Bài giảng Công nghệ hàn điện nóng chảy - Ngô Lê Thông

5.4 Phương pháp và kỹ thuật hàn gang Sửa chữa vật đúc mới bằng gang: • Màu của mối hàn phải giống của kim loại cơ bản • Độ bền: Các chi tiết chịu lực cao (khung máy ) cần độ bền tương đương kim loại cơ bản, mặc dù chi phí hàn có thể cao (hàn nóng, hàn vảy) • Độ kín nước: Có thể hàn không đòi hỏi cao về cơ tính (giảI pháp hàn nguội, chi phí thấp • Gia công cơ sau khi hàn: Các chi tiết chính xác (lỗ xu pap, bánh răng ) đòi hỏi độ cứng nhất định để có thể gia công cơ sau khi hàn và chống mài mòn trong vận hành.

pdf197 trang | Chia sẻ: linhmy2pp | Ngày: 17/03/2022 | Lượt xem: 208 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Bài giảng Công nghệ hàn điện nóng chảy - Ngô Lê Thông, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Thép/ hợp kim σC σB δ [kp/mm2] [kp/mm2] [%] 08X18H10 20 48 40 Tôi 1050 – 1100 oC/không khí 10X17H13M2T 22 52 40 Tôi 1050 – 1100 oC/không khí XH67MBTЮ 55 – 75 100 – 110 20 – 30 Tôi 1200 oC/không khí; hóa già 850 oC/15h Ngô Lê Thông, B/m Hàn ĐHBK Hà Nội25 & CNKL 25 HK9, 2005-06 Công nghệ hàn điện nóng chảy 4.2 CÔNG NGHỆ HÀN THÉP KHÔNG GỈ AUSTENIT • Thành phần và tính chất – Tổ chức kim loại phụ thuộc vào: • Thành phần hóa học (là chính) • Chế độ nhiệt luyện • Mức độ biến dạng dẻo Ngô Lê Thông, B/m Hàn ĐHBK Hà Nội26 & CNKL 26 HK9, 2005-06 Công nghệ hàn điện nóng chảy 4.2 CÔNG NGHỆ HÀN THÉP KHÔNG GỈ AUSTENIT • Thành phần và tính chất – Thành phần hóa học - Giản đồ Schaeffler A rit Fe E Ni M F Ngô Lê Thông, B/m Hàn ĐHBK Hà Nội27 & CNKL CrE 27 HK9, 2005-06 Công nghệ hàn điện nóng chảy 4.2 CÔNG NGHỆ HÀN THÉP KHÔNG GỈ AUSTENIT • Thành phần và tính chất – Chế độ nhiệt luyện L L + δ L γ g L on tr K Giản đồ trạng thái n ta giả 2 nguyên của òa h ạn hợp kim i h iớ 0,05%C, 18% Cr, G 8% Ni, 74% Fe thép Nguội chậm: L →δ+ γ→γ→γ+ K →α+ γ + K Nguội nhanh: L →γ+ (δ) Ngô Lê Thông, B/m Hàn ĐHBK Hà Nội28 & CNKL 28 HK9, 2005-06 Công nghệ hàn điện nóng chảy 4.2 CÔNG NGHỆ HÀN THÉP KHÔNG GỈ AUSTENIT • Thành phần và tính chất Thay đổi cơ tính HB thép 17Cr18Ni8Ti theo mức độ biến σB dạng nguội (biến σ C cứng) (Một phần γ chuyển biến thành α tại tinh δ giới, ngăn chuyển dộng trượt mạng tinh thể) Ngô LêHB; Thông, δ %; B/m σ Hàn, σ kp/mm2 ĐHBK HàM Nứội29c độ biến dạng & CNKL C B 29 HK9, 2005-06 Công nghệ hàn điện nóng chảy 4.2 CÔNG NGHỆ HÀN THÉP KHÔNG GỈ AUSTENIT • Thành phần và tính chất – Định nghĩa ăn mòn tinh giới % Cr 12,5 % Cr 12,5 x Hạt austenit x t t ặ ặ Vùng nghèo crom Hạt austenit m m ề ề b b ừ ừ Tinh giới t mòn n n mòn t mòn n ă ă t t ấ ấ Hạt cacbit crom Vùng nghèo crom Ch Hạt cacbit crom Tinh giới Ch Ngô Lê Thông, B/m Hàn ĐHBK Hà Nội30 & CNKL 30 HK9, 2005-06 Công nghệ hàn điện nóng chảy 4.2 CÔNG NGHỆ HÀN THÉP KHÔNG GỈ AUSTENIT • Thành phần và tính chất – Vấn đề ăn mòn tinh giới Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian lên tính nhạy cảm với ăn mòn tinh giới của kim loại mối hàn thép austenit tcr t1 Thời gian Ngô Lê Thông, B/m Hàn ĐHBK Hà Nội31 & CNKL 18-8 31 HK9, 2005-06 Công nghệ hàn điện nóng chảy 4.2 CÔNG NGHỆ HÀN THÉP KHÔNG GỈ AUSTENIT • Thành phần và tính chất – Vấn đề ăn mòn tinh giới • Khi Ti ≥ (C – 0,02) , Nb ≥ 10C, cacbon ưu tiên liên kết với Ti, Nb (dưới dạng các hạt mịn cacbit phân tán) thay vì với Cr. – Vấn đề pha σ : • Thép chứa Cr cao (16 – 25%) và Mo, Si ở 700 – 850 oC dễ tiết ra pha σ, chủ yếu theo các phản ứng γ → α → σ hoặc δ → σ. Khả năng chịu nhiệt và bền nhiệt sẽ bị suy giảm. Ngô Lê Thông, B/m Hàn ĐHBK Hà Nội32 & CNKL 32 HK9, 2005-06 Công nghệ hàn điện nóng chảy 4.2 CÔNG NGHỆ HÀN THÉP KHÔNG GỈ AUSTENIT • Tính hàn: Tính hàn của thép A chịu ảnh hưởng của (1) việc hợp kim hóa bằng nhiều nguyên tố, (2) tính đa dạng trong vận hành liên kết hàn 1. Vấn đề nứt nóng mối hàn và vùng ảnh hưởng nhiệt 2. Vấn đề giòn kim loại mối hàn thép chịu nhiệt và thép bền nhiệt ở nhiệt độ cao 3. Vấn đề suy giảm cơ tính do hệ số dãn nở nhiệt lớn 4. Pháhủy do ăn mòn tinh giới và 5. Nứt do ăn mòn dưới ứng suất Ngô Lê Thông, B/m Hàn ĐHBK Hà Nội33 & CNKL 33 HK9, 2005-06 Công nghệ hàn điện nóng chảy 4.2 CÔNG NGHỆ HÀN THÉP KHÔNG GỈ AUSTENIT • Nứt nóng mối hàn và vùng ảnh hưởng nhiệt Austenit Lớp cùng tinh (kim loại đắp) (giữa các tinh thể) Austenit (kim loại cơ bản) Ngô Lê Thông, B/m Hàn ĐHBK Hà Nội34 & CNKL Kết tinh kim loại mối hàn 1 pha (γ) 34 HK9, 2005-06 Công nghệ hàn điện nóng chảy 4.2 CÔNG NGHỆ HÀN THÉP KHÔNG GỈ AUSTENIT • Nứt nóng mối hàn và vùng ảnh hưởng nhiệt Austenit Lớp cùng tinh (kim loại đắp) (giữa các tinh thể) δ Ferit Austenit (kim loại cơ bản) Ngô Lê Thông, B/m Hàn ĐHBK Hà Nội35 & CNKL Kết tinh kim loại mối hàn 2 pha (γ + δ) 35 HK9, 2005-06 Công nghệ hàn điện nóng chảy 4.2 CÔNG NGHỆ HÀN THÉP KHÔNG GỈ AUSTENIT • Nứt nóng mối hàn và vùng ảnh hưởng nhiệt • Nứt nóng: – Thể hiện dưới dạng nứt giữa các tinh thể – Có thể xuất hiện khi hàn, nhiệt luyện và khi vận hành liên kết hàn ở nhiệt độ cao – Chủ yếu dưới dạng cấu trúc hạt thô khi các tinh thể kết tinh của lớp sau nối tiếp hướng của các tinh thể lớp trước. • Cách khắc phục: – Làm mịn các hạt tinh thể khi kết tinh; làm mất tính định hướng của chúng; giảm chiều dày lớp cùng tinh →đểkim loại mối hàn chứa một lượng nhất định δ ferit sơ cấp. – Sử dụng vật liệu hàn chứa ít S, P (dây hàn, lõi que hàn đã qua tinh luyện chân không hoặc tinh luyện điện xỉ) – Giảm: năng lượng đường, tiết diện mối hàn, lượng kim Ngô Lê Thông, loB/mạ Hàni cơ bản tham giaĐHBK vào Hà Nmội36ối hàn). & CNKL 36 HK9, 2005-06 Công nghệ hàn điện nóng chảy 4.2 CÔNG NGHỆ HÀN THÉP KHÔNG GỈ AUSTENIT • Nứt nóng mối hàn và vùng ảnh hưởng nhiệt Đường A + M theo Schaeffler FN %Mn . Austenit (A) %N + 0,5 . % ferit (F) %C +30 . austenit + ferit = %Ni30 + E (A+F) Ni CrE = %Cr + %Mo + 1,5. %Si + 0,5. %Nb Giản đồ DeLong và chỉ số ferit FN (Ferrite Number) Ngô Lê Thông, B/m Hàn ĐHBK Hà Nội37 & CNKL 37 HK9, 2005-06 Công nghệ hàn điện nóng chảy 4.2 CÔNG NGHỆ HÀN THÉP KHÔNG GỈ AUSTENIT • Nứt nóng mối hàn và vùng ảnh hưởng nhiệt ) N F ( it fer ố S = Ni + 35C + 20N + 0,25Cu E Ni CrE = Cr + Mo + 0,7Nb Giản đồ WRC 1992 và chỉ số ferit FN (Ferrite Number) NgôNếu khôngLê Thông, có s B/mẵn n ồHànng độ nitơ thực, N = 0,08%ĐHBK đố Hài vớ Ni ộGMAW,i38 N = 0,12% đối với FCAW tự bảo vệ. N = 0,06% đối với các quá trình hàn khác. & CNKL 38 HK9, 2005-06 Công nghệ hàn điện nóng chảy 4.2 CÔNG NGHỆ HÀN THÉP KHÔNG GỈ AUSTENIT • Nứt nóng mối hàn và vùng ảnh hưởng nhiệt •Trong chế tạo và vận hành: sử dụng các dụng cụ đo nhanh lượng ferit •Tiêu chuẩn AWS A4.2-74: Standard procedures for calibrating magnetic instruments to measure the delta- ferrite content of austenitic stainless steel weld-metal. • Nguyên lý hoạt động của dụng cụ: Dụng cụ đo dựa vào lực kéo của ferit trong kim số FN (Severn gauge) loại mối hàn. • Đi kèm dụng cụ đo là 8 mẫu chuẩn Ngô Lê Thông, B/m Hàn chứĐHBKa từ Hà 3 N ộđếi39n 27 FN. & CNKL 39 HK9, 2005-06 Công nghệ hàn điện nóng chảy 4.2 CÔNG NGHỆ HÀN THÉP KHÔNG GỈ AUSTENIT • Vấn đề giòn kim loại mối hàn thép chịu nhiệt và thép bền nhiệt ở nhiệt độ cao 1. Liên quan đến quá trình vận hành kết cấu hàn ở nhiệt độ cao. 2. Thép bền nhiệt cần giữ được cơ tính cần thiết ở nhiệt độ cao. 3. Tốc độ nguội khi hàn cao → các tổ chức kim loại không ổn định tại nhiệt độ cao được giữ lại. 4. Sau đó, trong quá trình vận hành ở 350 oC trở lên, do khuyếch tán, sẽ thay đổi tổ chức → suy giảm tính dẻo kim loại mối hàn. Ngô Lê Thông, B/m Hàn ĐHBK Hà Nội40 & CNKL 40 HK9, 2005-06 Công nghệ hàn điện nóng chảy 4.2 CÔNG NGHỆ HÀN THÉP KHÔNG GỈ AUSTENIT • Vấn đề suy giảm cơ tính do hệ số dãn nở nhiệt lớn Thép austenit: hệ số giãn nở nhiệt lớn hơn nhiều so với thép thường Hàn nhiều lớp: 1.Kim loại vùng ảnh hưởng nhiệt và các lớp hàn đầu tiên bị nung nhiều lần → biến dạng nhiệt (biến cứng) 2.Độ cứng vững của liên kết 3.Biến cứng cũng làm tăng lượng ferit, tức là xác suất giòn mối hàn do pha sigma Ngô Lê Thông, B/m Hàn ĐHBK Hà Nội41 & CNKL 41 HK9, 2005-06 Công nghệ hàn điện nóng chảy 4.2 CÔNG NGHỆ HÀN THÉP KHÔNG GỈ AUSTENIT • Phá hủy do ăn mòn tinh giới (a) Ăn mòn tại vùng (b) Ăn mòn tại kim (c) Ăn mòn dạng ảnh hưởng nhiệt loại mối hàn mũi dao Các dạng ăn mòn tinh giới liên kết hàn Ngô Lê Thông, B/m Hàn ĐHBK Hà Nội42 & CNKL A: KLCB thiếu nguyên tốổn định hóa gamma (thừa cacbon) B: tương tự như vậy đối với KLMH (KLCB chứa Nb, Ta, Ti) C: KLCB có Nb, Ta, Ti nhưng tại vùng bị nung > 1250oC, TiC, NbC bị hòa tan và không phục hồi được sau khi hàn (chỉ xuất hiện Cr23C6). 42 HK9, 2005-06 Công nghệ hàn điện nóng chảy 4.2 CÔNG NGHỆ HÀN THÉP KHÔNG GỈ AUSTENIT • Phá hủy do ăn mòn tinh giới Cách phòng chống: 1. Giảm nồng độ cacbon xuống giới hạn hòa tan trong austenit (0,020,03%) 2. Hợp kim hóa austenit bằng các nguyên tố tạo cacbit mạnh (Ti, Nb, Ta, V) 3. Tôi đồng nhất hóa austenit từ 1050÷1100 oC (sau đó tránh khoảng 500÷800 oC) 4. Ủổn định hóa austenit 850÷900 oC/2÷3 h 5. Bảo đảm tổ chức 2 pha A+F (chứa đến 20÷25% F, tùy ứng dụng) thông qua hợp kim hóa thêm bằng Cr, Si, Mo, Al Ngô Lê Thông, B/m Hàn ĐHBK Hà Nội43 & CNKL 43 HK9, 2005-06 Công nghệ hàn điện nóng chảy 4.2 CÔNG NGHỆ HÀN THÉP KHÔNG GỈ AUSTENIT • Phá hủy do ăn mòn dưới ứng suất •Làtác động đồng thời của môi trường ăn mòn và ứng suất kéo. Ứng suất kéo xuất hiện do: 1. Biến cứng 2. Hàn 3. Nhiệt luyện 4. Tải vận hành •Các yếu tố làm tăng khả năng phá hủy do ăn mòn dưới ứng suất: 1. Mức ứng suất gia tăng 2. Chất ăn mòn có nồng độ cao (ví dụ crlorit và hydroxit) 3. Nhiệt độ tăng 4. Thời gian tác động tăng Ngô Lê Thông, B/m Hàn ĐHBK Hà Nội44 & CNKL 44 HK9, 2005-06 Công nghệ hàn điện nóng chảy 4.2 CÔNG NGHỆ HÀN THÉP KHÔNG GỈ AUSTENIT • Phá hủy do ăn mòn dưới ứng suất Đặc điểm: 1. Là dạng phá hủy giòn (giữa các tinh thể hoặc xuyên tinh thể, nhưng ít gây hậu quả nghiêm trọng như phá hủy giòn thông thường (ví dụ thiết bị áp lực) 2. Có thể tác động trong vòng vài giờ, gây rò rỉ hóa chất Có thể xuất hiện tại: 1. Kim loại cơ bản (ứng suất dư do biến cứng, ứng suất tải vận hành) 2. Kim loại mối hàn 3. Vùng ảnh hưởng nhiệt thép có nồng độ C cao •Môi trường dễ xuất hiện nhất: dung dịch nước của clorit ở nhiệt độ cao > 70 oC •Tổ chức A+F chống ăn mòn loại này tốt hơn tổ chức 1 pha A. Ngô Lê Thông, B/m Hàn ĐHBK Hà Nội45 & CNKL 45 HK9, 2005-06 Công nghệ hàn điện nóng chảy 4.2 CÔNG NGHỆ HÀN THÉP KHÔNG GỈ AUSTENIT • Phá hủy do ăn mòn dưới ứng suất Các biện pháp chống ăn mòn dưới ứng suất (thép austenit và môi trường clorit, hydroxit): 1. Khống chế môi trường ăn mòn: tuân thủ quy trình thử thủy tĩnh thép austenit, các biện pháp cách nhiệt 2. Nếu không thể được, dùng vật liệu có khả năng chống ăn mòn tốt hơn (hợp kim coban, niken) 3. Nhiệt luyện giảm ứng suất dư > 900 oC (khó thực hiện) Ngô Lê Thông, B/m Hàn ĐHBK Hà Nội46 & CNKL 46 HK9, 2005-06 Công nghệ hàn điện nóng chảy 4.2 CÔNG NGHỆ HÀN THÉP KHÔNG GỈ AUSTENIT • Đặc điểm công nghệ và kỹ thuật hàn • Cùng một mác thép có thể sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau •Do đóyêu cầu đối với tính chất liên kết cũng khác nhau •Vìvậy công nghệ hàn cũng tương ứng (vật liệu hàn, chế độ hàn, chế độ nhiệt) •Khả năng dẫn nhiệt kém (trang sau) + hệ số dãn nở nhiệt cao = chiều sâu chảy lớn và dễ biến dạng sau khi hàn • Điện trở riêng lớn gấp 5 lần so với thép thường, có thể gây nung nóng điện cực quá mức Ngô Lê Thông, B/m Hàn ĐHBK Hà Nội47 & CNKL 47 HK9, 2005-06 Công nghệ hàn điện nóng chảy 4.2 CÔNG NGHỆ HÀN THÉP KHÔNG GỈ AUSTENIT • Đặc điểm công nghệ và kỹ thuật hàn Trường nhiệt độ khi hàn: ** * thép cacbon (hệ số dẫn nhiệt 0,096 cal/cm/s) và *** thép hợp kim cao (hệ số dẫn nhiệt 0,4 cal/cm/s) Ngô Lê Thông, B/m Hàn ĐHBK Hà Nội48 & CNKL 48 HK9, 2005-06 Công nghệ hàn điện nóng chảy 4.2 CÔNG NGHỆ HÀN THÉP KHÔNG GỈ AUSTENIT • Đặc điểm công nghệ và kỹ thuật hàn Các biện pháp ngăn nứt nóng kim loại mối hàn và vùng ảnh hưởng nhiệt: 1. Hạn chế lượng P, S, Pb, Sn, Bi trong kim loại cơ bản và kim loại mối hàn (đặc biệt khi hàn thép có mức độ austenit hóa cao), giảm lượng kim loại cơ bản tham gia vào mối hàn. 2. Tạo tổ chức kim loại mối hàn có 2 pha •A+F:cho 3÷5% δ ferit với thép bền nhiệt và chịu nhiệt có mức