá trình không đầy đủ

Một số nhà sản xuất chủ yếu dựa vào việc kiểm tra trực quan và đánh giá của người vận hành mà không tiến hành kiểm tra độ bền mối hàn thường xuyên, kiểm tra sản phẩm đầu tiên hoặc lấy mẫu trong quá trình.

Tuy nhiên, một mối hàn trông đẹp mắt không nhất thiết cho thấy rằng mối hàn đã đạt được độ bền yêu cầu. Nếu không có xác minh thích hợp, các lỗi hàn có thể không được phát hiện cho đến khi lắp ráp hoặc sử dụng sau này cho khách hàng.

2. Khóa tham số hàn: Giảm các biến thể gây ra bởi các điều chỉnh trái phép

Khóa tham số hàn không có nghĩa là mọi cài đặt phải vĩnh viễn không thể thay đổi. Nó có nghĩa là thiết lập một hệ thống quản lý thông số được kiểm soát sau khi quá trình hàn đã được xác nhận, sao cho các cài đặt quan trọng không thể bị thay đổi một cách tùy tiện.

2.1 Thiết lập các thông số hàn tiêu chuẩn được xác nhận

Trước khi bắt đầu sản xuất hàng loạt, nhà sản xuất nên tiến hành thử nghiệm hàn bằng phôi thực tế. Các thông số phù hợp phải được thiết lập theo vật liệu, độ dày, thiết kế mối nối, vị trí hàn và các tiêu chuẩn chất lượng cần thiết.

Đối với hàn điện trở, các thông số chính cần xem xét bao gồm:

• Dòng điện hàn: Xác định nhiệt lượng sinh ra tại vùng hàn. Cả dòng điện không đủ và dòng điện quá mức đều có thể ảnh hưởng đến chất lượng mối hàn.

• Thời gian hàn: Phải phù hợp với dòng hàn, vật liệu và hình dạng mối hàn.

• Lực điện cực: Ảnh hưởng đến điều kiện tiếp xúc của phôi và độ ổn định của mối hàn.

• Thời gian ép và thời gian giữ: Nên cấu hình theo thiết kế thiết bị và quy trình hàn cụ thể.

• Điều kiện điện cực và vật cố định: Hình dạng điện cực, vùng tiếp xúc và vị trí phôi cũng phải được kiểm soát.

Đối với thiết bị hàn laser, các thông số áp dụng có thể bao gồm công suất laser, tốc độ hàn, khoảng cách mất nét và tốc độ cấp dây, tùy thuộc vào cấu hình máy và quy trình hàn.

Các thông số cụ thể khác nhau tùy theo loại thiết bị và ứng dụng. Không được chuyển các cài đặt đã được xác thực cho một sản phẩm hoặc máy sang ứng dụng khác mà không có thử nghiệm thích hợp.

2.2 Tạo Công thức Thông số Hàn dành riêng cho Sản phẩm

Các nhà sản xuất sản xuất nhiều sản phẩm nên thiết lập các công thức thông số chuyên dụng cho các mẫu sản phẩm, thông số kỹ thuật vật liệu và quy trình hàn khác nhau.

Mỗi công thức nên ghi lại các thông tin sau:

• Tên sản phẩm và mẫu mã

• Vật liệu áp dụng và thông số kỹ thuật vật liệu

• Số nhận dạng thiết bị

• Thông số hàn được xác nhận

• Các điện cực, thiết bị cố định hoặc cấu hình đầu hàn cần thiết

• Tiêu chí chấp nhận chất lượng

• Số sửa đổi tham số và lịch sử thay đổi

Khi thay đổi sản phẩm hoặc bắt đầu lại sản xuất, người vận hành có thể chọn công thức phù hợp theo yêu cầu của sản phẩm. Điều này làm giảm nhu cầu nhập tham số thủ công dựa trên kinh nghiệm cá nhân.

Khi thiết bị hỗ trợ lưu trữ công thức, kiểm soát truy cập hoặc quản lý chương trình, các chức năng này có thể được sử dụng để cải thiện tính nhất quán và độ lặp lại của thông số.

2.3 Quyền sửa đổi tham số điều khiển

Trong quá trình sản xuất hàng loạt, nhân viên được chỉ định phải chịu trách nhiệm quản lý các thông số hàn. Người vận hành phải tuân theo các cài đặt đã được phê duyệt và không được sửa đổi các thông số quan trọng mà không được phép.

Khi cần thay đổi, nhà sản xuất phải ghi lại lý do điều chỉnh, người phê duyệt, các thông số được thay đổi và kết quả kiểm tra xác nhận.

