Giáo trình hàn thép hợp kim

TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng nguyên trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm LỜI GIỚI THIỆU Trong năm qua, dạy nghề có bước tiến vượt bậc số lượng chất lượng, nhằm thực nhiệm vụ đào tạo nguồn nhân lực kỹ thuật trực tiếp đáp ứng nhu cầu xã hội Cùng với phát triển khoa học công nghệ giới, lĩnh vực khí chế tạo, cơng nghệ ngành Hàn Việt Nam nói riêng có bước phát triển đáng kể Chương trình khung quốc gia nghề hàn xây dựng sở phân tích nghề, phần kỹ thuật nghề kết cấu theo môđun Để tạo điều kiện thuận lợi cho sở dạy nghề trình thực hiện, việc biên soạn giáo trình kỹ thuật nghề theo theo mơđun đào tạo nghề cấp thiết Mô đun 25: HÀN THÉP HỢP KIM mô đun đào tạo nghề biên soạn theo hình thức tích hợp lý thuyết thực hành Trong q trình thực hiện, nhóm biên soạn tham khảo nhiều tài liệu công nghệ hàn, kết hợp với kinh nghiệm thực tế sản xuất Mặc dầu có nhiều cố gắng, khơng tránh khỏi khiếm khuyết, mong nhận đóng góp ý kiến độc giả để giáo trình hồn thiện Xin chân thành cảm ơn! Cần Thơ, ngày tháng năm 2021 Tham gia biên soạn Nguyễn Nhật Minh Hồ Anh Sĩ MỤC LỤC Đề mục Trang I Lời nói đầu … II Nội dung tài liệu Bài HÀN THÉP HỢP KIM THẤP Đặc điểm thép hợp kim thấp Vật liệu hàn thép hợp kim thấp .5 Bài HÀN THÉP HỢP KIM TRUNG BÌNH 15 Đặc điểm thép hợp trung bình .15 Vật liệu hàn thép hợp kim trung bình 17 Bài HÀN THÉP HỢP KIM CAO .36 Đặc điểm thép hợp kim cao 36 Vật liệu hàn thép hợp kim cao… 37 III.Tài liệu tham khảo 48 CHƯƠNG TRÌNH MƠ ĐUN Tên mô đun: HÀN THÉP HỢP KIM Mã số mơ đun: MĐ 25 Vị trí, tính chất mơ đun: - Vị trí: Là mơn đun bố trí cho sinh viên sau học xong môn học chung theo quy định Bộ LĐTB-XH học xong môn học bắt buộc đào tạo chun mơn nghề từ MH07 đến MĐ18 - Tính chất: Là mô đun chuyên ngành tự chọn Mục tiêu mô đun: Làm việc sở sản xuất khí Trình bày đặc điểm khó khăn hàn kim Nhận biết đầy đủ loại vật liệu dùng hàn thép hợp kim Chuẩn bị đầy đủ thiết bị, dụng cụ hàn thép hợp kim Chuẩn bị phơi hàn sạch, kích thước đảm bảo yêu cầu kỹ thuật Chọn chế độ hàn phù hợp với chiều dày, tính chất vật liệu kiều liên kết hàn Gá phơi hàn chắn, kích thước Hàn mối hàn thép hợp kim thiết bị hàn khác đảm bảo độ sâu ngấu, khơng rỗ khí, ngậm xỉ biến dạng kim loại - Kiểm tra đánh giá chất lượng mối hàn - Thực tốt cơng tác an tồn vệ sinh phân xưởng - Tuân thủ quy định, quy trình quy trình hàn - Rèn luyện tính kỷ luật, cẩn thận, tỉ mỷ, xác, trung thực sinh viên Nội dung mô đun: - Số TT Tên mô đun Bài Hàn thép hợp kim thấp Đặc điểm hàn thép hợp kim thấp Vật liệu hàn thép hợp kim thấp Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ hàn Chuẩn bị phôi hàn Gá phôi hàn Chọn chế độ hàn Kỹ thuật hàn thép hợp kim thấp Kiểm tra đánh giá chất lượng sản phẩm Cơng tác an tồn vệ sinh phân xưởng 10 Thực tập sản xuất Bài Hàn thép hợp kim trung bình Đặc điểm hàn thép hợp kim trung bình Vật liệu hàn thép hợp kim trung bình Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ hàn Chuẩn bị phôi hàn Tổng số 60 90 Thời gian Lý Thực thuyết hành 57 0.5 0.5 0.25 0.25 0.25 0.25 0.5 0.25 0.25 19 86 1 0.25 0.25 86 Kiểm tra* Số TT Tên mô đun Tổng số Gá phôi hàn Chọn chế độ hàn