độ austenit hóa không cao,đến 15% Ni; 15÷25% δ ferit (thép chống ăn mòn) • A+K+ (pha giữa các kim loại) mịn: cho thép có mức độ austenit hóa cao (>15% Ni) 3. Các biện pháp công nghệ thay đổi hình dạng vũng hàn và hướng phát triển các hạt austenit khi kết tinh (trang sau) 4. Giảm tác dụng lực lên liên kết hàn: giảm dòng hàn, chọn dạng mối Ngô Lê Thông, B/m Hàn ĐHBK Hà Nội49 hàn& CNKL thích hợp 49 HK9, 2005-06 Công nghệ hàn điện nóng chảy 4.2 CÔNG NGHỆ HÀN THÉP KHÔNG GỈ AUSTENIT Hướng kết tinh,ứng a) Nứt b) Không nứt suất kéo và khả năng nứt nóng c) Nứt d) Không nứt Ngô Lê Thông, B/m Hàn ĐHBK Hà Nội50 & CNKL 50 HK9, 2005-06 Công nghệ hàn điện nóng chảy 4.2 CÔNG NGHỆ HÀN THÉP KHÔNG GỈ AUSTENIT • Đặc điểm công nghệ và kỹ thuật hàn Hàn hồ quang tay Cùng một mác que hàn, cùng một kim loại cơ bản nhưng khi thay đổi • Loại liên kết • Tư thế hàn có thể làm thay đổi chiều sâu chảy và thành phần kim loại mối hàn. Que hàn thuộc nhóm vỏ bọc bazơ: • Sấy trước khi hàn • Sử dụng năng lượng đường nhỏ, hàn không dao động ngang, chiều dài hồ quang ngắn, dòng một chiều cực nghịch. Ngô Lê Thông, B/m Hàn ĐHBK Hà Nội51 & CNKL 51 HK9, 2005-06 Công nghệ hàn điện nóng chảy 4.2 CÔNG NGHỆ HÀN THÉP KHÔNG GỈ AUSTENIT • Đặc điểm công nghệ và kỹ thuật hàn Hàn hồ quang tay: Chiều dày Que hàn [mm] Cường độ [A] ở tư thế hàn tấm [mm] Đường Chiều dài Sấp Đứng Trần kính 2,0 2 150200 3050 - - 2,53,0 3 225250 70100 5080 4575 3,08,0 34 250300 85140 75130 65120 8,012,0 45 300400 85160 75150 65130 Ngô Lê Thông, B/m Hàn ĐHBK Hà Nội52 & CNKL 52 HK9, 2005-06 Công nghệ hàn điện nóng chảy 4.2 CÔNG NGHỆ HÀN THÉP KHÔNG GỈ AUSTENIT • Đặc điểm công nghệ và kỹ thuật hàn Loại thép Loại que hàn Cấu trúc kim loại mối hàn Chống ăn mòn E-04Cr20Ni9 A + 2,57%F (chống ăn mòn 08Cr18Ni10 E-07Cr20Ni9 tinh giới) 08Cr18Ni10Ti, E-08Cr19Ni10Mn2Nb 12Cr18Ni10Ti E-02Cr19Ni9Nb A + 5,010%F (yêu cầu khắt 08Cr18Ni12Ti khe chống ăn mòn tinh giới) 08Cr18Ni12Nb 08Cr22Ni6Ti A + 3,05,0%F (chống ăn mòn E-02Cr19Ni9Nb tinh giới, nhiệt độ vận hành đến 600 oC) E-08Cr19Ni10Mn2MoNb A + 4,05,0%F (chống ăn mòn 10Cr17Ni13Mo2Ti E-09Cr19Ni10Mn2Mo2Nb tinh giới, nhiệt độ vận hành đến 10Cr17Ni13Mo3Ti 700 oC) 08Cr18Ni12Nb A + 4,08,0%F (yêu cầu khắt 08Cr21Ni6Mo2Ti E-09Cr19Ni10Mn2Mo2Nb khe chống ăn mòn tinh giới) Ngô Lê Thông, B/m Hàn ĐHBK Hà Nội53 & CNKL 53 HK9, 2005-06 Công nghệ hàn điện nóng chảy 4.2 CÔNG NGHỆ HÀN THÉP KHÔNG GỈ AUSTENIT • Đặc điểm công nghệ và kỹ thuật hàn Hàn hồ quang tay Loại thép Loại que hàn Cấu trúc kim loại mối hàn Bền nhiệt 12Cr18Ni9 E-08Cr16Ni8Mo2 A + 2,04%F (nhiệt độ vận 12Cr18Ni10Ti E-08Cr17Ni8Mo2 hành đến 800 oC) 08Cr18Ni12Ti 10Cr23Ni18 E-10Cr25Ni13Mn2 A + 2,5%F (nhiệt độ vận hành đến 850 oC) Chịu nhiệt 20Cr20Ni14Si2 E-12Cr24Ni14Si2 A + 3,010%F (nhiệt độ 08Cr20Ni14Si2 vận hành đến 9001100 oC) 20Cr25Ni20Si2 E-28Cr24Ni16Mn6 A + K (nhiệt độ vận hành 40Cr18Ni25Si2 đến 1050 oC, bền nhiệt) Ngô Lê Thông, B/m Hàn ĐHBK Hà Nội54 & CNKL 54 HK9, 2005-06 Công nghệ hàn điện nóng chảy 4.2 CÔNG NGHỆ HÀN THÉP KHÔNG GỈ AUSTENIT • Đặc điểm công nghệ và kỹ thuật hàn Hàn dưới lớp thuốc So với hàn hồ quang tay: Tính ổn định cao hơn về thành phần và tính chất kim loại mối hàn: • Khi thay que hàn hồ quang tay: tốc độ hàn và tốc độ nguội thay đổi → thay đổi thành phần • Nóng chảy đều dây hàn và kim loại cơ bản dọc mối hàn (tốc độ không đổi) •Mức độ bảo vệ vùng hàn cao hơn •Tạo dáng mối hàn tốt hơn (chuyển tiếp đều vào kim loại cơ bản) • Không có bắn tóe (mà có thểảnh hưởng đến khả năng chống ăn mòn) Ngô Lê Thông, B/m Hàn ĐHBK Hà Nội55 & CNKL 55 HK9, 2005-06 Công nghệ hàn điện nóng chảy 4.2 CÔNG NGHỆ HÀN THÉP KHÔNG GỈ AUSTENIT • Đặc điểm công nghệ và kỹ thuật hàn Hàn dưới lớp thuốc Phạm vi sử dụng: • Cho dải chiều dày 350 mm •Từ 312 mm không phải vát mép (hàn hồ quang tay: 35 mm) •Cóthể hàn với khe đáy lớn và không vát mép với chiều dày tấm đến 3040 mm Lưu ý: • Khi thay đổi chiều dày tấm cần hàn, dạng vát mép và phần kim loại cơ bản tham gia mối hàn thay đổi → khó khống chế tỷ lệ ferit trong kim loại mối hàn (với cùng một tổ hợp kim loại cơ bản, dây hàn và thuốc hàn) Ngô Lê Thông, B/m Hàn ĐHBK Hà Nội56 & CNKL 56 HK9, 2005-06 Công nghệ hàn điện nóng chảy 4.2 CÔNG NGHỆ HÀN THÉP KHÔNG GỈ AUSTENIT • Đặc điểm công nghệ và kỹ thuật hàn Hàn dưới lớp thuốc •Tầm với điện cực nhỏ hơn 1,52 lần so với hàn thép hợp kim thấp •Cần hàn các mối hàn nhiều lớp, mỗi lớp có tiết diện nhỏ • Ưu tiên hợp kim hóa mối hàn bằng dây hàn, thay vì bằng thuốc hàn •Thuốc hàn thuộc nhóm bazơ Ngô Lê Thông, B/m Hàn ĐHBK Hà Nội57 & CNKL 57 HK9, 2005-06 Công nghệ hàn điện nóng chảy 4.2 CÔNG NGHỆ HÀN THÉP KHÔNG GỈ AUSTENIT • Đặc điểm công nghệ và kỹ thuật hàn Hàn dưới lớp thuốc Yêu cầu Loại thuốc hàn (mác/thành phần %) Kim loại mối hàn •ANF-16: ≤5,0 SiO2, 5055 CaF2, 5,07,0 A +F MgO, 28,032,0 Al2O3, 0,07 S, 0,04 P Kim loại mối hàn •AN-26: ≤5,0 SiO2, 5055 CaF2, 5,07,0 A +F để hàn thép MgO, 28,032,0 Al2O3, 0,07 S, 0,04 P có mức austenit hóa không cao Kim loại mối hàn •ANF-5: ≤2,0 SiO2, 7580 CaF2, 0,05 S, A để hàn thép có 0,02 P mức austenit hóa •48-OF-6: ≤4,0 SiO2, ≤0,3 MnO, 52,5 CaF2, cao ≤3,0 MgO, 19,5 CaO, 23,5 Al2O3, 0,05 S, Ngô Lê Thông, B/m Hàn 0,04 P ĐHBK Hà Nội58 & CNKL 58 HK9, 2005-06 Công nghệ hàn điện nóng chảy 4.2 CÔNG NGHỆ HÀN THÉP KHÔNG GỈ AUSTENIT • Đặc điểm công nghệ và kỹ thuật hàn Hàn dưới lớp thuốc Loại thép Loại dây hàn Yêu cầu Chống ăn mòn 12Cr18Ni9 01Cr19Ni9; Chống ăn mòn tinh giới 12Cr18Ni10Ti 04Cr19Ni9; 08Cr18Ni9Ti 06Cr19Ni9Ti; 07Cr18Ni9TiAl 04Cr19Ni9Si2 05Cr19Ni9V3Si2 12Cr18Ni10Ti 07Cr18Ni10Nb Chống ăn mòn tinh giới. 10Cr18Ni10Ti 05Cr20Ni9VNbSi Nhiệt độ vận hành trên 08Cr18Ni12Ti 350 oC 08Cr18Ni12Nb 10Cr17Ni13Mo3Ti 08Cr19Ni10Mo3Nb Yêu cầu khắt khe với Ngô08Cr18Ni12Nb Lê Thông, B/m Hàn 06Cr20Ni11Mo3TiNbĐHBK Hà Nội59chống ăn mòn tinh giới & CNKL 59 HK9, 2005-06 Công nghệ hàn điện nóng chảy 4.2 CÔNG NGHỆ HÀN THÉP KHÔNG GỈ AUSTENIT • Đặc điểm công nghệ và kỹ thuật hàn Hàn dưới lớp thuốc Loại thép Loại dây hàn Yêu cầu Bền nhiệt 12Cr18Ni9 04Cr19Ni9 Chống ăn mòn tinh giới; kim