Việc sản xuất chỉ nên tiếp tục sau khi quá trình sửa đổi đã được đánh giá và chất lượng mối hàn đã được xác nhận là đáp ứng các tiêu chuẩn yêu cầu.

Đối với thiết bị không có điều khiển truy cập điện tử, nhà sản xuất có thể sử dụng bản ghi tham số, hướng dẫn vận hành, trình quản lý tham số được chỉ định và bản ghi chuyển giao ca để đạt được khả năng kiểm soát cơ bản.

Mục đích của việc khóa tham số là để đảm bảo rằng quy trình hàn đã được xác nhận có thể được lặp lại một cách nhất quán, không loại bỏ tất cả các điều chỉnh quy trình cần thiết.

3. Quy trình vận hành được tiêu chuẩn hóa: Đảm bảo thực hành nhất quán giữa các nhà khai thác

Kiểm soát các thông số thiết bị chỉ là một phần trong quản lý tính nhất quán của mối hàn. Quy trình vận hành được tiêu chuẩn hóa cũng cần thiết để giảm thiểu những biến đổi do yếu tố con người gây ra.

3.1 Tiến hành kiểm tra thiết bị trước khi sản xuất

Trước khi bắt đầu quá trình sản xuất hoặc chuyển sang sản phẩm khác, người vận hành nên tuân theo danh sách kiểm tra để xác minh tình trạng thiết bị và phôi.

Các hạng mục kiểm tra điển hình bao gồm:

• Xác nhận mẫu mã sản phẩm, thông số kỹ thuật vật liệu và lệnh sản xuất

• Xác minh rằng chương trình hàn hoặc công thức tham số chính xác đã được chọn

• Kiểm tra các điện cực, đầu hàn và đồ đạc xem có bị mòn hoặc lỏng lẻo không

• Xác nhận khí nén, nước làm mát và các hệ thống phụ trợ khác đáp ứng yêu cầu về thiết bị

• Xác minh rằng các thiết bị bảo vệ an toàn và khóa liên động cần thiết đang hoạt động bình thường

• Loại bỏ chất bẩn có thể ảnh hưởng đến tiếp xúc điện, vị trí phôi hoặc chất lượng hàn

Các yêu cầu kiểm tra phải được điều chỉnh phù hợp với thiết bị và quy trình hàn cụ thể. Một danh sách kiểm tra duy nhất có thể không phù hợp với mọi loại máy hàn.

3.2 Thực hiện kiểm tra sản phẩm đầu tiên

Trước khi tiến hành sản xuất hàng loạt, nhà sản xuất nên hàn phôi ban đầu và xác minh rằng kết quả đáp ứng các yêu cầu đã chỉ định.

Kiểm tra từng phần đầu tiên nên vượt xa hình thức trực quan. Tùy thuộc vào ứng dụng, nó có thể bao gồm việc kiểm tra vị trí mối hàn, tình trạng bề mặt, vết lõm, biến dạng, độ bền của mối hàn hoặc các đặc tính hiệu suất quan trọng khác.

Đối với các kết cấu chịu lực, các bộ phận bịt kín và các đầu nối điện, phương pháp kiểm tra và tiêu chí chấp nhận phải được thiết lập theo các thông số kỹ thuật liên quan của sản phẩm.

Việc sản xuất hàng loạt chỉ nên bắt đầu sau khi sản phẩm đầu tiên đã vượt qua quá trình kiểm tra.

Nếu lô vật liệu thay đổi, đồ đạc bị sửa đổi, thiết bị được sửa chữa hoặc chương trình hàn bị thay đổi, việc xác minh chi tiết đầu tiên phải được lặp lại khi được yêu cầu bởi quy trình quản lý chất lượng và mức độ rủi ro.

3.3 Chuẩn hóa trình tự vận hành và định vị phôi

Hướng dẫn vận hành tiêu chuẩn phải xác định rõ ràng cách mỗi phôi được tải, định vị và hàn, bao gồm trình tự hàn cần thiết và mọi biện pháp phòng ngừa xử lý quan trọng.

Đối với sản phẩm có nhiều điểm hàn, hướng dẫn cần nêu rõ vị trí hàn, thứ tự hàn và yêu cầu về vị trí. Điều này giúp ngăn chặn các biến thể do vị trí phôi không nhất quán gây ra.

