Bài giảng công nghệ hàn điện nóng chảy

Công nghệ hàn điện nóng chảy C H Ư Ơ N G 1: 1.1 1.2 1.3 1.4 HK9 2005-06 K H ÁI NIỆM C H U N G V Ề H À N T H É P P h â n lo i th é p d ù n g c h o c h ế tạ o k ế t cấ u h n Tín h hàn thép N ứ t v đ ộ l n h l ặ n c ủ a liê n k ế t h n th é p T iê u c h í lự a ch ọ n c ô n g n g h ệ v c h ế đ ộ n h i ệ t c h o h n th é p N g ô Lê Th ôn g, B/ m H n C N K L, Đ H B K H a n oi 1 Công nghệ hàn điện nóng chảy HK9 2005-06 1.1 P H Â N L O Ạ I T H É P D Ù N G C H O C H Ế T Ạ O KẾT CẤU HÀN • T h é p đ ợ c p h â n l o ại th e o n h ữ n g ti ê u c h í n o : – 1.1 1.2 1.3 1.4 Thép Thép Thép Thép C ô n g n g h ệ h n ệ n n ó n g c h ả y N g u y ễ n V ă n T ự 0, N g ô Lê T h ô n g 0 L u ý ảnh hư n g t h a y đ ổ i tr o n g c ô n g n g h ệ l u y ệ n t h é p đ ế n c h ấ t lư ợ n g t h é p P h â n l o ại: t h e o II W , t h e o A I S I, v v cacbon k ế t c ấ u h ợ p k i m th ấ p hợ p kim thấp hợ p kim ca o N g ô Lê Th ô n g, B/ m H n C N K L, Đ H B K Hanoi 2 Công nghệ hàn điện nóng chảy HK9 2005-06 1.1 P H Â N L O Ạ I T H É P D Ù N G C H O C H Ế T Ạ O KẾT CẤU HÀN 1 T h é p c a c b o n ( T C V N : T h é p c a c b o n k ế t c ấ u t h ô n g t h n g – M c t h é p v y ê u c ầ u k ỹ t h u ậ t; T C V N 6 : T h é p c a c b o n k ế t c ấ u c h ấ t lư ợ n g t ốt – M c t h é p v y ê u c ầ u k ỹ t h u ậ t) • Đ ị n h n g h ĩ a: • C tí n h c ủ a t h é p p h ụ t h u ộ c v o : • T h é p cacb o n thấ p/c ực thấ p: • T h é p c a c b o n t h ấ p đ ã n h i ệ t lu y ệ n : • T h é p cacb o n – m a n ga n: • T h é p c a c b o n tr u n g bì n h : • T h é p cacb o n cao: • T h é p cacb o n c ực ca o: N g ô Lê Th ôn g, B/ m H n C N K L, Đ H B K H a n oi 3 Công nghệ hàn điện nóng chảy HK9 2005-06 1 P H Â N L O Ạ I T H É P D Ù N G C H O C H Ế T Ạ O KẾT CẤU HÀN • • 1 T h é p k ết cấ u h ợ p ki m th ấ p (t h é p h ợ p k i m t h ấ p đ ộ b ề n ca o) Đ ị n h n g h ĩa: • T h é p kết c ấ u bề n ăn m ò n k h í q u y ể n: • T h é p cá n c ó kiể m so át ( C R ): • T h é p perlit: • T h é p h ợ p ki m vi lư ợ n g: • T h é p ferit hìn h kim : • T h é p ph a ferit – m a cte n zit: N g ô L ê T h ô n g, B/ m H n C N K L , Đ H B K H a n oi 4 Công nghệ hàn điện nóng chảy HK9 2005-06 • • 1.1 PH Â N LO ẠI TH É P DÙ N G C H O C H Ế TẠ O K Ế T CẤ U H À N 1.1.3 Thép hợp kim thấp Định nghĩa: • Thép ram nồng độ cacbon thấp: • Thép độ bền cực cao có nồng độ cacbon trung bình: • Thép chịu nhiệt Cr – Mo/ Cr – Mo – V: • N gô Lê Thông, B/m Hàn CN K L, Đ H B K Hanoi 5 Công nghệ hàn điện nóng chảy HK9 2005-06 1.1 P H Â N L O Ạ I T H É P D Ù N G C H O C H Ế T Ạ O KẾT CẤU HÀN • • 1 T h é p h ợ p k i m c a o Đ ị n h n g h ĩa: • T h é p k h ô n g gỉ cr o m ( F v M / F - M ) • T h é p k h ô n g gỉ a u ste n it ( A ) • T h é p k h ô n g gỉ d u p le x ( F - A ) • T h é p k h ô n g gỉ bi ế n c ứ n g k ết t ủ a • T h é p m araging: • T h é p a u s te nit m a n g a n : N g ô Lê Th ôn g, B/ m H n C N K L, Đ H B K H a n oi 6 Công nghệ hàn điện nóng chảy HK9 2005-06 T Í N H H À N C Ủ A T H É P V À C Á C C H Ỉ TIÊ U C Ơ B Ả N C Ủ A TÍN H H À N M ộ t số k h i niệ m c b ả n 2 C h u trìn h n hi ệt h n v tín h c h ất v ù n g ả n h h n g n hi ệt G i ả n đ p h â n h ủ y c ủ a a u st e nit v ù n g ả n h h n g n hi ệt v kim l o i m ối h n N g ô L ê T h ô n g, B/ m H n C N K L , Đ H B K H a n oi 7 Công nghệ hàn điện nóng chảy HK9 2005-06 1.2.1 M ột số khái niệm c v ề tín h hàn • Đ ị n h ng hĩa A W S : • IS O 1:19 0: • M ố i hàn h lặn, kh ô n g n ứt C tính thích h ợ p D u y trì tính chất vận hàn h C c tiêu đán h giá tính hà n: … … … (liên qua n đến chế độ n hiệt) … … … (liên qua n đến khả năn g nứt) ……… N g ô L ê T h ô n g, B/ m H n C N K L, Đ H B K H a n oi 8 Công nghệ hàn điện nóng chảy HK9 2005-06 2 C h u trì n h n hi ệt h n v tín h c h ất v ù n g ả n h h n g n hiệt • • • Đ ị n h n g h ĩ a ( h ì n h v ẽ m i n h h ọ a ): Ý n g h ĩ a c ủ a v i ệ c tín h t o n : K h i n o c ầ n x c địn h c h u trì n h n h i ệt h n: T h é p (lo ại n o ) : T h ô n g s ố t h ời g ia n n g u ội 0 – 0 o C gì: G i trị tiê u bi ể u c h o t n g l o ại q u trì n h h n: H ợ p kim tita n N g ô L ê T h ô n g, B/ m H n C N K L , Đ H B K H a n oi 9 Công nghệ hàn điện nóng chảy HK9 2005-06 G i ả n đ p h â n h ủ y c ủ a a u s t e n it v ù n g ả n h h n g n h i ệ t v k i m lo i m ố i h n • C c l o i t h é p c ó c h u y ể n b i ế n p h a tr n g t h r ắ n • G i ả n đ p h â n h ủ y c ủ a a u s t e n it (t i k h u v ự c n o c ủ a liê n k ế t h n ) k h i h n c ó ý n g h ĩ a ? • G i ả n đ p h â n h ủ y k h ô n g đ ẳ n g n h i ệt c h o h n (C C T d i a g r a m s ) Ý n g h ĩ a N g ô Lê Th ô n g, B/ m H n C N K L, Đ H B K Hanoi 10 10 5.1 Thành phần, tổ chức kim loại tính chất gang I: Perlit+Cementit; II: Perlit+Graphit; III: Ferit+Graphit III I Chiều dày Ảnh hưởng C Si tốc độ nguội đến tổ chức gang (mẫu đúc) II Ảnh hưởng C Si đến tổ chức gang (mẫu đúc), t = 50 mm 6 5.1 Thành phần, tổ chức kim loại tính chất gang • Thành phần hóa học trung bình tiêu biểu gang thường dùng 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 gang thường vào khoảng 200HB • Độ bền gang phụ thuộc vào: 1.Pha (P F, v.v.), 2.Lượng, phân bố hình dạng 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 5.2 Tính hàn gang 1.Khả biến dạng dẻo thấp gang 2.Xu hướng hình thành tổ chức cứng giòn hàn 3.Sự xuất gang trắng vùng ảnh hưởng nhiệt 4.Khó hàn gang tư khác hàn sấp 5.Xu hướng rỗ mối hàn 6.Tính đa dạng sản phẩm gang 8 5.2 Tính hàn gang Ảnh hưởng nhiệt hàn đến tổ chức kim loại hàn gang g e d b a a: F+C (F+G) b: F+A+C (F+A+G) d: A+C (A+G) e: A+L+C (A+L+G) f: L+A g: L+C (L+G) (L: liquidus; C: cementit) 9 5.3 Nguyên tắc lựa chọn công nghệ hàn gang •Khắc phục xuất tổ chức tổ chức biến trắng (gang trắng) •Khắc phục vấn đề liên quan đến tính dẻo thấp khả dễ nứt gang có ứng suất vượt độ bền 10 10 5.4 Phương pháp kỹ thuật hàn gang Về mặt phương pháp thực hiện, bước cần tiến hành là: 1.Xác định kim loại 1.Phân biệt gang thép đúc 2.Chọn công nghệ hàn thích hợp cho trường hợp 1.Sửa chữa vật đúc gang 2.Yêu cầu độ bền mối hàn 3.Yêu cầu tính kín nước mối hàn 4.Khả gia công mối hàn sau hàn 11 11 5.4 Phương pháp kỹ thuật hàn gang Phân biệt gang thép đúc Gang đúc 1.Vết đục bề mặt lồi lõm, phoi vụn 2.Hình dạng thường phức tạp, chiều dày thay đổi 3.Mềm 4.Khi mài: tia lửa bắn dày màu đỏ đến vàng rơm, 500÷600 mm, tỏa nhánh rộng 5.Vết nứt: có màu đục, sờ tay vào có vết chì (graphit) Thép đúc 1.Vết đục bề mặt sáng bóng, phoi liền 2.Hình dạng đơn giản, chiều dày đồng 3.Cứng 4.Khi mài: tia lửa bắn dài hơn, ngắt quãng, không tỏa nhánh rộng 5.Vết nứt: lấp lánh ánh kim Phân tích kim tương thành phần hóa học: xác tốn 12 12 5.4 Phương pháp kỹ thuật hàn gang Sửa chữa vật đúc gang: • Màu mối hàn phải giống kim loại • Độ bền: Các chi tiết chịu lực cao (khung máy…) cần độ bền tương đương kim loại bản, chi phí hàn cao (hàn nóng, hàn vảy) • Độ kín nước: Có thể hàn không đòi hỏi cao tính (giảI pháp hàn nguội, chi phí thấp • Gia công sau hàn: Các chi tiết xác (lỗ xu pap, bánh răng…) đòi hỏi độ cứng định để gia công sau hàn chống mài mòn vận hành 13 13 5.4 Phương pháp kỹ thuật hàn gang Các công nghệ cho hàn gang: •Hàn khí (hàn nóng, nguội, nửa nguội) •Hàn hồ quang tay (nóng, nguội) •Hàn vảy đắp Hàn nóng: Nung nóng sơ 600÷650 oC, giữ khoảng nhiệt độ suốt trình hàn Hàn nguội: Sử