loại mối hàn A +F 08Cr18Ni9Nb 08Cr18Ni8Mn2Nb Kim loại mối hàn A +F 08Cr18Ni12Ti Chịu nhiệt 20Cr23Ni13 07Cr25Ni13 08Cr20Ni14Si2 20Cr23Ni13 07Cr25Ni12Mn2Ti Nhiệt độ vận hành 06Cr25Ni12TiAl 9001100 oC 08Cr25Ni13NbTiAl Ngô20Cr25Ni20Si2 Lê Thông, B/m Hàn 08CrNi50 ĐHBK Hà Nội60Nhiệt độ vận hành ≤1100 oC & CNKL 60 HK9, 2005-06 Công nghệ hàn điện nóng chảy 4.2 CÔNG NGHỆ HÀN THÉP KHÔNG GỈ AUSTENIT • Đặc điểm công nghệ và kỹ thuật hàn Hàn điện xỉ •Cóthể đạt được kim loại mối hàn austenit mà không xuất hiện nứt nóng • Kim loại vùng ảnh hưởng nhiệt bị lưu lại lâu ở 12001250 oC có thể suy giảm cơ tính dẫn đến nứt, đặc biệt với thép chịu nhiệt trong quá trình nhiệt luyện và vận hành sau khi hàn •Với thép chống ăn mòn: trong vùng ảnh hưởng nhiệt có thể xuất hiện ăn mòn dạng mũi dao •Sử dụng thuốc hàn bazơ không chứa oxi, kết hợp với bảo vệ bằng luồng khí Ar (đặc biệt với thép bền nhiệt) để ngăn oxi hóa Ti, Mn Ngô Lê Thông, B/m Hàn ĐHBK Hà Nội61 & CNKL 61 HK9, 2005-06 Công nghệ hàn điện nóng chảy 4.2 CÔNG NGHỆ HÀN THÉP KHÔNG GỈ AUSTENIT • Đặc điểm công nghệ và kỹ thuật hàn Hàn điện xỉ Chiều Điện cực, mm; Chiều Tốc Dòng hàn, A Điện áp Khe dày Thuốc hàn, % sâu bể độ hàn, V đáy, tấm, xỉ, mm điện mm mm cực, m/h 100 Dây ∅3; ANF-7: 20 2535 330 600800 4042 2832 CaO; 80 CaF2 100 Tấm 10x100; ANF- 1520 2,4 12001300 2426 2832 7: 20 CaO; 80 CaF2 200 Tấm 12x200; ANF- 1520 1,9 35004000 2224 3840 1: ≤ 5,0 SiO2; ≥ 92 CaF2 200 Tấm 12x200; ANF- 1520 1,9 18002000 2628 3840 Ngô Lê 6:Thông, 35 CaO;B/m Hàn 65 CaF2 ĐHBK Hà Nội62 & CNKL 62 HK9, 2005-06 Công nghệ hàn điện nóng chảy 4.2 CÔNG NGHỆ HÀN THÉP KHÔNG GỈ AUSTENIT • Đặc điểm công nghệ và kỹ thuật hàn Hàn trong môi trường khí bảo vệ •Khíbảo vệ: Ar, He, hỗn hợp khí •Chiều dày tấm cần hàn: từ vài phần chục đến hàng chục mm •Hàn bằng điện cực không nóng chảy: chiểu dày tấm từ 7 mm trở xuống •Với hàn ống cố định, có thể cho chiều dày thành ống lớn hơn •Thích hợp cho hàn lớp đáy các ống dày (kết hợp biện pháp bảo vệ đáy và vòng lót đáy) Ngô Lê Thông, B/m Hàn ĐHBK Hà Nội63 & CNKL 63 HK9, 2005-06 Công nghệ hàn điện nóng chảy 4.2 CÔNG NGHỆ HÀN THÉP KHÔNG GỈ AUSTENIT • Đặc điểm công nghệ và kỹ thuật hàn Hàn trong môi trường khí bảo vệ •Khíbảo vệ: Ar, He, CO2, hỗn hợp khí •Hàn bằng điện cực nóng chảy: có khả năng thay đổi đặc trưng luyện kim (thông qua thay đổi thành phần khí), cho phép hàn ở nhiều tư thế (thích hợp cho hàn ở hiện trường) •Ar: dịch chuyển dạng giọt hoặc dạng tia. Dịch chuỷên dạng tia: hồ quang có tính ổn định cao, không có bắn tóe. • Ar + 35% O2: cho phép giảm giá trị dòng tới hạn, giảm rỗ khí do hydro gây ra • Ar + 1520% CO2: tiết kiệm Ar, nhưng lượng nguyên tố hợp kim bị oxi hóa tăng •CO2: kim loại mối hàn có thể chứa thêm 0,020,04% C nếu kim loại cơ bản là thép chứa ít hơn 0,1% C (làm giảm khả năng chống ăn mòn tinh giới). Dây hàn phải chứa đủ nguyên tố khử oxi và nguyên tố tạo Ngô Lê Thông, B/m Hàn ĐHBK Hà Nội64 &cacbit CNKL (Ti, Al). 64 HK9, 2005-06 Công nghệ hàn điện nóng chảy 4. CÔNG NGHỆ HÀN THÉP HỢP KIM CAO CROM 4.1 Công nghệ hàn thép không gỉ crom 4.2 Công nghệ hàn thép không gỉ austenit 4.3 Công nghệ hàn thép không gỉ duplex 4.4 Công nghệ hàn thép không gỉ biến cứng kết tủa 4.5 Công nghệ hàn thép mactenzit hóa già 4.6 Công nghệ hàn thép austenit mangan Ngô Lê Thông, B/m Hàn ĐHBK Hà Nội1 & CNKL 1 HK9, 2005-06 Công nghệ hàn điện nóng chảy 4.3 CÔNG NGHỆ HÀN THÉP KHÔNG GỈ DUPLEX • Thành phần và tính chất kim loại cơ bản •Làhợp kim thuộc hệ Fe-Ni-Cr bao gồm hai pha là ferit và austenit với 50% pha austenit phân bố bên trong pha nền ferit • Các nguyên tố quan trọng: Cr, Mo (ổn định hóa ferit) Ni, N (ổn định hóa austenit). a Tiêu chuẩn EN Cr Ni Mo N PREN 1.4462 22 5 3 0,17 35 1.4363 23 4 0 0,1 25 Chỉ số đương lượng chống ăn mòn điểm (Pitting Resistance Equivalent Number): PREN = (%Cr) + (3,3 x %Mo) + (16 x %N). Ngô Lê Thông, B/m Hàn ĐHBK Hà Nội2 & CNKL 2 HK9, 2005-06 Công nghệ hàn điện nóng chảy 4.3 CÔNG NGHỆ HÀN THÉP KHÔNG GỈ DUPLEX • Thành phần và tính chất kim loại cơ bản •Cr: tăng khả năng chống ăn mòn giữa các tinh thể. • Mo: tăng khả năng chống ăn mòn điểm. •N: tăng biến cứng (dung dịch rắn xen kẽ), tăng giới hạn chảy, độ bền kéo; không làm giảm độ dai của thép. •Cấu trúc 2 pha bảo đảm: •Khả năng chống ăn mòn điểm và ăn mòn dưới ứng suất tốt hơn so với thép không gỉ austenit thông dụng. • Độ dai lớn hơn và tính hàn tốt hơn thépa không gỉ ferit. • Độ bền cao hơn thép không gỉ austenit (so với thép 304 và 316, giới hạn chảy cao gấp đôi), cho phép giảm được chiều dày và khối lượng kết cấu. Ngô Lê Thông, B/m Hàn ĐHBK Hà Nội3 & CNKL 3 HK9, 2005-06 Công nghệ hàn điện nóng chảy 4.3 CÔNG NGHỆ HÀN THÉP KHÔNG GỈ DUPLEX • Thành phần và tính chất kim loại cơ bản • Phân loại: 1. Thép không gỉ duplex đơn giản, ví dụ, 2304 (S32304, EN1.4363), chỉ chứa ít hoặc không chứa thêm molybden. 2. Thép không gỉ duplex thông dụng, ví dụ, loại 2205 (S32205, EN1.4462), chứa 22%Cr ( > 80% lượng thép không gỉ duplex hiện đang được sử dụng). 3. Thép không gỉ duplex chứa 25% Cr, ví dụ, loại 2505 (S32550) và a S31260. 4. Thép không gỉ nhóm superduplex, chứa đến 25÷26% Cr và có hàm lượng Mo và N nâng cao, ví dụ, loại 2507 (S32750). Ngô Lê Thông, B/m Hàn ĐHBK Hà Nội4 & CNKL 4 HK9, 2005-06 Công nghệ hàn điện nóng chảy 4.3 CÔNG NGHỆ HÀN THÉP KHÔNG GỈ DUPLEX • Thành phần và tính chất kim loại cơ bản • Trong quá trình chế tạo: 1. Pha lỏng kết tinh thành ferit ở 1450 oC. 2. Tại 1300 oC, đạt 100% ferit trạng thái rắn. 3. 1300÷800o, hình thành austenit, đạt tỷ lệ 50:50. 