Nghiên cứu ảnh hưởng của thông số hàn đến chất lượng mối hàn giữa thép không rỉ a240 316l với thép các bon a516 g60 bằng phương pháp hàn TIG

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG PHAN THANH HÙNG NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA THÔNG SỐ HÀN ĐẾN CHẤT LƢỢNG MỐI HÀN GIỮA THÉP KHÔNG RỈ A240 316L VỚI THÉP CÁC BON A516 G60 BẰNG PHƢƠNG PHÁP HÀN TIG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHÁNH HÒA - 2018 i BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG PHAN THANH HÙNG NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA THÔNG SỐ HÀN ĐẾN CHẤT LƢỢNG MỐI HÀN GIỮA THÉP KHÔNG RỈ A240 316L VỚI THÉP CÁC BON A516 G60 BẰNG PHƢƠNG PHÁP HÀN TIG Ngành: LUẬN VĂN THẠC SĨ Kỹ thuật khí Mã số: 60520103 Quyết định giao đề tài: 470/QĐ - ĐHNT ngày 22/5/2017 Quyết định thành lập Hội đồng: 108/QĐ - ĐHNT ngày 09/02/2018 Ngày bảo vệ: 16/3/2018 Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS TRẦN HƢNG TRÀ Chủ tịch Hội đồng: TS NGUYỄN VĂN TƢỜNG Phịng Đào tạo Sau đại học: KHÁNH HỊA - 2018 ii KHÁNH HỊA - 2018 LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan kết đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng thông số hàn đến chất lượng mối hàn thép không rỉ A240 316L với thép bon A516 G60 phương pháp hàn TIG” công trình nghiên cứu cá nhân tơi chƣa đƣợc cơng bố cơng trình khoa học khác thời điểm Khánh Hòa, ngày 20 tháng 03 năm 2018 Học viên Phan Thanh Hùng iii LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian thực đề tài, nhận đƣợc giúp đỡ q thầy, Khoa Cơ khí, Phịng Đào tạo Sau đại học thuộc Trƣờng Đại học Nha Trang tạo điều kiện tốt cho tơi hồn thiện đề tài Đặc biệt hƣớng dẫn tận tình Tiến sỹ Trần Hƣng Trà giúp tơi hồn thành tốt đề tài Qua xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến giúp đỡ Trân trọng cảm ơn Trƣờng Trung cấp Kinh tế - Kỹ thuật Nam Gia Lai tạo điều kiện thời gian thiết bị để tơi thực thí nghiệm trình nghiên cứu đề tài Cuối xin gửi lời cảm ơn chân thành đến quý thầy giáo, gia đình tất bạn bè giúp đỡ, động viên tơi suốt q trình học tập, nghiên cứu thực đề tài Kính chúc quý thầy, cô, bạn bè dồi sức khỏe, cơng tác tốt Chân thành cảm ơn! Khánh Hịa, ngày 20 tháng 03 năm 2018 Học viên Phan Thanh Hùng iv MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN iii LỜI CẢM ƠN iv MỤC LỤC .v DANH MỤC KÝ HIỆU x DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT xi DANH MỤC BẢNG xii DANH MỤC HÌNH .xiv TRÍCH YẾU LUẬN VĂN…………………………………………………….