dụng công suất tối thiểu nguồn nhiệt hàn Khống chế nhiệt độ vật hàn trình hàn Nung nóng sơ điều bắt buộc hàn nóng Còn hàn nguội, số trường hợp tiến hành nung nóng sơ lên đến nhiệt độ 300÷400 oC (còn gọi hàn nửa nguội), ví dụ với vết nứt có hình dạng phức tạp mối hàn có chiều dày lớn Trong hai trường hợp, đòi hỏi phải có phương pháp nung thích hợp 14 14 5.4 Phương pháp kỹ thuật hàn gang Hàn nóng: • Nung nóng sơ 600÷650 oC, giữ khoảng nhiệt độ suốt trình hàn Tốc độ nung 120 oC/h • Làm nguội chậm sau hàn (120 oC/h/25 mm chiều dày) lò vỏ bọc cách nhiệt Nên dùng khuôn grafit để giúp tạo dáng mối hàn • Que hàn thường loại có lõi gang Đường kính que hàn 14÷16 mm Vỏ bọc que hàn có chiều dày tối đa mm phải bảo đảm hồ quang cháy đều, đủ bù lại lượng nguyên tố bị oxi hóa hàn chứa lượng lớn nguyên tố grafit hóa • Trước hàn, que hàn sấy ủ 200÷250 oC Dòng điện hàn I = (60÷100)d • Phải chống nóng tốt cho thợ hàn phải hàn thật nhanh • Phương pháp hàn nóng ngày sử dụng, mặc chất lượng mối hàn tương đương với kim loại dễ 15 gia công sau hàn 15 5.4 Phương pháp kỹ thuật hàn gang Hàn nguội • Năng lượng đường nhỏ để hạn chế đến mức tối thiểu hình thành tổ chức tổ chức biến trắng Không nung nóng sơ Đường hàn dài 2…3 cm sau nguội xuống 50 oC 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 vỏ bọc, đường kính: mm; 2,5 mm; mm Chủ yếu để hàn gang xám • Que hàn có lõi hợp kim Ni – Fe Thành phần max 0,25% C; max 0,50% Si; max 1,00% Mn; max 0,0025% S; 37% Fe; 0,50% Cu; 52÷60% Ni Grafit vỏ bọc, đường kính: mm; 2,5 mm; mm Cho mối hàn có tính cao 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 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 kỹ thuật hàn gang •Vấn đề nung nóng sơ bộ: Nung nóng sơ hàn nửa nguội liên quan đến tính gang (độ dẻo không xuất ứng suất, để ngăn tổ chức biến trắng hay tổ chức Không cần phải nung nóng sơ mối hàn có khả co dãn tự hàn nguội hàn đắp (ví dụ lên bề mặt bánh răng) Thực chất nung nóng sơ tạo biến dạng ngược với biến dạng hàn Có thể nung nóng sơ cục (các vật hàn có hình dạng đơn giản) toàn phần (với chi tiết có độ cứng vững cao hình dạng phức tạp) 17 17 5.4 Phương pháp kỹ thuật hàn gang • Trường hợp sửa chữa vết nứt có nung nóng sơ bộ: Vết nứt Nứt nan hoa Vết nứt Nứt vành Vết nứt Nứt moay 18 18 5.4 Phương pháp 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 vết nứt Tại sao? 19 19 5.4 Phương pháp kỹ thuật hàn gang • Trường hợp sửa chữa vết nứt có xét tới tải trọng vận hành Nung sơ 350 oC I I II II III III 1’ 2’ 1 I: Phân bố ứng suất hàn II: Phân bố ứng suất tải trọng III: Phân bố ứng suất tổng hợp 1’ 2’ 20 20 [...]