4. Sau đó, tôi trong nước để cố định tổ chức kim loại đó. • Trong quá trình hàn: o •Cóthể KLMH thiếu thời gian cần thiaết tại 1300÷800 C. •Do đó, khó đạt được tỷ lệ 50:50. •Các ứng dụng: thiết bị hóa dầu, năng lượng và vận tải. Ngô Lê Thông, B/m Hàn ĐHBK Hà Nội5 & CNKL 5 HK9, 2005-06 Công nghệ hàn điện nóng chảy 4.3 CÔNG NGHỆ HÀN THÉP KHÔNG GỈ DUPLEX • Tính hàn 1. Tổ chức tế vi và tính chất kim loại mối hàn: •Khống chế bằng: chọn thành phần thích hợp của vật liệu hàn. 2. Tổ chức kim loại vùng ảnh hưởng nhiệt: •Phụ thuộc chu trình nhiệt; rất nhạy cảm với thông số hàn. • Trong vùng biên nóng chảy, tỷ lệ F:A khác nhiều 50:50. •Do đó độ dai vùng ảnh hưởng nhiệt < so với kim loại cơ bản. 3. Cần bảo đảm F : A = (25÷50) : (75÷50):a •Giữ khả năng chống ăn mòn. 4. Cần tránh hình thành các pha kết tủa (gây giòn) Kỹ thuật hàn đòi hỏi khống chế tỷ lệ F:A thông qua thành phần hóa học mối hàn và tốc độ nguội! Ngô Lê Thông, B/m Hàn ĐHBK Hà Nội6 & CNKL 6 HK9, 2005-06 Công nghệ hàn điện nóng chảy 4.3 CÔNG NGHỆ HÀN THÉP KHÔNG GỈ DUPLEX • Tính hàn Mo, W, Si 1100 oC Pha σ Cr Nitrit Cr2N Mo Pha χ V Pha γ Si 2 Cacbit M23C6 Pha R a Pha χ Cr Pha ε (Cu) Mo Pha α’ Cu Pha Γ 300 oC W Cr, Mo, Cu, W Thời gian Ngô Lê Thông, B/m Hàn ĐHBK Hà Nội7 & CNKL 7 HK9, 2005-06 Công nghệ hàn điện nóng chảy 4.3 CÔNG NGHỆ HÀN THÉP KHÔNG GỈ DUPLEX • Công nghệ hàn thép duplex tiêu biểu 2205: 1. Kim loại cơ bản (%): 0,016÷0,022 C; 0,37÷0,53 Si; 1,40÷1,52 Mn; 21,5÷22,2 Cr; 5,5÷5,7 Ni; 2,9÷3,1 Mo; 0,140÷0,184 N. PREN = 34÷35 (với PREN = %Cr + 3,3 x %Mo + 16 x %N). 2. SMAW, SAW, GMAW, GTAW, FCAW. 3. Tốc độ nguội tăng Æ tỷ lệ F:A tăng tại vùng AHN và KLMH. 4. Kim loại đắp tiêu biểu (22%Cr hoặc 25%Cr): % C S P Si Mn Cr Ni Mo Cu N min. 0,015 – – 0,300 0,800 22,5 a 8,0 3,2 – 0,140 max. 0,045 0,015 0,025 0,750 2,000 23,5 10,0 32,6 0,50 0,200 5. Làm sạch và tẩm thực mối hàn: lâu hơn thép A. 6. Xác định tỷ lệ F: chỉ dùng giản đồ WRC 1992 (có tính tới N). Ngô Lê Thông, B/m Hàn ĐHBK Hà Nội8 & CNKL Tốc độ nguội quá lớn: chỉ có F. Tốc độ nguội quá nhỏ: hình thành các pha kết tủa có hại. 8 HK9, 2005-06 Công nghệ hàn điện nóng chảy 4.3 CÔNG NGHỆ HÀN THÉP KHÔNG GỈ DUPLEX • Công nghệ hàn thép duplex tiêu biểu 2205: 6. Máy đo hàm lượng ferit trong kim loại mối hàn: feritscope (trong vùng ảnh hưởng nhiệt dùng phương pháp kim tương lưới điểm theo ASTM A 562). %F = 0,54.FN + 9,7 a Ngô Lê Thông, B/m Hàn ĐHBK Hà Nội9 & CNKL 9 HK9, 2005-06 Công nghệ hàn điện nóng chảy 4.3 CÔNG NGHỆ HÀN THÉP KHÔNG GỈ DUPLEX • Công nghệ hàn thép duplex tiêu biểu 2205: 7. Chế độ hàn và năng lượng đường: • Không nung nóng sơ bộ. Tip max = 150 oC. •Ngăn lượng đường: (+ không xử lý nhiệt sau khi hàn) Quá trình hàn qd [kJ/mm] Hồ quang tay 0,55÷2,05 Điện cực nóng chảy, có xung 0,55÷2,05 Điện cực nóng chảy 0,70÷2,45 a Dưới lớp thuốc 0,50÷1,70 Điện cực không nóng chảy; Plasma 1,00÷3,45 Ngô Lê Thông, B/m Hàn ĐHBK Hà Nội10 & CNKL •Nung nóng sơ bộ chỉ tác động lên dải nhiệt độ thấp (F Æ A chỉ xảy ra ở dải nhiệt độ cao; nung sơ bộ làm giảm tốc độ nguội, làm hình thành các pha kết tủa). •Khí bảo vệ chứa 2%N. 10 HK9, 2005-06 Công nghệ hàn điện nóng chảy 4.4 CÔNG NGHỆ HÀN THÉP KHÔNG GỈ BIẾN CỨNG KẾT TỦA • Thành phần và tính chất kim loại cơ bản: 1. Độ bền cao (862÷2068 MPa tùy theo trạng thái nhiệt luyện). 2. Chống ăn mòn (tương đương AISI 302 và 304). 3. Chống oxi hóa tốt ở nhiệt độ trung bình. 4. Dễ gia công: gia công ở trạng thái độ bền rất thấp, sau đó được bền hóa (biến cứng kết tủa tại 480÷620 oC). 5. Được bền hóa bằng mactenzit, bền hóa phân tán hoặc kết hợp cả hai. a Hòa tan dung Làm nguội Hóa già (nung dịch đặc nhanh (tôi) có kiểm soát) Ngô Lê Thông, B/m Hàn ĐHBK Hà Nội11 & CNKL •Biến cứng kết tủa = biến cứng hóa già = bền hóa phân tán. 11 HK9, 2005-06 Công nghệ hàn điện nóng chảy 4.4 CÔNG NGHỆ HÀN THÉP KHÔNG GỈ BIẾN CỨNG KẾT TỦA • Thành phần và tính chất kim loại cơ bản: Loại Ký hiệu Số UNS Thành phần hóa học, % 17-4 PH S17400 0,04 C; 0,30 Mn; 0,60 Si; 16,0 Cr; 4,2 Ni; 3,4 Mactenzit Cu; 0,25 Nb (bền trung 15-5 PH S15500 0,04 C; 0,30 Mn; 0,40 Si; 15,0 Cr; 4,5 Ni; bình) 3,4 Cu; 0,25 Nb Mactenzit PH 13-8 Mo S13800 0,04 C; 0,03 Mn; 0,03 Si; 12,7 Cr; 8,2 Ni; (bền cao) 2,2 Mo; 1,1 Al a 17-7 PH S17700 0,07 C; 0,50 Mn; 0,30 Si; 17,0 Cr; 7,1 Ni; 1,2 Al Nửa PH 15-7 Mo S15700 0,07 C; 0,50 Mn; 0,30 Si; 15,2 Cr; 7,1 Ni; austenit 2,2 Mo; 1,2 Al A-286 K66286 0,05 C; 1,45 Mn; 0,50 Si; 14,75 Cr; 25,2 5Ni; Austenit 1,30 Mo; 0,15 Al; 0,30 V; 2,15 Ti; 0,005 B 17-10 P - 0,10 C; 0,60 Mn; 0,50 Si; 17,0 Cr; 11,0 Ni; 0,30 P Ngô Lê Thông, B/m Hàn ĐHBK Hà Nội12 & CNKL •PH = participation hardening •Công nghệ sản xuất thép loại này: nung 815÷1040 oC Æ austenit. Sau đó tôi, austenit Æ mactenzit ở 150÷100 oC. Thích hợp cho gia công cơ và biến dạng tạo hình. Hóa già sau đó ở 485÷620 oC trong thời gian thích hợp, thép tiếp tục được biến cứng thông qua cơ chế hình thành các pha phân tán (tăng độ cứng và độ bền). 12 HK9, 2005-06 Công nghệ hàn điện nóng chảy 4.4 CÔNG NGHỆ HÀN THÉP KHÔNG GỈ BIẾN CỨNG KẾT TỦA • Công nghệ hàn thép nhóm mactenzit: • KLCB chống ăn mòn tốt hơn thép không gỉ mactenzit thông thường. • Không nung nóng sơ bộ hoặc nung nóng bổ sung sau khi hàn. • KLCB: van, móc cài, trục chân vịt, v.v. • Tính hàn tốt; không nứt nguội (ít cacbon); có thể nứt nóng nếu hàn với thép cacbon hoặc thép hợp kim thấp. •Hàn ở trạng thái ủ. • Sau khi hàn: austenit hóa và hóa già nhâna tạo để đạt độ bền và khả năng chống ăn mòn tối đa. Ký hiệu Số UNS Que hàn Dây hàn Thép không gỉ không đồng nhất Mactenzit 17-4 PH S17400 AMS 5827B AMS 5827B E / ER 309 (Nb) Ngô Lê Thông, B/m Hàn (17-4 PH) hoĐHBKặc Hà(17-4 Nội13 PH) hoặc 15-5& CNKL PH S15500 E 308 ER 308 •PH = precipitation hardening. 