Kỹ thuật hàn thép hợp kim trung bình Kiểm tra đánh giá chất lượng sản phẩm Công tác an toàn vệ sinh phân xưởng 10 Thực tập sản xuất Bài Hàn thép hợp kim cao Đặc điểm hàn thép hợp kim cao Vật liệu hàn thép hợp kim cao Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ hàn Chuẩn bị phôi hàn Gá phôi hàn Chọn chế độ hàn Kỹ thuật hàn thép hợp kim cao Kiểm tra đánh giá chất lượng sản phẩm Cơng tác an tồn vệ sinh phân xưởng 10 Thực tập sản xuất Kiểm tra mô đun Cộng 120 Thời gian Lý Thực thuyết hành 0.25 0.25 0.5 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.5 0.25 0.25 Kiểm tra* 112 112 270 15 254 1 BÀI HÀN THÉP HỢP KIM THẤP Mã MĐ25 - 01 Giới thiệu: Trong học giúp người học nhận biết xác loại thép hợp kim thấp từ chọn vật liệu loại que hàn phù hợp tính mối hàn nhằm nâng cao chất lượng mối hàn đảm bảo yêu cầu kỹ thuật Mục tiêu: - Trình bày đặc điểm hàn thép hợp kim thấp - Nhận biết xác loại thép hợp kim thấp vật liệu hàn thép hợp kim thấp - Thực hàn mối hàn thép hợp kim thấp đảm bảo độ sâu ngấu khơng rỗ khí ngậm xỉ, khơng cháy cạnh biến dạng kim loại - Tuân thủ quy định, quy trình quy trình hàn thép hợp kim thấp - Rèn luyện tính kỷ luật, cẩn thận, tỉ mỷ, xác Nội dung bài: Lý thuyết liên quan Đặc điểm hàn thép hợp kim thấp - Là hợp kim Fe-C mà ngồi ngun tố cácbon cịn chứa Lượng nguyên tố hợp kim khác đủ lớn có tác dụng định đến tính chất thép( ví dụ Cr, Ni, Mo, …) Hàm lượng Mn Si thép hợp kim thường lớn so với thép cácbon - Nhờ có nguyên tố hợp kim đưa vào cách cố ý, nên thép hợp kim có số tính chất đặc biệt như: tính cao, bền ổn định nhiệt độ cao, có khả chống mài mòn, chống ăn mòn tốt,… cần thiết để kết cấu hàn làm việc điều kiện tương tự - Cùng với phát triển khoa học cơng nghệ có cơng nghệ luyện kim, thép hợp kim ngày có nhiều chủng loại áp dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực công nghiệp, đặc biệt kết cấu máy chịu lực lớn, kết cấu phải làm việc điều kiện môi trường đặc biệt, thiết bị máy móc có nhu cầu phải giảm thiểu kích thước khối lượng kết cấu,… - Thép hợp kim tất nhiên có giá thành cao thép cácbon, trường hợp cụ thể cần phải tiến hành so sánh nhiều phương án kỹ thuật khác để chọn phương án tốt Vật liệu hàn thép hợp kim thấp Kim loại đắp kim loại chảy từ que hàn để tạo thành mối hàn, kim loại đúc khơng có gia cơng khí nguội điều kiện có tác dụng hố học với ơxy nitơ khơng khí - Tuỳ thuộc vào vật liệu hàn phương pháp hàn mà kim loại đắp khác với kim loại thành phần hoá học cấu trúc, tất nhiên tính chất học chúng khác Nếu trình hàn kim loại lỏng tiếp xúc với mơi trường khơng khí xung quanh tác dụng tương hỗ với N2 O2 khơng khí, kim loại chảy bị rịn, có độ cứng cao độ dãn dài tương đối bị giảm nhiều Để tăng tính dẻo kim loại ta cần có biện pháp ngăn ngừa ảnh hưởng khơng khí xung quanh biện pháp là: hàn mơi trường khí bảo vệ, bảo vệ kim loại lỏng lớp xỉ (do thuốc hàn tự động hay thuốc bọc que hàn tạo thành) Khi độ dãn dài tương đối đạt khoảng 16 - 20% Cần ý mối hàn có rỗ xỉ hay rỗ khí tính nối chung giảm nhiều Thành phần tính kim loại đắp phụ thuộc vào kim loại lõi que mà phụ thuộc vào lớp thuốc bọc bảng a Tính hàn thép Tính hàn khả hàn vật liệu điều kiện chế tạo quy định