... 12 Công nghệ hàn điện nóng chảy HK9 2005-06 1.3.2 N ứt n ó n g • N ơ i x u ấ t hi ệ n • C h ỗ x u ấ t hi ệ n • N g u yê n nhân: • Đ ặ c điểm c h u n g: • 1 D ải n hiệt độ: 2 K h ả n ă n g biế n d ạ n g : 3 D ạ n g t ồ n t ại: C ơ chế hình thành: N g ô Lê Th ôn g, B/ m H à n C N K L, Đ H B K H a n oi 13 13 Công nghệ hàn điện nóng chảy HK9 2005-06 1.3.2 N ứt nó n g • C ác yếu tố ảnh hưởng đến nứt nóng. .. à n C N K L , Đ H B K H a n oi 4 4 Công nghệ hàn điện nóng chảy HK9 2005-06 2.1 C Ô N G N G H Ệ H À N T H É P C A C B O N T H Ấ P V À T H É P K Ế T C Ấ U H Ợ P KI M T H Ấ P 2.1.2 S ự hìn h thàn h m ố i hàn và vùng ảnh hưởng n hiệt V ù n g ản h hưởng n hiệt càn g h ẹ p cà n g tốt N g ô L ê T h ô n g , B/ m H à n C N K L, Đ H B K H a n oi 5 5 Công nghệ hàn điện nóng chảy HK9 2005-06 2 1 C Ô N G N G H... ô Lê Th ô n g, B/ m H à n C N K L, Đ H B K H an oi 9 9 Công nghệ hàn điện nóng chảy HK9 2005-06 2.1 C Ô N G N G H Ệ H À N T H É P C A C B O N TH Ấ P V À T H É P K Ế T CẤ U H Ợ P KIM T H Ấ P 2.1.3 Công nghệ hàn thép cacbon thấp và thép kết cấu hợp kim thấp: • Công nghệ hàn hồ quang tay: Ki m loại cơ bản Thép cacbon thấp M ác que hàn - Loại que hàn O ZS-4 G O ST E46 (A W S E6013, ISO E433R25, DIN E4330R3)... a n oi 18 18 Công nghệ hàn điện nóng chảy HK9 2005-06 1.3.5 N ứt do ram m ối hà n • P h ạ m v i x u ấ t hi ệ n ( l o ạ i k ế t c ấ u , k i m l o ạ i c ơ b ả n ) : • P h â n lo ạ i v à b i ệ n p h á p p h ò n g c h ố n g : 1 N ứ t tr o n g d ả i 2 0 0 – 3 0 0 o C : N g ô Lê Th ôn g, B/ m H à n C N K L, Đ H B K H a n oi 19 19 Công nghệ hàn điện nóng chảy HK9 2005-06 1.3.5 N ứt do ram m ối hàn • P h â... B/ m H à n C N K L , Đ H B K H a n oi 16 16 Công nghệ hàn điện nóng chảy HK9 2005-06 1 3.4 N ứ t tần g • N ơ i x u ất hiệ n : • H ì n h d ạ n g: • N guyên nhân: 1 T í n h c h ất th é p th e o h ư ớ n g c hiề u d à y: 2 C ô n g n g h ệ v à c h ế độ h à n: 3 K ết cấu: N g ô L ê T h ô n g, B/ m H à n C N K L , Đ H B K H a n oi 17 17 Công nghệ hàn điện nóng chảy HK9 2005-06 1 3.4 N ứ t tần g • • Đ á n... 14 Công nghệ hàn điện nóng chảy HK9 2005-06 1 3.3 N ứ t n g u ội • N ơ i x u ấ t hiệ n: • C h ỗ x u ất hiệ n: • N g u y ê n n h â n: • Đ i ề u kiệ n hì n h th à n h: 1 L ư ợ n g h y d r o k h u y ế c h tá n: 2 