nghiên cứu quy trình công nghệ sản xuất bột hàn gốm dùng để hàn tự động thép có độ bền cao dưới lớp thuốc trợ dung

Công nghệ sản xuất bột hàn gốm kiểu AR Báo cáo đề tài nghiên cứu Khcn & MT Đề tài : Nghiên cứu quy trình công nghệ sản xuất bột hàn gốm ding để hàn tự động thép có độ bền cao dới lớp thuốc trợ dung ắ Bộ chủ quản : Bộ công thơng ắ Cơ quan chủ quản : Tổng công ty hoá chất việt nam ắ Cơ quan thực : công ty cổ phần que hàn điện việt đức ắ Chủ nhiệm đề tài : Kỹ s Đặng Trần Lơng 7229 28/3/2009 KS Đặng Trần Lơng Công nghệ sản xuất bột hàn gốm kiểu AR Mục lục Trang Chơng I Chơng II Đặt vấn đề Tổng quan Đánh gía thị trờng Hàn mục tiêu nghiên cứu đề tµi I Giíi thiƯu chung vỊ hµn II Mục tiêu nghiên cứu Giải tính công nghệ hàn Các tiêu lý hoá học kim loại mối hàn Hớng nghiên cứu Phơng pháp nghiên cứu Bớc nghiên cứu Chơng III Nghiên cứu phân loại đặc tính bột hàn I Phân loại II Nghiên cứu tính chất thuốc hàn Yêu cầu chung thuốc hàn với dây hàn nóng chảy Đặc tính bột hàn gốm kiểu AR Chơng IV Nghiên cứu tính chất nguyên liệu 10 Đá vôi 10 Đô lô mít 11 Canxi florua 11 Rutil 11 Cao lanh 12 Fenspát 12 Sạn cao nhôm 12 Zirconi 13 Quặng Mangan 13 10 Các hợp chất có kim loại hợp kim ferro 13 10.1 Ferro Silic 14 10.2 Ferro mangan 14 KS Đặng Trần Lơng Công nghệ sản xuất bột hàn gốm kiểu AR Chơng V Nghiên cứu ảnh hởng nguyên tố hợp kim đến kim loại hàn 16 Các bon 16 Magan 16 Silic 16 L−u huúnh 16 Phốt 16 Chơng VI Nghiên cứu số khuyết tật trình hàn 17 ảnh hởng không khí tới chất lợng mối hàn 17 ảnh hởng cuả bột hàn không đồng 18 Rỗ khí mối hàn 20 Đờng nứt mối hàn 20 Chơng VII Kết nghiên cứu 21 Mẫu sản xuất thử ngày 02/5/2008 21 Mẫu sản xuất thử ngày 23/7/2008 21 Mẫu sản xuất thử ngày 10/11/2008 22 Mẫu sản xuất 80kg 22 Chơng VIII Lựa chọn thiết bị phù hợp hoàn thiện công nghệ sản xuất 23 I Sơ lợc công nghệ sản xuất bột hàn gốm 23 II Sơ đồ công nghệ sản xuất bột hàn gốm 23 Hệ thống trộn tạo hạt 25 Hệ thống sấy khô nhiệt độ thấp nung nhiệt độ cao 25 Hệ thống sàng phân ly nghiền hạt to 25 Hệ thống chuyển chứa bột hàn 25 III Các thiết bị dây chuyền 25 IV Đánh giá tác động môi trờng 27 V Tính toán giá thành bột hàn 27 KS Đặng Trần Lơng Công nghệ sản xuất bột hàn gốm kiểu AR Chơng I đặt vấn đề Tổng quan Hiện công nghiệp đất nớc đà phát triển, việc sử dụng vật liệu hàn đa dạng số lợng vật liệu hàn tăng 30% so với năm 1997, 1998: Đó sử dụng hàn khí (hơi) Ô xy axetilen, hàn khí gas, hµn hå quang víi que hµn cã vá bäc, hàn TIG, MIC, MAG hàn với dây (băng) bọc lâi thc, hµn d−íi líp thc… ViƯc sư dơng bét hàn để hàn chi tiết, kết cấu mang lại suất cao, chất lợng liên kết hàn tốt, đảm bảo mỹ quan mang lại hiệu kinh tế lớn việc chế tạo gia công c¸c chi tiÕt, kÕt cÊu cã kÝch th−íc