trước nhằm tạo kết cấu thích hợp với thiết kế cụ thể có tính tích hợp với mục đích sử dụng Tính hàn đo khả năng: + Nhận mối hàn lành lặn khơng bị nứt + Đạt tính thích hợp + Tạo mối hàn có khả trì tính chất q trình vận hành b Phân loại tính hàn: Căn vào tính hàn loại vật liệu kết cấu hàn chia thành bốn nhóm sau: - Vật liệu có tính hàn tốt: Bao gồm loại vật liệu cho phép hàn nhiều phương pháp hàn khác nhau, chế độ hàn điều chỉnh phạm vi rộng, không cần sử dụng biện pháp cơng nghệ phức tạp (như nung nóng sơ bộ, nung nóng kèm theo, nhiệt luyện sau hàn.) mà đảm bảo nhận liên kết hàn có chất lượng cao, hàn chúng điều kiện Thép cácbon thấp phần lớn thép hợp kim thấp thuộc nhóm - Vật liệu có tính hàn thoả mãn (hay cịn gọi vật liệu có tính hàn trung bình): so với nhóm trên, nhóm thích hợp với số phương pháp hàn định, thơng số chế độ hàn dao động phạm vi hẹp, yêu cầu vật liệu hàn chặt chẽ Một số biện pháp cơng nghệ nung nóng sơ bộ, giảm tốc độ nguội xử lý nhiệt sau hàn - Vật liệu có tính hàn hạn chế: Gồm loại vật liệu cho phép nhận liên kết hàn với chất lượng mong muốn điều kiện khắt khe công nghệ vật liệu hàn Thường phải sử dụng biện pháp xử lý nhiệt hàn mơi trường bảo vệ đặc biệt (khí trơ, chân không) chế độ hàn nằm phạm vi hẹp Tuy vậy, liên kết hàn có khuynh hướng bị nứt dễ xuất khuyết tật khác làm giảm chất lượng sử dụng kết cấu hàn Nhóm có loại thép cacbon cao, thép hợp kim cao, thép đặc biệt ( thép chịu nhiệt, thép mài mòn, thép chống rỉ ) - Vật liệu có tính hàn xấu: Thường phải hàn cơng nghệ đặc biệt, phức tạp tốn Tổ chức kim loại mối hàn kém, dễ bị nứt nóng nứt nguội Cơ tính khả làm việc liên kết hàn thường thấp so với vật liệu Ví dụ phần lớn loại gang số hợp kim đặc biệt Trước đây, người ta nghĩ có số vật liệu khơng có tính hàn, tức hàn Tuy nhiên với phát triển khoa học công nghệ hàn, ngày khẳng định tất vật liệu có tính hàn dù chất lượng đạt khác Sự xuất loại vật liệu mới, loại liên kết hàn đòi hỏi phải thường xuyên cập nhật kiến thức, nghiên cứu hồn thiện cơng nghệ thích hợp để tạo kết cấu hàn có chất lượng cần thiết c Đánh giá tính hàn thép: Sau ngồi phương pháp làm thí nghiệm trực tiếp, người ta cịn đánh giá cách gián tiếp thơng qua thành phần hóa học kích thước vật liệu sau: - Hàm lượng cácbon tương đương: (CE) Hàm lượng cácbon tương đương đặc trưng cho tính chất vật liệu biểu tính hàn Đối với thép cácbon hợp kim nói chung CE xác định theo cơng thức sau: Mn Cr  Mo  V Ni  Cu CE  C    % 15 Mn Si Ni Cr 15Mo CE  C      % 24 40 Trong đó: C, Mn, Cr, Mo, V, Ni, Cu thành phần hóa học nguyên tố có thép tính theo %.Thơng qua giá trị CE đánh giá tính hàn thép thuộc loại Theo kinh nghiệm sản xuất người ta đánh giá gần tính hàn thép theo thành phần hoá học cách so sánh tổng lượng nguyên tố hợp kim (H.K(%) với hàm lượng cácbon có thép C (%) bảng sau: -Thơng số đánh giá nứt nóng: Hcs Đối với thép cácbon trung bình hợp kim trung bình thơng số đánh giá nứt nóng đựơc xác định cơng thức: H CS Si Ni   C P  S   25 100    10 3Mn  Cr  Mo  V Trong đó: C, Mn, Cr, Mo, V, Ni thành phần hóa học nguyên tố có thép kể nguyên tố có hại P, S Khi Hcs ≥ thép có thiên hướng nứt nóng hàn Với thép độ bền cao chiều dày lớn cần Hcs < 