T ổ c h ứ c ki m l o ại n h ạ y c ả m : 3 S ự t ồ n tại c ủ a ứ n g s u ất k é o: 4 N h i ệt đ ộ th ấ p: N g ô L ê T h ô n g, B/ m H à n C N K L , Đ H B K H anoi 15 15 Công nghệ hàn điện nóng chảy. .. n h N g ô L ê T h ô n g, B/ m H à n C N K L, Đ H B K H an oi 11 11 Công nghệ hàn điện nóng chảy HK9 2005-06 1.3.1 K h ái niệm , ph â n lo ại nứt • • • • Tín h hàn đ òi hỏi: liên kết hàn làn h lặn, có tính chất đáp ứ n g yêu cầu vậ n hàn h Đ ộ làn h lặn: đán h giá ch ủ yế u th ô n g q u a khả nă n g hình thà n h n ứt C á c loại tính hàn: – T ốt – B ả o đả m – Kém P h â n loại n ứt ch ủ yế u the o dải... ợ p ki m thấ p đ ộ bề n ca o ): N g ô L ê T h ô n g, B/ m H à n C N K L , Đ H B K H a n oi 3 3 Công nghệ hàn điện nóng chảy HK9 2005-06 2.1 C Ô N G N G H Ệ H À N T H É P C A C B O N T H Ấ P V À T H É P K Ế T CẤ U H Ợ P KIM T H Ấ P 2 1.2 S ự hìn h th à n h m ối h à n và vù n g ả n h h ư ở n g n hiệt M ối hàn a) b) T ổ c h ứ c th ô đ ại ki m lo ại c ơ b ả n và kim l oại m ố i hà n M ột ph ầ n tổ ch ứ... h â n lo ạ i v à b i ệ n p h á p p h ò n g c h ố n g : 2 N ứ t tr o n g v ù n g q u á n h i ệ t c ủ a v ù n g ả n h h ư ở n g n h i ệ t: 3 N ứt dưới mối hàn đắp: N g ô L ê T h ô n g, B/ m H à n C N K L, Đ H B K H a n oi 20 20 Công nghệ hàn điện nóng chảy HK9 2005-06 1.4 C H Ỉ TI Ê U L Ự A C H Ọ N C Ô N G N G H Ệ V À C H Ế Đ Ộ N H I Ệ T C H O H À N THÉP 1 4 1 T h é p c á n trư ớ c k h i h à n v à k... hà n: N g ô L ê T h ô n g , B/ m H à n C N K L , Đ H B K H a n oi 7 7 Công nghệ hàn điện nóng chảy HK9 2005-06 2.1 C Ô N G N G H Ệ H À N T H É P C A C B O N T H Ấ P V À T H ÉP K Ế T CẤ U H Ợ P KIM T H Ấ P 2.1.3 C ô n g n g h ệ h à n thé p cacb o n thấ p và thé p kết cấ u hợ p kim t hấ p: • Đ ặ c điể m c ô n g n g h ệ v à k ỹ th u ật hàn – S ử d ụ n g đồ gá hà n hoặc h à n đính để gá lắp hà n X e m lại ... 20 20 Công nghệ hàn điện nóng chảy HK9 2005-06 CHƯƠNG 3: CÔNG NGHỆ HÀN THÉP HỢP KIM THẤP 3.1 3.2 3.3 3.4 Đặc điểm tính hàn thép hợp kim thấp Công nghệ hàn thép hợp kim thấp ram Công nghệ hàn thép... oi 2 Công nghệ hàn điện nóng chảy HK9 2005-06 3.1 Đặc điểm tính hàn thép hợp kim thấp Động học trình phân hủy austenit hàn Ngô Lê Thông, B/m Hàn CNKL, ĐHBK Hanoi 3 Công nghệ hàn điện nóng chảy. .. hàn thép hợp kim thấp chịu nhiệt Công nghệ hàn thép độ bền cực cao có nồng độ cacbon trung bình Ngô Lê Thông, B/m Hàn CNKL, ĐHBK Hanoi 1 Công nghệ hàn điện nóng chảy HK9 2005-06 3.1 Đ ặ c điểm