lín ë nớc công nghiệp phát triển, ngành sản xuất vật liệu hàn đà chế tạo đợc nhiều loại bột hàn dùng để hàn tự động dới lớp thuốc cho loại vật liệu từ vật liệu thép bon thấp mác thép hợp kim cao nh kim loại màu Đánh giá thị trờng: Hiện nay, tháng công ty CP que hàn điện Việt Đức nhập trung bình 20 bột hàn /tháng, năm vào khoảng 250 Trong thêi gian tíi dù kiÕn tØ träng que hµn giảm công nghệ hàn tiên tiến sử dụng nhiều đến bột hàn loại nên đến năm 2010 dự kiến tiêu thụ 350tấn/năm Mặt khác bột hàn công ty cổ phần que hàn điện Việt Đức chiếm khoảng 40% thị phần Nh nhu cầu nớc vào khoảng 875 tấn/năm Đối với ngành công nghiệp chế tạo vật liệu hàn Việt Nam non trẻ, đà có nhiều sở sản xuất vật liệu hàn nhng phần lớn sở sản xuất loại bột hàn thông dụng để hàn thép có độ bền trung bình giới hạn sản xuất bột hàn nóng chảy, sở chế tạo đợc loại bột hàn để hàn thép có độ bền cao Do việc công ty Cổ phần que hàn điện Việt Đức đề xuất tiến hành nghiên cứu Quy trình công nghệ sản xuất bột hàn gốm dùng để hàn tù ®éng thÐp cã ®é bỊn cao d−íi líp thc trợ dung hớng đúng, góp phần đa dạng hoá mặt hàng sản xuất công ty, đáp ứng nhu cầu thị trờng phục vụ phát triển kinh tế đất nớc KS Đặng Trần Lơng Công nghệ sản xuất bột hàn gốm kiểu AR Chơng II hàn Mục tiêu nghiên cứu đề tài I Giới thiệu chung hàn Hàn trình công nghệ sản xuất kết cấu không tháo đợc từ kim loại, hợp kim vật liệu khác (chất dẻo, thuỷ tinh ) Khi hàn nóng chảy, mối ghép hàn phận kết cấu bao gồm mối hàn, kim loại vùng ảnh hởng nhiệt kim loại không bị thay đổi tổ chức dới tác dụng hàn Mối hàn chất hợp kim nấu chảy kim loại (vật hàn) kim loại bổ xung (vật liệu hàn) vùng ảnh hởng nhiệt phần kim loại với tính chất thay đổi hàn Hàn nóng chảy liên kết đợc hầu hết kim loại hợp kim với chiều dày Có thể hàn kim loại hợp kim không đồng Hàn trình công nghệ đợc ứng dụng rộng rÃi để chế tạo phục hồi kết cấu chi tiết Tính u việt kết cấu hàn so với đúc, tán rèn đà đợc công nhận, bao gồm giảm tiêu hao kim loại, giảm chi phí lao động, đơn giản thiết bị, rút ngắn thời gian sản xuất tăng suất sản phẩm mà không cần mở rộng mặt sản xuất Đồng thời khả khí hoá thao tác công nghệ đợc mở rộng đáng kể Tuy nhiên tất tính u việt hàn thực đợc đảm bảo đợc chất lợng cần thiết mối hàn để kết cấu làm việc lâu dài tin cậy Điều có đợc sở nghiên cứu sâu sắc công nghệ hàn xác định mối quan hệ với dạng kết cấu đặc điểm sản phẩm đợc sản xuất II Mục tiêu nghiên cứu đề tài 1) Giải tính công nghệ hàn Hàn đợc loại thép bon thấp hợp kim thấp Sau hàn mối hàn có xỉ phủ đều, dễ bong (tự bong), bề mặt xỉ đẹp Đảm bảo tính công nghệ hàn tốt khác: hồ quang ổn định, êm, sôi, mối hàn láng, mỹ quan 2) Các tiêu lí, hoá học kim loại mối hàn: Đạt theo yêu cầu chất lợng đề