Nếu định vị thủ công không thể đáp ứng một cách nhất quán dung sai sản xuất, nhà sản xuất có thể đánh giá các thiết bị định vị, điểm dừng cơ học hoặc hệ thống xếp dỡ tự động để giảm ảnh hưởng của sự khác biệt của người vận hành.

3.4 Thiết lập quy trình chuẩn để xử lý các vấn đề bất thường trong hàn

Khi xảy ra lỗi mối hàn, cảnh báo thiết bị, sai lệch tham số hoặc sự cố cố định, người vận hành nên tuân theo quy trình xử lý sự cố đã xác định thay vì tăng dòng điện ngay lập tức hoặc kéo dài thời gian hàn.

Quy trình xử lý sự cố bất thường trong thực tế có thể bao gồm các bước sau:

1. Dừng hoạt động bị ảnh hưởng khi xác định được tình trạng bất thường.

2. Xác định và cách ly các sản phẩm có khả năng bị ảnh hưởng.

3. Kiểm tra thông số thiết bị, tình trạng phôi, điện cực và đồ đạc.

4. Xác định nguyên nhân và xin phê duyệt của người có thẩm quyền trước khi thay đổi quy trình.

5. Tiến hành hàn thử và kiểm tra kết quả.

6. Chỉ tiếp tục sản xuất hàng loạt sau khi chất lượng hàn đã trở lại điều kiện chấp nhận được.

7. Ghi lại vấn đề, hành động khắc phục và kết quả xác minh.

Phản hồi được tiêu chuẩn hóa giúp ngăn chặn những điều chỉnh chưa được xác minh và giảm khả năng xảy ra lỗi tái diễn.

4. Thiết lập các biện pháp kiểm soát chất lượng trong quá trình hàn để phát hiện các sai lệch hàn

Ngay cả khi các thông số thiết bị và quy trình vận hành được tiêu chuẩn hóa, chất lượng hàn vẫn có thể bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi vật liệu, độ mòn điện cực, tình trạng thiết bị và các yếu tố khác.

Do đó, các nhà sản xuất cần một hệ thống kiểm tra chất lượng liên tục để phát hiện những sai lệch trước khi chúng dẫn đến số lượng lớn sản phẩm bị lỗi.

4.1 Kết hợp kiểm tra sản phẩm đầu tiên, trong quá trình và cuối sản phẩm

Hệ thống kiểm tra nhiều lớp có thể được thiết lập tùy theo rủi ro sản phẩm, tốc độ sản xuất và yêu cầu chất lượng.

• Kiểm tra sản phẩm đầu tiên: Xác nhận rằng các cài đặt thiết bị, định vị phôi và kết quả hàn đáp ứng các yêu cầu trước khi bắt đầu sản xuất hàng loạt.

• Lấy mẫu trong quá trình: Kiểm tra hình thức mối hàn, vị trí và các đặc tính chất lượng quan trọng khác theo các khoảng thời gian xác định.

• Kiểm tra cuối quá trình sản xuất: Xác minh chất lượng sản phẩm và tình trạng thiết bị có liên quan khi kết thúc quá trình sản xuất hoặc trước khi chuyển đổi.

Đối với các sản phẩm có yêu cầu nghiêm ngặt về chất lượng, nhà sản xuất cũng có thể cần kiểm tra độ bền mối hàn, lấy mẫu phá hủy hoặc các phương pháp kiểm tra thích hợp khác.

Tần suất kiểm tra phải được xác định theo thông số kỹ thuật của sản phẩm, độ ổn định của quy trình và hệ thống quản lý chất lượng của nhà sản xuất.

4.2 Duy trì hồ sơ điện cực và vật cố định

Tình trạng hao mòn điện cực và vật cố định là những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến tính nhất quán của điện trở hàn.

Các nhà sản xuất nên thiết lập lịch trình kiểm tra, thay thế, thay thế và bảo trì dựa trên điều kiện sản xuất thực tế. Những hoạt động này cần được ghi lại để hỗ trợ kiểm soát quy trình và khắc phục sự cố.

Đối với các ứng dụng trong đó hình dạng điện cực ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng mối hàn, khoảng thời gian bảo trì có thể được xác định bằng cách sử dụng khối lượng sản xuất, hiệu suất hàn và kết quả kiểm tra.

Điều này hiệu quả hơn là đợi cho đến khi xuất hiện những lỗi rõ ràng rồi mới bảo trì thiết bị.

4.3 Ghi lại thông tin sản xuất chính

Khi thực tế, nhà sản xuất nên liên kết các mẫu sản phẩm, số nhận dạng thiết bị, công thức thông số, lô sản xuất, người vận hành, kết quả kiểm tra và hồ sơ bất thường.