13 HK9, 2005-06 Công nghệ hàn điện nóng chảy 4.4 CÔNG NGHỆ HÀN THÉP KHÔNG GỈ BIẾN CỨNG KẾT TỦA • Công nghệ hàn thép nhóm nửa austenit: • KLCB chống ăn mòn tốt hơn thép không gỉ mactenzit thông thường. • Ủ: austenit, tính dẻo cao, dễ gia công biến dạng tạo hình như thép 18 Cr – 8 Ni. •Cóthể nhanh chóng bị biến cứng sau khi gia công và cần được ủ trung gian trong trường hợp cần tạo hình phức tạp. • Sau khi chế tạo, austenit Æ mactenzit thông qua nhiệt luyện. • Khi đó, sẽ đạt được độ bền tối đa bằnga cách hóa già, tạo nên trong quá trình biến cứng kết tủa và ram mactenzit. Ngô Lê Thông, B/m Hàn ĐHBK Hà Nội14 & CNKL 14 HK9, 2005-06 Công nghệ hàn điện nóng chảy 4.4 CÔNG NGHỆ HÀN THÉP KHÔNG GỈ BIẾN CỨNG KẾT TỦA • Công nghệ hàn thép nhóm nửa austenit: •Hầu hết các quá trình hàn hồ quang; TIG tốt nhất để tránh nứt nóng khi hàn một lượt và giảm thiểu tổn thất nhôm trong kim loại mối hàn. • Khi hàn, nhiệt hàn có tác dụng austenit hóa và ủ hòa tan dung dịch rắn tại khu vực vùng ảnh hưởng nhiệt liền kề mối hàn. •Do đó, KLMH và vùng AHN ở trạng thái sau khi hàn: austenit. •Vìvậy, có thể hàn thép không gỉ biến cứng kết tủa nửa austenit ở bất kỳ trạng thái nào mà không cần nung nóng sơ bộ, không cần kiểm soát nhiệt độ giữa các đườnga hàn hoặc tốc độ nguội. • Độ bền mối hàn = 90÷100% độ bền của kim loại cơ bản. Ký hiệu Số UNS Que hàn Dây hàn Thép không gỉ không đồng nhất Nửa austenit 17-7 PH S17700 AMS 5827B (17-4 AMS 5824A (17-7 PH) E / ER 310. ENiCrFe-2 Ngô Lê Thông, B/m HànPH) hoặc E 308, ĐHBK Hà Nội15hoặc ERNiCr-3 & CNKL E 309 PH 15 7 S15700 E 308 h ặ E309 AMS 5812C (PH 17 7 E / ER 309 h ặ E/ER 15 HK9, 2005-06 Công nghệ hàn điện nóng chảy 4.4 CÔNG NGHỆ HÀN THÉP KHÔNG GỈ BIẾN CỨNG KẾT TỦA • Công nghệ hàn thép nhóm austenit: • KLCB chống ăn mòn tốt hơn hầu hết thép không gỉ austenit Cr – Ni. • Độ dai va đập cao ở nhiệt độ > 650 oC, không có từ tính ở trạng thái ủ và trạng thái biến cứng kết tủa. •Cóthể hàn ở trạng thái ủ. •Sử dụng trong các ứng dụng như khung động cơ phản lực, móc cài và cánh quạt tuabin. • Nên hàn TIG với qd nhỏ. Có thể hàn SMAW.a Ký hiệu Số UNS Que hàn Dây hàn Thép không gỉ không đồng nhất Austenit A-286 K66286 E 309 hoặc ERNiCrFe-6 hoặc E / ER 309 hoặc E 310 ERNiMo-3 E / ER 310 Ngô Lê Thông, B/m Hàn ĐHBK Hà Nội16 & CNKL 16 HK9, 2005-06 Công nghệ hàn điện nóng chảy 4.5 CÔNG NGHỆ HÀN THÉP MACTENZIT HÓA GIÀ • Thành phần và tính chất KLCB: • KLCB: maraging steel = martensite (mactenzit) + aging (hóa già). Chúng không thực sự là loại thép mactenzit lẫn hóa già theo đúng nghĩa. A 538: ASTM A 538 Thành phần hóa học danh định [%] Cấp thép Ni Co Cr Mo Ti Al Gr.A (200) 18 8 – 4 0,2 0,1 Gr.B (250) 18 8 – 5 0,4 0,1 Gr.C (300) 18 9 – 5 0,7 0,1 18 Ni (350) 18 12 a 4 1,3 0,1 Độ bền Giới hạn Độ dãn Độ thắt Độ dai phá Độ dai va kéo chảy [MPa] dài [%] [%] hủy đập [N.m] [MPa] [m.N/mm2] Gr.A (200) 1500 1400 10 60 24,5÷38,5 47,5 Gr.B (250) 1790 1700 8 55 19,3 27,1 Gr.C (300) 2050 2000 7 40 12,8 20,3 18 NiNgô (350) Lê Thông, B/m Hàn2450 2400 ĐHBK Hà6 Nội1725 5,6÷7,9 10,8 Mẫu &th CNKLử Charpy cho độ dai va đập ở nhiệt độ thường. Chế độ hiệ l ệ ủ hò i816 Chó ià i482 C •Thép ASTM A 538 có: 18 Ni (200), 18 Ni (250), và 18 Ni (300)). Sau này còn có thêm cấp thứ tư là 18 Ni (350) 17 HK9, 2005-06 Công nghệ hàn điện nóng chảy 4.5 CÔNG NGHỆ HÀN THÉP MACTENZIT HÓA GIÀ • Thành phần và tính chất KLCB: • KLCB: 18%, 20% và 25% Ni, cộng với một lượng các nguyên tố hợp kim khác làm chức năng hóa già. •C, Mn, Si được coi là không có lợi và được giữởhàm lượng thấp 0,03% C; 0.10% Mn và 0,10% Si. • Trong các loại thép maraging, thép có hàm lượng 18% Ni là loại phổ biến nhất vì có thể nhiệt luyện đơn giản hơn các loại khác để đạt tới cơ tính tối ưu. • Độ bền khác nhau của thép đạt được thônga qua hàm lượng Co, Mo, và Ti. Ngô Lê Thông, B/m Hàn ĐHBK Hà Nội18 & CNKL 18 HK9, 2005-06 Công nghệ hàn điện nóng chảy 4.5 CÔNG NGHỆ HÀN THÉP MACTENZIT HÓA GIÀ • Thành phần và tính chất KLCB: • KLCB: quy trình nhiệt luyện thép maraging T, [oC] Ủ hòa tan, nguội nhanh 816 oC/1h Hóa già (biến cứng kết tủa), nguội nhanh a 482 oC/34h Ms Mf 30 HRC 52 HRC T, [h] Ngô Lê Thông, B/m Hàn ĐHBK Hà Nội19 & CNKL •Thép được nung tới 816 oC, để hòa tan các nguyên tố biến cứng (Ti và Al), sau đó được làm nguội trong không khí (ủ). •Tại nhiệt độ Ms (vào khoảng 200 oC với thép A538 Gr.B, và 160 oC với A538 Gr.C), austenit Æ mactenzit và hoàn tất ở khoảng 93 oC. Sự chuyển biến pha này xảy ra trong một dải rộng tốc độ nguội. •Sau đó thép chứa hoàn toàn mactenzit được hóa già khoảng 1 giờ tại nhiệt độ khoảng 482 oC, để tạo ra các hạt phân tán mịn bên trong pha nền kim loại. •Khi tăng thời gian của giai đoạn này, độ cứng cũng tăng. •Mo: tham gia trực tiếp vào các hạt phân tán, làm biến cứng pha nền bằng cơ chế phân tán. •Co: không tham gia trực tiếp vào quá trình biến cứng, nhưng có tác dụng đẩy nhanh quá trình này. •Một điểm đặc biệt là trong quá trình nung, chuyển biến pha từ alpha sang gamma xảy ra trong một dải nhiệt độ hẹp (650÷680 oC), nhưng chuyển biến pha theo chiều ngược lại từ gamma sang alpha lại xảy ra ở dải nhiệt độ rất thấp (260÷300 oC). Điều này cho phép sự hóa già mactenzit tại 485 oC kéo dài trong vài giờ mà không có chuyển biến pha sang austenit. 19 HK9, 2005-06 Công nghệ hàn điện nóng chảy 4.5 CÔNG NGHỆ HÀN THÉP MACTENZIT HÓA GIÀ • Tính hàn và công nghệ hàn: • Vùng AHN gồm: 1. Vùng nằm sát mối hàn, được nung tới nhiệt độ đủ cao để bị austenit hóa hoàn toàn. Khi nguội, nó chuyển biến thành mactenzit thô. Vùng này tương đối mềm nhưng sẽ đạt được độ cứng toàn bộở giai đoạn hóa già sau đó. 2. Vùng hẹp bên cạnh, được nung tới dải nhiệt độ 590÷730 oC, gồm mactenzit cộng với austenit tái xuất hiện rất mịn. Tỷ lệ của austenit này tăng khi công suất nhiệt hàn tăng. Vùng này mềm và không biến cứng ở giai đoạn hóa già sau đó. Vì vậy khi hàn cần chú ý hạn chế vùng này. 3. Vùng nằm xa đường hàn nhất, có tổ chức mactenzita và bị hóa già ở các mức độ khác nhau dưới 590 oC. Trên thực tế có thể bỏ qua không xét đến vùng này. Ngô Lê Thông, B/m Hàn ĐHBK Hà Nội20 & CNKL 20 HK9, 2005-06 Công nghệ hàn điện nóng chảy 4.5 CÔNG NGHỆ HÀN THÉP MACTENZIT HÓA GIÀ • Tính hàn và công nghệ hàn: •Hầu như không nứt nguội do hydro, chủ yếu vì hàm lượng cacbon trong mactenzit tại vùng ảnh hưởng nhiệt rất thấp, làm cho mactenzit tương đối mềm ở trạng thái sau khi hàn. • Tuy nhiên, có thể nứt nóng vì: –Hàm lượng mangan thấp làm cho thép đặc biệt nhạy cảm với hiện tượng giòn do lưu huỳnh. – Ngoài ra sunphit titan cũng là nguyên nhân nứt nóng.Hàm lượng titan càng cao thì khả năng nứt nóng cũng tăng. – Để tránh nứt nóng và suy giảm cơ tính, cầan hàn không nung nóng sơ bộ và Tip ≤ 120 oC. –Tốt nhất: hàn TIG (cho phép có qd nhỏ và bảo vệ tốt vũng hàn). Ngô Lê Thông, B/m Hàn ĐHBK Hà Nội21 & CNKL 21 HK9, 2005-06 Công nghệ hàn điện nóng chảy 4.6 CÔNG NGHỆ HÀN THÉP AUSTENIT MANGAN • Thành phần và tính chất KLCB: • Thép Hadfield hoặc thép 13Γ: 11÷14% Mn và 1,0÷1,4% C và 0,7÷1,4% Cr, Mo, Ni, V, Cu, Ti và Bi. • Mangan có ái lực mạnh với oxi, lưu huỳnh và cacbon. Do đónócó tác dụng như chất khử oxi, giảm nứt nóng và làm biến cứng thép. • Thép austenit mangan có cấu trúc austenit ở nhiệt độ thường. • Độ bền cao, tính dẻo tốt, độ dai đặc biệt cao và khả năng chịu va đập và chống mài mòn tốt. a •Sử dụng như vật đúc trong các chi tiết như gàu xúc của thiết bị thi công, má nghiền đá, ghi đường sắt, v.v. • Tính chất vậ lý tương đương thép không gỉ austenit. Ngô Lê Thông, B/m Hàn ĐHBK Hà Nội22 & CNKL 22 HK9, 2005-06 Công nghệ hàn điện nóng chảy 4.6 CÔNG NGHỆ HÀN THÉP AUSTENIT MANGAN • Thành phần và tính chất KLCB: •Tiết cacbit và chuyển biến pha sang peclit xảy ra ở dải nhiệt độ 370÷760 oC. • Tính dẫn nhiệt thấp (ít hơn thép cacbon 25%) Æ tích lũy nhiệt trong vật hàn khi hàn. • Độ dai cao nhưng có giới hạn chảy tương đối thấp. •Cơ tính cao ở – 45 oC÷760 oC, nhưng ở nhiệt độ cao, chúng thiếu độ bền và tính dẻo cần thiết để có thể chịu được ứng suất hàn. a •Khả năng chịu nhiệt và bền nhiệt kém thép austenit Cr – Ni. Ngô Lê Thông, B/m Hàn ĐHBK Hà Nội23 & CNKL 23 HK9, 2005-06 Công nghệ hàn điện nóng chảy 4.6 CÔNG NGHỆ HÀN THÉP AUSTENIT MANGAN • Tính hàn và công nghệ hàn: • Tính dẻo tăng theo nhiệt độ cho đến nhiệt độ chuyển biến pha của o austenit. Trong 815÷870 C (thậm chí tới Tnc của kim loại cơ bản) có thể xảy ra nứt nóng. Khi hàn cần có các biện pháp hạn chế nứt nóng. • Khi hàn, việc nung nóng nhiều lần có thể làm cho kim loại tiết ra pha cacbit và làm chuyển biến một phần pha austenit, làm giảm đáng kể tính dẻo của thép. •Vìvậy, thép austenit managan cần được ahàn với mức năng lượng đường tối thiểu. Quá trình hàn chủ yếu là hàn hồ quang, dùng cho cả hàn nối lẫn hàn đắp. Ngô Lê Thông, B/m Hàn ĐHBK Hà Nội24 & CNKL 24 HK9, 2005-06 Công nghệ hàn điện nóng chảy 4.6 CÔNG NGHỆ HÀN THÉP AUSTENIT MANGAN • Tính hàn và công nghệ hàn: • Không nung nóng sơ bộ khi hàn. • Để tránh vùng ảnh hưởng nhiệt bị nung nóng quá mức dẫn đến bị giòn, Tip ≤ 315 oC (nhiệt độ bề mặt kim loại cơ bản không vượt 50 oC ở vị trí cách đường hàn 150 mm). •qd tối thiểu nhưng vẫn bảo đảm hàn ngấu ở mức cần thiết. a Ngô Lê Thông, B/m Hàn ĐHBK Hà Nội25 & CNKL 25 HK9, 2005-06 Công nghệ hàn điện nóng chảy 4.6 CÔNG NGHỆ HÀN THÉP AUSTENIT MANGAN • Tính hàn và công nghệ hàn: • SMAW (dòng một chiều cực nghịch), dùnghồ quang ngắn, không dao động ngang que hàn. Hàn gián đoạn. Rèn các đường hàn bằng búa khi đang nóng đỏ nhằm giảm ứng suất hàn. Các mối hàn nhiều lượt cần được ưu tiên sử dụng vì các lượt hàn sau có tác dụng ram mactenzit xuất hiện trong các lượt hàn trước đó. • Que hàn như ЦНИИН-4 (GOST Э-65X25Г13H3), DIN E8- UM300-P), MC-16 (Kobe) hoặc tương đương. • Thành phần kim loại mối hàn tiêu biểu (%)a khi hàn các loại que hàn này là 0,14 C; 0,63 Si; 16,89 Mn; 0,018 P; 0,004 S; 2,21 Ni; 15,30 Cr và 0,12 N. • Ngoài hàn hồ quang tay, các phương pháp hàn tự động và bán tự động cũng thích hợp cho hàn thép austenit managan, đặc biệt hàn bằng dây hàn lõi bột. Ngô Lê Thông, B/m Hàn ĐHBK Hà Nội26 & CNKL 26 5. CÔNG NGHỆ HÀN GANG 5.1 Thành phần, tổ chức kim loại và tính chất của gang 5.2 Tính hàn của gang 5.3 Nguyên tắc lựa chọn công nghệ trong hàn gang 5.4 Phương pháp và kỹ thuật hàn gang 1 1 5.1 Thành phần, tổ chức kim loại và tính chất của gang •Một trong những vật liệu kết cấu được dùng rộng rãi nhất trong các máy móc và thiết bị công nghiệp. •Hợp kim của Fe và C, với C > 2,14% (hệ Fe—C) hoặc C > 2,11% (hệ Fe—Fe3C), với Si, Mn, Mg, P, S và Cr, Ni, Ti, Mo, tùy theo ứng dụng cụ thể. • Phân loại theo mức độ hợp kim hóa: – Gang hợp kim thấp (hàm lượng các nguyên tố hợp kim < 2,5%), – Gang hợp kim trung bình (2,5%÷10%) và – Gang hợp kim cao (> 10%). 2 2 5.1 Thành phần, tổ chức kim loại và tính chất của gang • Phân loại theo trạng thái cacbon trong gang: – Gang trắng: cacbon tồn tại dưới dạng cemetnit Fe3C. Gang trắng cứng và giòn, được sử dụng chủ yếu làm các chi tiết chống mài mòn và để chế tạo gang dẻo. – Gang xám: phần lớn cacbon tồn tại ở trạng thái tự do dưới dạng graphit. Dễ đúc, dễ gia công, chống rung động tốt. Sử dụng phổ biến trong chế tạo các chi tiết dạng khung, bệ máy, vỏ hộp số, bánh răng lớn. • Phân loại theo theo hình dạng graphit: – Gang xám thường: graphit ở dạng tấm. Độ bền của loại gang này thấp. – Gang biến tính: graphit ở dạng hạt nhỏ; cơ tính tốt hơn so với gang xám thường. – Gang dẻo: graphit ở dạng cụm. Cơ tính của loại gang này tốt. • Gang cầu: graphit ở dạng cầu. Có độ bền cao và có thể nhiệt luyện để cải thiện cơ tính. 3 3 5.1 Thành phần, tổ chức kim loại và tính chất của gang • Các nguyên tố thúc đẩy sự grafit hóa trong gang là: C, Si, Al, Ni, Co, Cu. • Các nguyên tố cản trở sự grafit hóa trong gang là: S, V, Cr, Sn, Mo, Mn. • Theo mức độ graphit hóa, nền của gang sẽ là: – Ferit: gang có mức độ grafit hóa mạnh nhất – Ferit – peclit – Peclit – Peclit - cementit •Tổ chức của gang phụ thuộc vào thành phần hóa học (chủ yếu là C và Si) và tốc độ nguội khi kết tinh. 4 4 5.1 Thành phần, tổ chức kim loại và tính chất của gang L L L L+G L G % G G G Thóc ®ÈyThóc trë C¶n T¸c dông ®èi víi sù graphit hãa Hệ Fe-C-Si 5 5 5.1 Thành phần, tổ chức kim loại và tính chất của gang I: Perlit+Cementit; II: Perlit+Graphit; III: Ferit+Graphit III I II Ảnh hưởng của C và Si đến tổ chức của gang (mẫu đúc), t = 50 mm Chiều dày Ảnh hưởng của C và Si và tốc độ nguội đến tổ chức của gang (mẫu đúc) 6 6 5.1 Thành phần, tổ chức kim loại và tính chất của gang • Thành phần hóa học trung bình tiêu biểu của gang thường dùng trong chế tạo máy: 3÷3,5% C; 1,5÷2,5% Si; 0,6÷1,2% Mn; 0,2÷0,6% P; 0,05÷0,15% S. • Độ cứng của gang thường vào khoảng 200HB. • Độ bền của gang phụ thuộc vào: 1.Pha nền (P hoặc F, v.v.), 2.Lượng, phân bố và hình dạng của grafit. 3.Vật đúc thành mỏng (ống): GX12-28 4.Chi tiết máy (xi lanh, máy cắt gọt): GX21-40 5.Chi tiết máy chịu tảI trọng cao (bánh răng) GX24-44 7 7 5.2 Tính hàn của gang 1.Khả năng biến dạng dẻo thấp của gang. 2.Xu hướng hình thành các tổ chức tôi cứng và giòn khi hàn. 3.Sự xuất hiện gang trắng tại vùng ảnh hưởng nhiệt. 