ra: tiêu chuẩn AWS A5.17-89 Mỹ Tơng đơng số bột hàn loại Thuỵ Điển, Đài Loan, Hàn Quốc, Mỹ Thành phần hóa học tính kim loại mối hàn cần đạt đợc: KS Đặng Trần Lơng Công nghệ sản xuất bột hàn gốm kiểu AR C ≤ 0,15% S ≤ 0,035% Mn ≤ 1,8% P ≤ 0,035% Si ≤ 0,9% − C¬ tÝnh kim loại mối hàn ã Giới hạn bền B : 415 đến 550 MPa ã Giới hạn chẩy C 330 MPa ã Độ giÃn dài L-5d 22% ã Độ dai va ®Ëp aKV ≥ 27J ë nhiƯt ®é –18OC Để thực đợc mục tiêu trên, vấn đề cần nghiên cứu là: a) Nghiên cứu phân loại đặc tính bột hàn loại nói chung bột hàn gốm nói riêng b) Nghiên cứu tính chất nguyên liệu dùng cho sản xuất bột hàn gốm c) Nghiên cứu so sánh đặc điểm, thành phần lí, hoá kim loại mối hàn tính công nghệ hàn số loại bột hàn số nớc công nghiệp phát triển d) Nghiên cứu xây dựng phối liệu phù hợp để sản xuất loại bột hàn kiểu AR e) Sản xuất thử phòng thí nghiệm, kiểm tra đánh giá chất lợng f) Sản xuất lô nhỏ phòng thí nghiệm để giới thiệu sản phẩm (lấy ý kiến khách hàng) g) Lựa chọn thiết bị phù hợp h) Hoàn thiện công nghệ sản xuất, sản xuất lô sản phẩm lớn 3) Hớng nghiên cứu Từ phân tích nghiên cứu tính chất nguyên liệu, ảnh hởng nguyên tố hợp kim đến kim loại hàn nh khuyết tật bột hàn gây trình hàn để thoả mÃn mục tiêu đề Nhóm nghiên cứu đà lựa chọn bột hàn gốm kiểu AR nhóm Nhôm Rutil KS Đặng Trần Lơng Công nghệ sản xuất bột hàn gốm kiểu AR Chất kết dính cho loại bột hàn hỗn hợp thuỷ tinh láng gåm: 70% thủ tinh láng Kali vµ 30% thuỷ tinh lỏng Natri Hỗn hợp thuỷ tinh lỏng có thông số sau: Modul Silic: 3ữ3,2 Nồng độ: 38ữ40 oBe 4) Phơng pháp nghiên cứu Dựa vào Catalog giới thiệu bột hàn số nớc Đài loan, Hàn Quốc, Nga, Pháp, Đức để nghiên cứu chế tạo bột hàn gốm để hàn thép Các bon thấp thép hợp kim thấp Nghiên cứu, tìm hiểu tài liệu liên quan đến lĩnh vực vật liệu hàn nói chung lĩnh vực bột hàn nói riêng, sau tập hợp lựa chọn qua kết thực nghiệm ®Ĩ lùa chän mét phèi liƯu tèi −u cho s¶n xuất bột hàn AR đảm bảo mục tiêu đề Bột hàn AR tơng đơng phù hợp với tiêu chuẩn AWS A5.17-89 đợc liệt kê bảng (Bảng thành phần hóa kim loại mối hàn, hàn số loại bột hàn gốm loại số nớc sản xuất, dùng với lõi H08A tơng đơng) Bảng Thành phần hoá học (%) Kí hiệu Tiêu chuÈn C Mn Si P S Cu F7A2 EL8 Mü,AWS A5.17 ≤ 0,15 ≤ 1,8 ≤ 0,9 ≤ 0,035 ≤ 0,035 ≤ 0,35 S502-H NhËt, JIS 3183 - - - 0,035 0,035 - AR-7 (F7-VD) Việt Đức 0,06ữ 0,12 0,8 ÷1,40 0,6÷ 0,9 0,019÷ 0,03 0,014÷ 0,03 - KS Đặng Trần Lơng Công nghệ sản xuất bột hàn gốm kiểu AR 5) Các bớc nghiên cứu Dựa vào đề cơng nghiên cứu, nhóm nghiên cứu thực theo bớc để giải yêu cầu mục tiêu đề tài: Giải công nghệ tạo hạt: Công nghệ tạo thành bột hàn, thuốc phải vê đợc viên thành dạng tròn Công nghệ sấy: Sau tạo hạt, thuốc đợc sấy sơ để tách phần lớn nớc thoát nhiệt độ