Nghiên ứu ảnh hưởng ủa hàm lượng abon đến ấu trú ủa liên kết hàn thép aon thép không gỉ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - PHAN ANH TUẤN NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA HÀM LƢỢNG CACBON ĐẾN CẤU TRÚC CỦA LIÊN KẾT HÀN THÉP CACBON - THÉP KHÔNG GỈ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT CƠ KHÍ Hà Nội – Năm 2018 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17057205209011000000 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - PHAN ANH TUẤN NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA HÀM LƢỢNG CACBON ĐẾN CẤU TRÚC CỦA LIÊN KẾT HÀN THÉP CACBON - THÉP KHÔNG GỈ Chuyên ngành : CÔNG NGHỆ HÀN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT CƠ KHÍ NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Vũ Đình Toại Hà Nội – Năm 2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan ngoại trừ số liệu đƣợc trích dẫn từ tài liệu tham khảo nội dung cịn lại cơng trình nghiên cứu tính tốn riêng tơi Các số liệu tính tốn trung thực chƣa đƣợc công bố Nếu sai tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm Hà Nội, ngày 25 tháng 09 năm 2018 Ngƣời cam đoan Phan Anh Tuấn LỜI CẢM ƠN Tác giả chân thành cám ơn TS Vũ Đình Toại tận tình hƣớng dẫn, tạo điều kiện tài liệu động viên tác giả q trình nghiên cứu hồn thành luận văn Tác giả xin trân trọng cám ơn Thầy, Cô Bộ môn Hàn Công nghệ Kim loại – Viện Cơ Khí – Đại học Bách Khoa Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi động viên tác giả trình học tập nghiên cứu thực luận văn Tác giả xin gửi lời cảm ơn tới Trung tâm Thực hành – Trƣờng Cao đẳng nghề công nghệ cao Hà Nội, Phịng thí nghiệm LAS XD01- Viện khoa học cơng nghệ Xây dựng, Phịng Thí nghiệm Kim tƣơng học - Viện KH & KT Vật liệu- Đại học Bách khoa Hà Nộiđã tạo điều kiện thuận lợi sở vật chất phục vụ thí nghiệm, nhiệt tình giúp đỡ tác giả suốt trình tiến hành thực nghiệm để hoàn thành luận văn Cuối cùng, tác giả xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới bố, mẹ thành viên gia đình tác giả ln động viên, ủng hộ tạo điều kiện suốt trình nghiên cứu hoàn thành luận văn Tác giả Phan Anh Tuấn MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .1 LỜI CẢM ƠN .2 MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ .8 PHẦN MỞ ĐẦU .10 Lý chọn đề tài 10 Lịch sử nghiên cứu 10 Mục đích nghiên cứu luận văn, đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu 11 Tóm tắt đọng luận điểm đóng góp tác giả .12 Phƣơng pháp nghiên cứu 12 CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ HÀN THÉP KHÁC CHỦNG LOẠI 13 1.1 Tình hình nghiên cứu nƣớc: .13 1.2 Tình hình nghiên cứu nƣớc ngồi: 14 1.3 Kết luận 1: 15 CHƢƠNG CƠ SỞ KHOA HỌC HÀN THÉP KHÁC CHỦNG LOẠI .16 2.1 Mục đích: 16 2.2 Ứng xử kim loại hàn nóng chảy 16 2.2.1 Ứng xử thép cacbon hàn nóng chảy 16 2.2.2.Ứng xử thép khơng gỉ hàn nóng chảy 17 2.3 Cơng nghệ hàn nóng chảy thép khác chủng loại 17 2.3.1 Đặc điểm hàn nóng chảy thép khác chủng loại 17 2.3.2 Các trình khuếch tán kim loại tiết pha hàn nóng chảy 20 2.3.3 Sự hình thành kim loại mối hàn vùng ảnh hƣởng nhiệt 22 2.3.4 Ảnh hƣởng yếu tố cơng nghệ đến hình thành liên kết hàn thép cacbon – thép không gỉ 26 2.3.5 Chọn vật liệu để hàn nóng chảy liên kết thép cacbon – thép không gỉ trình hàn hồ quang 27 2.4 Kết luận 2: 30 CHƢƠNG NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM HÀN MIG LIÊN KẾT GIÁP MỐI GIỮA THÉP CACBON VỚI THÉP KHÔNG GỈ 33 3.1 Mục đích 33 3.2 Trang thiết bị thínghiệm 33 3.2.1.Thiết bị hàn .33 3.2.2 Các trang thiết bị phụtrợ 34 3.3 Mẫu thínghiệm 36 3.3.1 Vật liệu mẫu hàn dâyhàn 36 3.4 Xây dựng thí nghiệm 37 3.4.1 Sơ đồ gá kẹp hàn đính mẫu thínghiệm .37 3.4.2 Các chế độ hàn quy trình thí nghiệm 38 Lớp hàn 42 Phƣơng pháp hàn .42 Vật liệu hàn .42 Nguồn