1,6 ÷ thiên hướng nứt nóng Dễ dàng nhận thấy lưu huỳnh coi nguyên nhân gây nứt nóng Cácbon phốt với lưu huỳnh làm tăng mạnh khả nứt nóng Mangan, crơm, mơlipđen vanađi có tác dụng cản trở lại nứt nóng -Thơng số đánh giá nứt nguội: Pl Thông số đánh giá nứt nguội thông số biểu thị ảnh hưởng nguyên tố hợp kim tới hình thành nứt nguội PL  PM  HD K  xS  %  60 40.104 Trong đó: PCM thơng số biểu thị biến dòn vùng ảnh hưởng nhiệt Đối với thép hợp kim thấp: PCM  C  M V Si Mn  Cr  Cu Ni V     5B  30 20 60 10 15 K hệ số cường độ cứng vững HD hàm lượng Hyđrơ có kim loại mối hàn (ml/100g) Khi Pl ≥ 0,286 thép có thiên hướng tạo nứt nguội Để hạn chế tượng nứt nguội cần phải giảm hàm lượng cácbon hàm lượng Hyđrô kim loại mối hàn (ví dụ dùng thuốc hàn, que hàn khơng ẩm có chứa H2 ) - Xác định nhiệt độ nung nóng sơ Tp: Đối với thép cácbon trung bình cao, loại thép hợp kim thường phải nung nóng sơ trước hàn Nhiệt độ nung nóng sơ Tp xác định theo công thức sau: 0C Tp  350 CE  0, 25 Trong đó: CE hàm lượng bon tương đương thép - Có thể vào yếu tố chủ yếu sau để chọn que hàn: Que hàn phải cho phép tạo kim loại mối hàn có đặc tính bền thành phần hoá học tương ứng với kim loại (kim loại nền) Que hàn ứng dụng thích hợp để hàn vị trí không gian cho trước mối hàn Que hàn phải thích hợp với nguồn điện hàn: Về phạm vi điều chỉnh dòng điện hàn, loại dòng điện AC, DC, điện áp không tải Uo (lúc chưa hàn) Cực tính nguồn Phụ thuộc vào kiểu liên kết yêu cầu mối nối: Độ ngấu, kiểu vát mép, chiều dày, số lớp hàn, đường hàn … Phù hợp với điều kiện làm việc kết cấu: Cần xác định điều kiện sử dụng sản phẩm nhiệt độ áp suất, tải trọng làm việc, môi trường làm việc Phải phù hợp với quy trình cơng nghệ hàn u cầu kỹ thuật cho trước Có suất cao nhất: Ví dụ để tăng hệ số đắp tăng suất hàn vị trí hàn chọn loại que hàn có đường kính tương đối lớn hàm lượng bột sắt cao Trong thực tế sản xuất, cần thay loại que hàn phải cân nhắc yếu tố nêu để chọn vật liệu tương đương phù hợp với tiêu chuẩn khác Que hàn thép bon thép hợp kim thấp theo ISO 2560 Cấu trúc sau :Gồm có loại thơng tin khác loại phần đầu bắt buộc, cịn loại phần cuối cung cấp thêm thông tin (nếu có khơng bắt buộc) E XX X XX XXX X X X (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) Ký hiệu chữ E que hàn (1) : Có hai chữ số 43 hay 51 chỉgới hạn bền kéo kim loại mối hàn (2) : Một chữ số số tự nhiên ( 0; 1; ; 3; 4; 5) Chỉ độ giãn dài % (3) : Có đến chữ Nhóm vỏ thuốc bọc que hàn ( A, B ) (4) : Có chữ số (110 , 120 … ) Chỉ hiệu suất đắp que hàn Kc (%) (5) : Có chữ số (1 ; … 5.) Chỉ vị trí hàn khơng gian (6) : Có chữ số (1 ; … 9.) Loại nguồn điện hàn (7) : Hàm lượng H2 nhỏ 15 M3/100 gam kim loại đắp Ví dụ loại que hàn : E 51 5B 120 H 10 - Sấy que hàn quy trình - Sử dụng hồ quang ngắn để hàn, che chắn gió thổi mạnh 3.1.5 An tồn vệ sinh cơng nghiệp: - An toàn sử dụng dụng cụ cầm tay - An tồn sử dụng thiết bị 3.2 Trình tự thực hiện: - Hàn mối hàn - Kiểm tra mối hàn - Hoàn thiện mối hàn 3.3 Tổ chức thực hiện: - Phần kiến thức học viên tự nghiên cứu - Phần thực hành: + Tổ chức thực theo nhóm + 05 học viên/01 máy hàn hồ quang tay + 01 máy hàn TIG Trình tự hàn nối ống có vát cạnh vị trí ống đứng: TT Nội dung bước công việc Chuẩn bị Gá lắp phơi Hàn nối ống có vát cạnh Kiểm tra chất lượng mối hàn Dụng cụ thiết bị - Thiết bị hàn hồ quang tay - Thiết bị hàn TIG - Thiết bị hàn hồ quang tay - Thiết bị hàn TIG - Thước lá, búa tay - Thiết bị hàn hồ quang tay - Thiết bị hàn TIG - Thiết bị kiểm tra không phá hủy 35 Yêu cầu đạt - Vận hành thiết bị quy trình Chú ý an tồn - An tồn sử dụng thiết bị - Gá lắp phôi chắn đảm bảo yêu cầu kỹ thuật - Hàn mối hàn đạt yêu cầu kỹ thuật - Mối hàn khơng bị khuyết tật - An tồn sử dụng thiết bị - An tồn đề phịng điện giật - Xác định sai hỏng thường gặp An toàn sử dụng thiết bị kiểm tra mối hàn - An toàn sử dụng thiết bị - An toàn đề phòng điện giật YÊU CẦU VỀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ HỌC TẬP BÀI Nội dung: + Về kiến thức: - Trình bày đặc điểm hàn thép hợp kim trung bình - Nhận biết xác loại thép hợp kim trung bình vật liệu hàn thép hợp kim trung bình - Chọn chế độ hàn phù hợp chiều dày, tính chất vật liệu kiểu liên kết hàn - Gá phôi hàn chắn, kích thước + Về kỹ năng: Thực hàn mối hàn thép hợp kim trung bình đảm bảo độ sâu ngấu khơng rỗ khí ngậm xỉ, khơng cháy cạnh biến dạng kim loại Phương pháp: - Về kiến thức: đánh giá hình thức kiểm tra viết, trắc nghiệm - Về kỹ năng: hàn mối hàn thép hợp kim trung bình đảm bảo yêu cầu kỹ thuật - Về lực tự chủ trách nhiệm: Đánh giá phong cách học tập Câu hỏi ơn tập Câu 1: Trình bày đặc điểm hàn thép hợp kim trung bình? Câu 2: Trình bày yếu tố đánh giá tính hàn thép hợp kim trung bình? Câu 3:Giải thích cấu trúc kí hiệu que hàn thép chịu nhiệt ? Câu 4: Giải thích cấu trúc que hàn thuốc bọc hàn thép không gỉ - AWS ? 36 Bài HÀN THÉP HỢP KIM CAO Mã bài:MĐ 25 - 03 Giới thiệu: Trong học giúp người học nhận biết xác loại thép hợp kim cao từ chọn vật liệu loại que hàn phù hợp tính mối hàn nhằm nâng cao chất lượng mối hàn đảm bảo yêu cầu kỹ thuật Mục tiêu: - Trình bày đặc điểm hàn thép hợp kim cao - Nhận biết xác loại thép hợp kim thấp vật liệu hàn thép hợp kim cao - Thực hàn mối hàn thép hợp kim thấp đảm bảo độ sâu ngấu khơng rỗ khí ngậm xỉ, khơng cháy cạnh biến dạng kim loại - Tuân thủ quy định, quy trình quy trình hàn thép hợp kim cao - Rèn luyện tính kỷ luật, cẩn thận, tỉ mỷ, xác Nội dung bài: Lý thuyết liên quan Đặc điểm hàn thép hợp kim cao Dựa theo thành phần hoá học, thép chia làm nhóm Nhóm 1: với hàm lượng Mn thường, gồm mác sau C5s, C8s, C8, Nhóm 2: với hàm lượng Mn nâng cao gồm mác sau C15Mn, C20Mn,C25Mn, C30Mn, Chữ C đầu biểu thị thép cacbon chất lượng tốt, số hàm lượng trung bình cácbon tính theo phần vạn Chữ Mn biểu thị thép có hàm lượng mangan nâng cao Thành phần hoá học thép lò phải phù hợp với tiêu ghi 37 c.Thép cacbon dụng cụ CD Được quy định TCVN 1822-76 Mác thép: CD với số lượng cacbon trung bình tính theo phần vạn VD: CD80 CD80A hai mác có khoảng 0,8%C song với chất lượng tốt cao Sản phẩm loại thép cung cấp dạng thép thanh, băng định hình,… với cỡ, thơng số kích thước quy định TCVN 1654-1975 thép chữ C, 1655-1975 thộp chữ I Vật liệu hàn thép hợp Kim cao Que hàn thép hợp kim có độ bền cao (có cấu trúc sau) Hc XX Cr XX Mn XX W XX … XXX - X (1)…… (2) …… (3)………(4)…………… (5) : Hc: Chỉ que hàn thép