Trong ngành công nghiệp chế tạo cơ khí, kết cấu thép đóng vai trò nền tảng trong xây dựng nhà xưởng, cầu đường, nhà cao tầng, và các công trình công nghiệp nặng. Để đảm bảo năng suất cao, chất lượng mối hàn ổn định và giảm nhân công thủ công, các nhà máy hiện nay đang chuyển đổi mạnh mẽ sang dây chuyền hàn kết cấu thép tự động hóa. Dây chuyền hàn kết cấu thép là hệ thống thiết bị đồng bộ được thiết kế chuyên biệt để gia công, lắp ráp và hàn các chi tiết thép hình (như dầm H, dầm I, dầm hộp, khung giàn, khung cột, xà gồ…) theo quy trình tự động hoặc bán tự động.
- Tăng hiệu suất sản xuất, giảm thời gian thao tác thủ công.
- Đảm bảo độ chính xác cao của sản phẩm.
- Nâng cao chất lượng mối hàn và tính thẩm mỹ.
- Tối ưu chi phí nhân công và vật tư hàn.
Cấu tạo và các thiết bị trong dây chuyền hàn kết cấu thép
Một dây chuyền hàn kết cấu thép hoàn chỉnh thường gồm 5 đến 6 thiết bị chính, sắp xếp theo quy trình sản xuất dầm thép hoặc khung thép. Dưới đây là các thiết bị tiêu biểu trong dây chuyền hiện đại:
Máy tổ hợp và gá lắp dầm H (H-beam Assembly Machine)
Đây là thiết bị đầu tiên trong dây chuyền, có nhiệm vụ căn chỉnh, định vị và gá lắp các bản bụng và bản cánh của dầm H theo đúng kích thước.
Máy thường sử dụng hệ thống con lăn truyền động kết hợp ép thủy lực hoặc cơ khí, giúp các tấm thép được ép chặt và giữ cố định trong quá trình hàn đính.
- Tốc độ hàn nhanh, có thể đạt 0,5 – 1,5 m/phút.
- Mối hàn sâu, đẹp và bền.
- Giảm lượng khói hàn, tiết kiệm dây hàn và thuốc hàn.
- Có thể tùy chọn hệ thống hàn xoay ngược dầm giúp hàn hai mặt liên tục mà không cần can thiệp thủ công.
Máy hàn dầm chữ H tự động (H-beam Automatic Welding Machine)
Sau khi lắp ráp xong, dầm H được đưa vào máy hàn tự động hai mỏ (Double Welding Head) để thực hiện hàn mối dọc hai bên bụng dầm.
Máy sử dụng công nghệ hàn hồ quang chìm SAW (Submerged Arc Welding) – phương pháp phổ biến nhất cho sản xuất kết cấu thép công nghiệp.
- Tốc độ hàn nhanh, có thể đạt 0,5 – 1,5 m/phút.
- Mối hàn sâu, đẹp và bền.
- Giảm lượng khói hàn, tiết kiệm dây hàn và thuốc hàn.
- Có thể tùy chọn hệ thống hàn xoay ngược dầm giúp hàn hai mặt liên tục mà không cần can thiệp thủ công.
Máy nắn thẳng cánh dầm (Flange Straightening Machine)
Sau khi hàn, cánh dầm H thường bị cong vênh hoặc biến dạng nhiệt. Máy nắn cánh dầm sẽ thực hiện ép thẳng tự động bằng con lăn thủy lực, giúp khôi phục lại hình dạng tiêu chuẩn của dầm.
Máy phun bi làm sạch bề mặt (Shot Blasting Machine)
Sau khi hàn xong, bề mặt dầm thường bám xỉ hàn, gỉ sét hoặc sơn cũ. Máy phun bi giúp làm sạch hoàn toàn bề mặt thép, tăng độ bám sơn và kéo dài tuổi thọ lớp phủ.
Máy được trang bị buồng phun kín, tua-bin tốc độ cao, và hệ thống thu hồi bi – bụi tuần hoàn.
Robot hàn tự động
Robot hàn là thiết bị tự động có khả năng thực hiện các thao tác hàn theo chương trình lập sẵn hoặc điều khiển thông minh bằng cảm biến và camera.
Trong dây chuyền hàn kết cấu thép, robot hàn được ứng dụng để tự động hóa quá trình hàn dầm, khung, bản mã, ống, giàn hoặc chi tiết lớn có biên dạng phức tạp.
Hệ thống này có thể hoạt động độc lập hoặc tích hợp trong dây chuyền cùng với máy gá, băng tải, hệ thống lật dầm và buồng phun bi – sơn.
Nguyên lý hoạt động của dây chuyền hàn kết cấu thép
Toàn bộ dây chuyền được điều khiển bằng tủ điện trung tâm PLC hoặc hệ thống điều khiển số CNC.
Quy trình sản xuất cơ bản gồm các bước:
- Cắt thép tấm theo kích thước bản cánh, bản bụng.
- Lắp ráp dầm H bằng máy tổ hợp.
- Hàn tự động hai bên dầm bằng máy hàn SAW.
- Nắn thẳng cánh dầm, phay đầu.
- Làm sạch – sơn phủ – đóng gói.
Tùy theo nhu cầu sản xuất, doanh nghiệp có thể chọn dây chuyền bán tự động hoặc dây chuyền tự động hoàn toàn.
Ưu điểm khi đầu tư dây chuyền hàn kết cấu thép tự động
- Tăng năng suất gấp 3–5 lần so với hàn thủ công.
- Giảm nhân công 50–70%, tiết kiệm chi phí dài hạn.
- Độ chính xác cao, mối hàn đồng đều, ít sai số.
- Tự động hóa cao, dễ dàng quản lý chất lượng.
- Đảm bảo an toàn lao động, giảm rủi ro tiếp xúc trực tiếp với hồ quang và khói hàn.
- Phù hợp với xu hướng công nghiệp 4.0 và sản xuất thông minh.
Ứng dụng của dây chuyền hàn kết cấu thép
Dây chuyền hàn được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực:
- Nhà thép tiền chế và nhà xưởng công nghiệp.
- Kết cấu cầu, tháp điện, khung cầu cảng.
- Ngành chế tạo máy, thiết bị nâng hạ.
- Ngành năng lượng – dầu khí – điện gió.
Xem thêm ứng dụng của dây chuyền hàn kết cấu thép
Dây chuyền hàn kết cấu thép là giải pháp tối ưu cho các doanh nghiệp cơ khí đang hướng tới sản xuất công nghiệp hóa và tự động hóa. Việc đầu tư đồng bộ các thiết bị như máy tổ hợp, máy hàn SAW, máy nắn cánh, phay đầu, phun bi – sơn không chỉ nâng cao năng suất mà còn tạo ra chất lượng sản phẩm ổn định, uy tín và cạnh tranh hơn trên thị trường.
Hakuta là một công ty hàng đầu trong lĩnh vực cung cấp thiết bị công nghiệp và giải pháp gia công tại Việt Nam. Trải qua hơn 12 năm hoạt động, Hakuta đã xây dựng được danh tiếng vững chắc và được công nhận bởi khách hàng trong ngành công nghiệp. Với tầm nhìn và cam kết mang đến những giải pháp và dịch vụ tối ưu nhất cho khách hàng, Hakuta đã không ngừng nâng cao năng lực và mở rộng phạm vi hoạt động.