điện hàn 42 Điện áp 42 Lƣu lƣợng khí (lít/phút) 42 Tốc độ hàn 42 (mm/phút) 42 Mác 42 Đƣờng kính .42 Loại 42 Dòng điện 42 3.5 Các trang thiết bị kiểm tra chất lƣợng hàn 43 3.5.1 Các phƣơng pháp thiết bị kiểm tra NDT liên kết hàn thép cacbon – thép không gỉ .43 3.5.2 Các phƣơng pháp thiết bị kiểm tra DT liên kết hàn thép cacbon – thép không gỉ 44 3.6 Kết luận 3: 53 CHƢƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN 54 4.1 Ảnh hƣởng hàm lƣợng cacbon đến tính liên kết hàn thép cacbon – thép khơng gỉ 54 4.2 Cấu trúc thô đại liên kết hàn thép cacbon – thép không gỉ 58 4.3 Cấu trúc tế vi liên kết hàn thép cacbon – thép không gỉ 59 4.3.1 Cấu trúc tế vi vùng liên kết KLMH thép cacbon 59 4.3.2 Cấu trúc tế vi vùng liên kết KLMH thép không gỉ 60 4.4 Sự tiết pha cacbit độ cứng tế vi liên kết hàn thép cacbon – thép không gỉ 61 4.5 Pha delta ferrite liên kết hàn thép cacbon – thép không gỉ 65 4.6 Các dạng khuyết tật xuất liên kết hàn thép cacbon – thép không gỉ 69 4.7 Kết luận 4: 70 KẾT LUẬN CHUNG CỦA LUẬN VĂN 71 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu / Viết tắt Đơn vị Ý nghĩa [kg/m3] Khối lƣợng riêng vật chất [%] Hiệu suất trình hàn [MPa] Mơ đun đàn hồi - Vùng ảnh hƣởng nhiệt [A] Dòng điện hàn KLCB - Kim loại KLMH - Kim loại mối hàn MIG - Hàn hồ quang điện cực nóng chảy mơi trƣờng khí trơ bảo vệ MMA - Hàn hồ quang tay Uh [V] Điện áp hàn Vh [mm/s] Vận tốc hàn E HAZ / VAHN Ih DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Thành phần hóa học thép CCT38 (nguồn: [2]) 28 Bảng 2.2 Cơ tính thép CCT38 (nguồn: [2]) .29 Bảng 2.3 Thành phần hóa học thép C50 (nguồn: [3]) .29 Bảng 2.4 Cơ tính thép C50 (nguồn: [3]) 29 Bảng 2.5 Thành phần hóa học thép SUS304 (nguồn: [4]) 29 Bảng 2.6 Cơ tính thép SUS304 (nguồn: [4]) 29 Bảng 2.7: Thành phần hóa học dây hàn GM308L (nguồn [5] 30 Bảng 2.8: Cơ tính dây hàn GM308L (nguồn [5] 30 Bảng 3.1 Các trang thiết bị phụ trợ mục đích sử dụng 35 Bảng 3.2 Các thông số hàn lý thuyết cho dây hàn GM308L 39 Bảng 3.3 Các thông số hàn thực nghiệm cho dây hàn GM 308L .41 Bảng 3.4 Quy trình hàn 41 Bảng 3.5 Các trang thiết bị kiểm tra chất lƣợng liên kết hàn 50 Bảng 4.1 Kết thử kéo mối hàn 54 Bảng 4.2 Kết thử uốn mối hàn 54 Bảng 4.3 Kết thử độ dai kim loại mối hàn 55 Bảng 4.4 Thành phần hóa kim loại mối hàn 55 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 2.1 Các dạng chế khuếch tán kim loại trạng thái rắn (nguồn: [7]) 20 Hình 2.2: mơ tả giai đoạn q trình tiết pha kim loại 21 Hình 2.3 Các dạng kết sau trình khuếch tán kim loại 21 Hình 2.4 Liên kết hàn thép cacbon-thép không gỉ austenit 23 Hình 2.4: Giản đồ Schaeffler (nguồn: [1]) 24 Hình 2.5 Vùng đƣờng chảy liên kết hàn thép cacbon-thép không gỉ 25 Hình 3.1 Thiết bị hàn WIM MIGWELD 280ESF Malaysia [http://hvweld.com] 34 Hình 3.2 Dạng chuẩn bị liên kết hàn theo quy phạm AWS D1.1 36 Hình 3.3 Các mẫu phơi thí nghiệm 37 Hình 3.4 Sơ đồ bố trí mẫu hàn thiết bị hàn thí nghiệm 38 Hình 3.5 Hàn đính thí nghiệm 38 Hình 3.6 Khuyết tật khơng ngấu hàn dòng thấp 40 Hình 3.7 Sự biến dạng mối hàn gia tăng chiều sâu ngấu hàn dòng cao 40 Hình 3.8 Mối hàn sử dụng thông số bảng 3.3 42 Hình 3.9 Sơ đồ thiết bị kiểm tra siêu âm mối hàn 44 Hình 3.10 Ví trí cắt mẫu thử kéo uốn mối hàn [6] .45 Hình 3.11 Kích thƣớc mẫu thử kéo mối hàn [6] 46 Hình 3.12 Kích thƣớc mẫu thử uốn mối hàn [6] .47 Hình 3.13 - Mẫu thiết bị kiểm tra kéo mối hàn 48 Hình 3.14 - Mẫu thiết bị kiểm tra uốn mối hàn 48 Hình 3.15 - Mẫu kiểm tra độ bền va đập mối hàn 49 Hình 3.16 - Thiết bị kiểm tra độ bền va đập mối hàn .50 Hình 4.1 Mẫu sau thử kéo mối hàn thép CCT38 SUS304 56 Hình 4.2 Mẫu sau thử kéo mối hàn thép C50 SUS304 56 Hình 4.3 Mẫu sau thử uốn mối hàn thép CCT38 SUS304 57 Hình 4.4 Mẫu sau thử uốn mối hàn thép C50 SUS304 58