hợp kim có độ bền cao : Gới hạn bền kéo tối thiểu (Tính theo KG/ mm2) : K ý hiệu nguyên tố hợp kim Cr, Mn, W, nguyên tố khác (nếu có) với hàm lượng tương ứng chúng tính theo phần trăm (nếu khơng có chữ số kèm theo hàm lượng nguyên tố xấp xỉ 1%) : Nhiệt độ làm việc ổn định mối hàn 0C : Nhóm vỏ thuốc bọc que hàn ( A, B…) Ví dụ : Que hàn có ký hiệu Hc 60.Cr18 V.W.Mo – B Có nghĩa : Que hàn thép hợp kim có độ bền cao , kim loại đắp có độ bền kéo tối thiểu 60KG/mm2 hay ( 590 Mpa ) thành phần hoá học gồm : 18% Cr , 1%V 1% Mo , vỏ thuốc bọc que hàn hệ bazơ 38 Các nguyên tố hợp kim chủ yếu thép không gỉ loại thép hợp kim cao tương tự crơm , niken mơlipđen Vì để đơn giản ký hiệu thép kim loại đắp mối hàn , người ta sử dụng số để hàm lượng trung bình tương ứng với nguyên tố Cr – Ni – Mo Ví dụ kim loại đắp có hàm lượng Cr Ni trung bình 19% 12% ký hiệu “ 19.12 “ Nếu có thêm 2%Mo ký hiệu trở thành “19.12.2 ” Ngoài nguyên tố hợp kim nêu , thép hay kim loại đắp nguyên tố hợp kim khác ( Nb, V, Si, Mn …) sau số hàm lượng trung bình cịn phải có ký hiệu hố học chúng Ví dụ thành phần kim loại đắp có thêm ~3% Nb ký hiệu : “ 19.12.2.3Nb “ Thép hay kim loại đắp có hàm lượng cacbon thấp ( < 0.04% ) ghi thêm chữ ‘L ’ sau ký hiệu Ví dụ thép “19.9 L” - Bảng 17 Các kýhiệu vỏ thuốc bọc que hàn , hiệu suất đắp , vị trí mối hàn khơng gian , loại dịng điện , cực tính dịng DC , điện áp khơng tải tối thiểu … dống ISO 2560 - Bảng 18 Ví dụ : Que hàn E 19.9 R 120 Có nghĩa : Que hàn hồ quang tay để hàn thép hợp kim cao Que hàn có vỏ bọc hệ (R) ru tin kim loại mối hàn có thành phần sau - Bảng 19 với ký hiệu tượng trưng (19.9) Các bon ≤0.8% ; Cr = 18 -21 % ; Ni = -11 % Có thể hàn vị trí khơng gian gian , thích hợp với dịng hàn DC nối nghịch hàn hàn dịng AC điện áp khơng tải tối thiểu 70 V Hiệu đắp que hàn Kc = 120 ( 115 – 125 % ) * Giải thích thêm ký hiệu : E 19.9 R 120 Chữ E : biểu thị que hàn 19.9 : Là ký hiệu tượng trưng * Có : Hàm lượng C max = 0.8% ; Cr = 18 -21 % ; Ni = -11% R : Nhóm vỏ bọc que hàn hệ ru tin 120 : Hiệu suất đắp que hàn số 120 : Kc = 115 -125 % Số : Là ký hiệu hàn tất vị trí Bảng 19 Ký hiệu tượng trưng thành phần hoá học kim loại đắp ( que hàn ) Theo ISO 358 39 40 41 Bài tập thực hành Hàn giáp mối có vát cạnh vị trí 3G Mục tiêu: - Chuẩn bị phơi hàn sạch, thẳng, phẳng kích thước vẽ - Gá phơi hàn chắn, vị trí - Thực thao tác hàn đứng thành thạo - Hàn mối hàn giáp mối có vát cạnh vị trí hàn đứng đảm bảo độ sâu ngấu, kích thước, khơng bị khuyết tật - Kiểm tra đánh giá chất lượng mối hàn - Thực tốt công tác an toàn vệ sinh phân xưởng Nội dung: Chuẩn bị: 1.1 Lý thuyết liên quan: * Đọc vẽ: 42 Yêu cầu kỹ thuật: - Mối hàn kích thước - Mối hàn khơng bị khuyết tật 1.2 Trình tự thực hiện: - Đọc vẽ + Xác định vật liêu hàn + Xác định kích thước phơi - Chuẩn bị máy hàn hồ quang tay - Chuẩn bị dụng cụ phụ trợ - Chuẩn bị que hàn E7016 tương đương - Chuấn bị phơi hàn theo kích thước 1.3 Tổ chức thực hiện: - Phần kiến thức học viên tự nghiên cứu - Phần thực hành: + Mỗi học viên chuẩn bị 01 cặp phơi có kích thước 200x100x8 mm + 05 học viên/01 máy hàn hồ quang tay Gá lắp mối hàn giáp mối có vát cạnh vị trí đứng: 2.1 Lý thuyết liên quan: 