Nếu thiết bị hỗ trợ thu thập dữ liệu hàn, các thông số vận hành thực tế, thông tin cảnh báo và dữ liệu sản xuất cũng có thể được ghi lại để giúp xác định nguyên nhân gây ra biến động về chất lượng.

Đối với thiết bị không có khả năng thu thập dữ liệu, nhật ký sản xuất và hồ sơ kiểm tra có thể cung cấp mức độ truy xuất nguồn gốc cơ bản.

Mục tiêu không phải là ghi lại càng nhiều thông tin càng tốt. Nhằm đảm bảo rằng khi xảy ra sự cố về chất lượng, lô sản phẩm liên quan, tình trạng thiết bị và hồ sơ quy trình có thể được xác định.

5. Lựa chọn thiết bị có thể cải thiện tính nhất quán của hàn hàng loạt bằng cách nào?

Tính nhất quán của mối hàn không chỉ phụ thuộc vào quản lý sản xuất mà còn phụ thuộc vào khả năng điều khiển thiết bị, thiết kế cơ khí và mức độ tự động hóa.

Khi lựa chọn thiết bị hàn, nhà sản xuất nên đánh giá các yếu tố sau.

Đối với các nhiệm vụ sản xuất liên quan đến tương đối ít điểm hàn và thay đổi sản phẩm thường xuyên, máy hàn điện trở tiêu chuẩn kết hợp với quy trình vận hành được xác định rõ ràng có thể là đủ.

Đối với các sản phẩm yêu cầu nhiều điểm hàn, định vị có độ lặp lại cao, thời gian chu kỳ ngắn hoặc giảm sự phụ thuộc vào vận hành thủ công, nhà sản xuất có thể xem xét máy hàn đa điểm, thiết bị hàn tự động tùy chỉnh hoặc trạm hàn robot.

Bất kể thiết bị được chọn là gì, nên tiến hành kiểm tra hàn mẫu bằng phôi thực tế trước khi mua. Những thử nghiệm này giúp xác minh chất lượng mối hàn, quy trình vận hành, thời gian chu kỳ và cấu hình thiết bị trước khi giải pháp sản xuất được hoàn thiện.

6. Hàn hàng loạt nhất quán yêu cầu cả quy trình kiểm soát thiết bị và tiêu chuẩn hóa

Tính nhất quán của hàn hàng loạt không thể đạt được chỉ bằng cách khóa các thông số thiết bị. Quản lý tham số kiểm soát việc thực hiện quy trình, quy trình vận hành được tiêu chuẩn hóa giúp giảm sự khác biệt giữa những người vận hành, đồng thời kiểm tra trong quá trình và bảo trì thiết bị giúp phát hiện và quản lý các biến động trong sản xuất.

Các nhà sản xuất nên thiết lập một hệ thống kiểm soát phù hợp với nguyên liệu, thiết kế chung, yêu cầu chất lượng và khối lượng sản xuất của họ. Điều này bao gồm xác nhận quy trình hàn thông qua thử nghiệm mẫu, kiểm soát quyền truy cập tham số, tiêu chuẩn hóa quy trình vận hành và thực hiện kiểm tra chi tiết đầu tiên, lấy mẫu trong quá trình, bảo trì thiết bị và truy xuất nguồn gốc.

Khi yêu cầu sản xuất trở nên khắt khe hơn, việc định vị đồ gá, xếp dỡ tự động, máy hàn đa điểm và dây chuyền hàn tự động có thể giảm bớt sự phụ thuộc vào kinh nghiệm của từng người vận hành và cải thiện khả năng lặp lại sản xuất.

Công ty TNHH Công nghệ Tự động hóa Pudian Quảng Đông (PDKJ) là nhà sản xuất máy hàn điểm, máy hàn laser và thiết bị hàn tự động. Chúng tôi cung cấp hỗ trợ lựa chọn thiết bị và đề xuất quy trình hàn dựa trên vật liệu phôi, kết cấu mối nối, yêu cầu hàn và thời gian chu kỳ sản xuất. Hãy gửi cho chúng tôi phôi của bạn để chúng tôi đánh giá quy trình hàn miễn phí và kiểm tra hàn mẫu miễn phí nhằm xác minh kết quả hàn trước khi chuyển sang sản xuất hàng loạt.

Nếu bạn có yêu cầu về máy hàn vui lòng liên hệ Ms. Zhao

E-mail: pdkj@gd-pw.com

Điện thoại: +86- 13631765713