4.Khó hàn gang ở tư thế khác hàn sấp. 5.Xu hướng rỗ mối hàn. 6.Tính đa dạng của các sản phẩm gang. 8 8 5.2 Tính hàn của gang Ảnh hưởng của nhiệt hàn đến tổ chức kim loại khi hàn gang g e d a: F+C (F+G) b b: F+A+C (F+A+G) d: A+C (A+G) a e: A+L+C (A+L+G) f: L+A g: L+C (L+G) (L: liquidus; C: cementit) 9 9 5.3 Nguyên tắc lựa chọn công nghệ trong hàn gang •Khắc phục sự xuất hiện các tổ chức tôi và tổ chức biến trắng (gang trắng). •Khắc phục các vấn đề liên quan đến tính dẻo thấp và khả năng dễ nứt của gang khi có ứng suất vượt quá độ bền của nó . 10 10 5.4 Phương pháp và kỹ thuật hàn gang Về mặt phương pháp thực hiện, các bước cần tiến hành là: 1.Xác định kim loại cơ bản 1.Phân biệt gang và thép đúc 2.Chọn công nghệ hàn thích hợp cho các trường hợp 1.Sửa chữa vật đúc mới bằng gang 2.Yêu cầu về độ bền của mối hàn 3.Yêu cầu tính kín nước của mối hàn 4.Khả năng gia công cơ mối hàn sau khi hàn 11 11 5.4 Phương pháp và kỹ thuật hàn gang Phân biệt gang và thép đúc Gang đúc Thép đúc 1.Vết đục trên bề mặt lồi lõm, phoi vụn 1.Vết đục trên bề mặt sáng bóng, 2.Hình dạng thường phức phoi liền tạp, chiều dày thay đổi 2.Hình dạng đơn giản, chiều dày 3.Mềm đồng đều 4.Khi mài: tia lửa bắn ra rất 3.Cứng dày màu đỏ đến vàng rơm, 4.Khi mài: tia lửa bắn ra dài hơn, 500÷600 mm, tỏa nhánh rộng ngắt quãng, không tỏa nhánh 5.Vết nứt: có màu đục, sờ tay rộng vào có vết chì (graphit) 5.Vết nứt: lấp lánh ánh kim Phân tích kim tương và thành phần hóa học: chính xác nhưng tốn kém 12 12 5.4 Phương pháp và kỹ thuật hàn gang Sửa chữa vật đúc mới bằng gang: •Màu của mối hàn phải giống của kim loại cơ bản • Độ bền: Các chi tiết chịu lực cao (khung máy) cần độ bền tương đương kim loại cơ bản, mặc dù chi phí hàn có thể cao (hàn nóng, hàn vảy) • Độ kín nước: Có thể hàn không đòi hỏi cao về cơ tính (giảI pháp hàn nguội, chi phí thấp • Gia công cơ sau khi hàn: Các chi tiết chính xác (lỗ xu pap, bánh răng) đòi hỏi độ cứng nhất định để có thể gia công cơ sau khi hàn và chống mài mòn trong vận hành. 13 13 5.4 Phương pháp và kỹ thuật hàn Các công nghệ chính cho hàngang gang: •Hàn khí (hàn nóng, nguội, nửa nguội) •Hàn hồ quang tay (nóng, nguội) •Hàn vảy đắp Hàn nóng: Nung nóng sơ bộ 600÷650 oC, và giữ nó ở khoảng nhiệt độ đó trong suốt quá trình hàn. Hàn nguội: Sử dụng công suất tối thiểu của nguồn nhiệt hàn. Khống chế nhiệt độ vật hàn trong quá trình hàn. Nung nóng sơ bộ là điều bắt buộc khi hàn nóng. Còn khi hàn nguội, trong một số trường hợp có thể tiến hành nung nóng sơ bộ lên đến nhiệt độ 300÷400 oC (còn gọi là hàn nửa nguội), ví dụ với các vết nứt có hình dạng phức tạp và mối hàn có chiều dày lớn. Trong cả hai trường hợp, đòi hỏi phải có phương pháp nung thích hợp. 14 14 5.4 Phương pháp và kỹ thuật hàn Hàn nóng: gang • Nung nóng sơ bộ 600÷650 oC, và giữ nó ở khoảng nhiệt độ đó trong suốt quá trình hàn. Tốc độ nung 120 oC/h. • Làm nguội chậm sau khi hàn (120 oC/h/25 mm chiều dày) trong lò hoặc trong vỏ bọc cách nhiệt. Nên dùng khuôn grafit để giúp tạo dáng mối hàn. • Que hàn thường là loại có lõi bằng gang. Đường kính que hàn 14÷16 mm. Vỏ bọc que hàn có chiều dày tối đa 2 mm và phải bảo đảm hồ quang cháy đều, và đủ bù lại lượng nguyên tố bị oxi hóa khi hàn cũng như chứa một lượng lớn các nguyên tố grafit hóa. •Trước khi hàn, que hàn được sấy và ủở200÷250 oC. Dòng điện hàn I = (60÷100)d. •Phải chống nóng tốt cho thợ hàn và phải hàn thật nhanh. •Phương pháp hàn nóng ngày nay ít được sử dụng, mặc dù cho chất lượng mối hàn tương đương với của kim loại cơ bản và dễ 15 gia công cơ sau khi hàn. 15 5.4 Phương pháp và kỹ thuật hàn Hàn nguội gang • Năng lượng đường nhỏ để hạn chế đến mức tối thiểu sự hình thành các tổ chức tôi và tổ chức biến trắng. Không nung nóng sơ bộ. Đường hàn dài 23 cm sau đó để cho nguội xuống dưới 50 oC rồi mới hàn tiếp). Các loại que hàn phổ biến sau cho hàn nguội gang: • Que hàn có lõi Ni. Thành phần max 0,15% C; max 0,75% Si; max 0,50% Mn; max 0,01% S; max 0,5% Fe; max 0,50% Cu; > 98% Ni. Grafit trong vỏ bọc, đường kính: 2 mm; 2,5 mm; 3 mm. Chủ yếu để hàn gang xám. • Que hàn có lõi là hợp kim Ni – Fe. Thành phần max 0,25% C; max 0,50% Si; max 1,00% Mn; max 0,0025% S; min 37% Fe; min 0,50% Cu; 52÷60% Ni. Grafit trong vỏ bọc, đường kính: 2 mm; 2,5 mm; 3 mm. Cho mối hàn có cơ tính cao hơn loại trên, chủ yếu để hàn gang cầu. Vùng ảnh hưởng nhiệt: troostit, sorbit, ledeburit phân tán; độ cứng kim loại mối hàn HB 170÷200, vùng ảnh hưởng nhiệt HB 180÷240. • Que hàn có lõi là hợp kim monel. Thành phần 67÷69% Ni; 27÷29% Cu; 2,5% Fe; 0,2% Si; 0,2% Mg. Cho môi trường ăn mòn. 16 16 5.4 Phương pháp và kỹ thuật hàn gang •Vấn đề nung nóng sơ bộ: 1. Nung nóng sơ bộ khi hàn nửa nguội liên quan đến cơ tính của gang (độ dẻo bằng không và sự xuất hiện ứng suất, không phải để ngăn tổ chức biến trắng hay tổ chức tôi. 2. Không cần phải nung nóng sơ bộ khi mối hàn có khả năng co dãn tự do khi hàn và nguội và khi hàn đắp (ví dụ lên bề mặt bánh răng). 3. Thực chất của nung nóng sơ bộở đây là tạo ra biến dạng ngược với biến dạng hàn. 4. Có thể nung nóng sơ bộ cục bộ (các vật hàn có hình dạng đơn giản) hoặc toàn phần (với các chi tiết có độ cứng vững cao và hình dạng phức tạp). 17 17 5.4 Phương pháp và kỹ thuật hàn gang •Trường hợp sửa chữa vết nứt có nung nóng sơ bộ: Vết nứt Vết nứt Vết nứt Nứt ở nan hoa Nứt ở vành Nứt ở moay ơ 18 18 5.4 Phương pháp và kỹ thuật hàn gang • Trường hợp sửa chữa vết nứt phõn nhánh: •Chỗ vết nứt kết thúc: khoan lỗ đường kính ~ 20÷25 mm. •Hàn từ phần cuối của vết nứt. Tại sao? 5 4 1 3 2 19 19 5.4 Phương pháp và kỹ thuật hàn gang •Trường hợp sửa chữa vết nứt có xét tới tải trọng vận hành Nung sơ bộ 350 oC I I I: Phân bốứng suất hàn II II II: Phân bốứng suất do tải trọng III III III: Phân bốứng suất tổng hợp 1 2 1 2 2’ 1’ 1’ 2’ 20 20

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdfbai_giang_cong_nghe_han_dien_nong_chay_ngo_le_thong.pdf