2.1.1 Dạng liên kết: Bảng thông số kỹ thuật: 43 2.1.2 Chế độ hàn Tính diện tích đắp cho mối hàn giáp mối có vát cạnh với chiều dày mm + Chiều dày S =6 mm, góc vát mép 60o , liên kết vị trí hàn 3G Diện tích kim loại đắp: Fd  h tg ( / 2)  0,75 b.c  a.s Theo bảng thông số ta có b = 12 mm Với chiều dày a = mm Fd  2.0,57  0,75 1,5.12  2.6  40 mm + Chọn sơ đường kính dây hàn : d = s/2 +1= 6/2+1 = nên ta hàn nhiều lớp Lớp thứ ta chọn Dqh = 2,6 mm + Chọn sơ diện tích đắp lớp : F1= 17 (mm2), theo F1 = (6÷8).d= 6.2,6=17 mm2 Lớp thứ ta chọn que Dqh = 3,2mm + Chọn sơ diện tích đắp lớp n: Fn =24 (mm2), theo Fn = (8 ÷ 12).d + Số lớp hàn: n= Fd  F1 40  17  = (lớp) +1= 24 Fn Ta lấy n = (lớp) Tính cường độ dịng điện hàn 44 Áp dụng công thức  I = (30  50).d = 30.3,2 = 90 A - Điện áp hàn tính theo cơng thức Uh= a + b.lhq Trong đó: a: hệ số đặc trưng cho giảm điện áp que hàn phụ thuộc vào vật liêu que hàn a = 12 18 V, chọn a = 18V b: hệ số trưng cho giảm điện áp mm chiều dài hồ quang khơng khí b =  2,5 V/mm chọn b = 2,5 V/mm Ta có: Lhq = (d + 2)/2 Lhq: chiều dài hồ quang Với: d = 3,2 mm Ta có: Lhq = (d + 2)/2 = (3,2 + 2)/2 = 2,6 mm Uh = 18 + 2,5 2,6 = 24,5 V Chọn Uh = 25 V Tốc độ hàn tính theo công thức vh   d I 9.90   0,1(cm / s) 3600. F1 3600.7,8.40.102 vh = 0,1 (cm/s) αđ: hệ số đắp: αđ = (g/Ah) γ: khối lượng riêng cửa kim loại đắp: γ = 7,8(g/cm3) 2.2 Trình tự thực hiện: - Gá hai phơi - Mở máy hàn - Hàn đính - Kiểm tra 2.3 Tổ chức thực hiện: - Phần kiến thức học viên tự nghiên cứu - Phần thực hành: + Mỗi học viên gá đính 01 cặp phơi + 05 học viên/01 máy hàn hồ quang tay Hàn giáp mối có vát cạnh vị trí đứng: 3.1 Lý thuyết liên quan: 3.1.1 Kỹ thuật hàn: Thường hàn nhiều lớp, số lớp hàn nhiều hay vào chiều dày vật hàn Hàn lớp thứ dùng que hàn Ф2.5 mm cách đưa que hàn có loại: Đối với vật hàn dày dùng cách đưa que hàn kiểu tam giác nhỏ, vật hàn có chiều dày vừa phải mỏng dùng kiểu hồ quang nhảy kiểu bán nguyệt nhỏ Từ lớp thứ hai trở lên dùng thích hợp cách dao động que hàn hình cưa, đường kính que hàn từ Ф3,2 ÷ mm 45 Những mối hàn phủ lớp cuối cùng, yêu cầu bề mặt mối hàn để chọn cách dao động que hàn cho phù hợp Khi mối hàn cao dùng kiểu bán nguyệt, bề mặt mối hàn yêu cầu phẳng dùng kiểu cưa Bất dùng cách đưa que hàn theo kiểu để hàn đường hàn lớp thứ việc tránh khuyết tật như: lẫn xỉ, hàn chưa ngấu, khuyết cạnh yêu cầu mặt mối hàn phải phẳng tránh lồi Nếu bề mặt lồi xỉ hàn dễ nhét vào kẽ sinh khuyết tật cho lớp sau Cách dao động que hàn đường hàn phủ mặt hàn đứng giáp mối vát cạnh, thường dùng kiểu cưa, bán nguyệt để mối hàn đảm bảo mỹ quan phẳng, việc đảm bảo chiều dày mối hàn tương đối mỏng, tốc độ que hàn phải trì đặn mối hàn đảm bảo yêu cầu kỹ thuật không bị khuyết tật… 46 3.1.2 Khuyết tật thường gặp biện pháp phòng ngừa TT Tên Hình vẽ minh họa Ngun nhân - Dịng điện hàn lớn Cháy cạnh - Hồ quang dài - Khơng dừng chân - Dịng điện hàn nhỏ Lẫn xỉ - Lớp hàn trước không làm xỉ Mối hàn cao thấp Biện pháp phòng ngừa - Giảm cường độ dòng điện - Sử dụng hồ quang ngắn - Dừng lâu chân - Vệ sinh lớp hàn trước - Tăng Ih - Độ dày lớp trung gian không hợp lý - Điều chỉnh độ dày lớp trung gian hợp lý - Lớp phủ chậm nhanh - Căn vào lớp trung gian để hàn lớp phủ hợp lý 3.1.3 An toàn lao động vệ sinh cơng nghiệp - Chỉ hàn có đầy đủ trang bị bảo hộ lao động dành cho thợ hàn - Nối đủ dây tiếp đất cho thiết bị, dừng thực tập xưởng bị ẩm ướt - Thực đầy đủ biện pháp an toàn hàn hồ quang tay - Khi phát cố phải ngắt điện báo cho người có trách nhiệm xử lý - Thực đầy đủ biện pháp phịng cháy chữa cháy 3.2 Trình tự thực hiện: - Hàn mối hàn - Kiểm tra mối hàn - Hoàn thiện mối hàn 3.3 Tổ chức thực hiện: - Phần kiến thức học viên tự nghiên cứu - Phần thực hành: + Tổ chức thực theo nhóm + 05 học viên/01 máy hàn hồ quang tay 47 Trình tự hàn giáp mối có vát cạnh vị trí đứng: TT Nội dung bước công việc Yêu cầu đạt Chú ý an tồn - Vận hành thiết bị quy trình - An toàn sử dụng thiết bị - Thiết bị hàn hồ quang tay - Thước lá, búa tay - Gá lắp phôi chắn đảm bảo yêu cầu kỹ thuật - An toàn sử dụng thiết bị - An tồn đề phịng điện giật - Thiết bị hàn hồ quang tay - Hàn mối hàn đạt yêu cầu kỹ thuật - Mối hàn không bị khuyết tật - An toàn sử dụng thiết bị - An tồn đề phịng điện giật - Thiết bị kiểm tra không phá hủy - Xác định sai hỏng thường gặp An toàn sử dụng thiết bị kiểm tra mối hàn Dụng cụ thiết bị - Thiết bị hàn hồ quang tay Chuẩn bị Gá lắp phôi Hàn giáp mối có vát cạnh Kiểm tra chất lượng mối hàn YÊU CẦU VỀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ HỌC TẬP BÀI Nội dung: + Về kiến thức: - Trình bày đặc điểm hàn thép hợp kim cao - Nhận biết xác loại thép hợp kim trung bình vật liệu hàn thép hợp kim cao - Chọn chế độ hàn phù hợp chiều dày, tính chất vật liệu kiểu liên kết hàn - Gá phơi hàn chắn, kích thước + Về kỹ năng: Thực hàn mối hàn thép hợp kim cao bảo độ sâu ngấu khơng rỗ khí ngậm xỉ, khơng cháy cạnh biến dạng kim loại Phương pháp: - Về kiến thức: đánh giá hình thức kiểm tra viết, trắc nghiệm - Về kỹ năng: hàn mối hàn thép hợp kim cao đảm bảo yêu cầu kỹ thuật - Về lực tự chủ trách nhiệm: Đánh giá phong cách học tập Câu hỏi ôn tập Câu 1: Trình bày đặc điểm hàn thép hợp kim cao? Câu 2: Giải thích cấu trúc kí hiệu thép hợp kim có độ bền cao ? Câu 4: Giải thích kí hiệu que hàn E 19.9 R 120 ? 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO: [1] Trương Công Đạt - Kỹ thuật hàn - NXBKHKT Hà Nội 1977 [2] Ngơ Lê Thơng – Cơng nghệ hàn nóng chảy (tập sở lý thuyết) - NXBKHKT Hà Nội 2004 [3] Lưu Văn Huy, Đỗ Tấn Dân - Kỹ thuật hàn - NXBKHKT 2006 [4] TS Nguyễn Đức Thắng, “Đảm bảo chất lượng hàn”, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, 2009 [5] Trung tâm đào tạo chuyển giao cơng nghệ Việt – Đức, “Chương trình đào tạo Chuyên gia hàn quốc tế”, 2006 [6] Metal and How to weld them - the James F.Lincoln Arc Welding Foundation (USA) – 1990 [7] The Procedure Handbook of Arc Welding – the Lincoln Electric Company (USA) by Richart S.Sabo – 1995 [8] Welding science & Technology – Volume – American Welding Society (AWS) by 2006 [9] ASME Section IX, “Welding and Brazing Qualifications”, American Societyt mechanical Engineer”, 2007 [10] AWS D1.1, “Welding Structure Steel”, American Welding Society, 2008 [11] The Welding Institute (TWI), “Welding Inspection”, Training and Examination Services [12] Các trang web: www.aws.org, www.asme.org 49