…… xix MỞ ĐẦU 1 Đặt vấn đề Phạm vi nghiên cứu .2 Ý nghĩa khoa học thực tiễn luận văn 3.1 Ý nghĩa khoa học đề tài .3 3.2 Ý nghĩa thực tiễn đề tài .3 CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan hàn thép không rỉ 316 (Inox 316) 1.1.1 Thép không rỉ austenit 1.1.2 Tính hàn thép không rỉ austenit 1.1.2.1 Nứt nóng kim loại mối hàn vùng ảnh hƣởng nhiệt 1.1.2.2 Hiện tƣợng giòn kim loại mối hàn thép chịu nhiệt 1.1.2.3 Suy giảm tính thép khơng rỉ austenit hệ số giãn nở nhiệt lớn 1.1.2.4 Hiện tƣợng phá hủy liên kết hàn thép austenit ăn mòn tinh giới .9 1.1.2.5 Hiện tƣợng phá hủy liên kết hàn thép khơng rỉ austenit ăn mịn dƣới ứng suất ………………………………………………………………………………… 10 1.2 Tổng quan hàn hai hợp kim khác loại (bimetal) Inox SUS 316/thép cacbon A 516 Grade 60 10 1.2.1 Thành phần hóa học tính thép cacbon A516 Grade 60 .10 1.2.2 Tính hàn thép A516 Grade 60 .11 v 1.2.2.1 Chu trình nhiệt hàn tính chất vùng ảnh hƣởng nhiệt 11 1.2.2.2 Nhiệt độ đƣờng hàn Tip 12 1.2.3 Công nghệ hàn vật liệu khác chủng loại phƣơng pháp hàn TIG 12 1.2.3.1 Khái niệm nguyên lý hoạt động phƣơng pháp hàn TIG 12 1.2.3.2 Đặc điểm trình hàn 13 1.2.3.3 Điện cực hàn TIG 13 1.2.3.4 Cƣờng độ dòng điện hàn TIG .15 1.2.3.5 Điện áp hồ quang 16 1.2.3.6 Khí bảo vệ 16 1.2.3.7 Kim loại đắp (dây hàn phụ) 17 1.2.3.8 Công nghệ hàn thép A516 Grade 60 phƣơng pháp hàn TIG 17 1.2.3.9 Công nghệ hàn thép không rỉ 316L phƣơng pháp hàn TIG 18 1.2.4 Tình hình nghiên cứu ngồi nƣớc 19 1.2.4.1 Tình hình nghiên cứu nƣớc .19 1.2.4.2 Tình hình nghiên cứu nƣớc ngồi 19 1.2.5 Định hƣớng nghiên cứu đề tài .22 CHƢƠNG MỤC TIÊU, NỘI DUNG, ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23 2.1 Mục tiêu nghiên cứu 23 2.2 Nội dung nghiên cứu đề tài 23 2.3 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu đề tài 23 2.3.1 Đối tƣợng nghiên cứu 23 2.3.2 Phạm vi nghiên cứu 24 2.4 Phƣơng pháp nghiên cứu 24 2.4.1 Nghiên cứu lý thuyết 24 2.2.2 Nghiên cứu thực nghiệm .24 CHƢƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 25 vi 3.1 Hàn thép cacbon – thép không rỉ phƣơng pháp hàn TIG 25 3.2 Sự hình thành mối hàn chất lƣợng mối hàn .25 3.2.1 Mối hàn giáp mối vát cạnh chữ V có sử dụng lót phía sau 25 3.2.2 Mối hàn giáp mối vát cạnh chữ V hàn phía ngấu hồn tồn mối hàn 26 Hình 3.4 Mối hàn giáp mối vát cạnh chữ V với khí bảo vệ mặt sau [27] .27 3.2.3 Mối hàn giáp mối vát cạnh chữ V hàn hai phía 27 3.2.4 Lựa chọn mối hàn 27 3.3 Các phƣơng pháp kiểm tra chất lƣợng mối hàn .28 3.3.1 Kiểm tra mối hàn phƣơng pháp siêu âm (UT-Ultrasonic Test) 29 3.3.1.1 Nghiên cứu thông tin sản phẩm: .29 3.3.1.2 Xác định kích thƣớc mẫu thử 29 3.3.1.3 Kiểm tra sơ mắt 30 3.3.1.4 Kiểm tra kim loại 30 3.3.1.5 Kiểm tra mối hàn giáp mối .30 3.3.2 Kiểm tra mối hàn phƣơng pháp chụp ảnh phóng xạ 34 3.3.3 Kiểm tra vật liệu thử kéo 37 3.3.3.1 Thử kéo ngang 39 3.3.3.2 Thử kéo kim loại đắp toàn mối hàn (kéo dọc) 40 3.3.4 Thử uốn tĩnh (uốn công nghệ) .41 3.3.5 Thử bẻ gãy mối hàn giáp mối (nick- break tests) [9] 43 CHƢƠNG PHƢƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM VÀ VẬT LIỆU 45 4.1 Chuẩn bị mẫu hàn 45 4.1.1 Kích thƣớc chi tiết mẫu 45 4.1.2 Lựa chọn mối ghép 45 4.1.3 Lựa chọn vật liệu hàn đắp (dây hàn phụ) 46 4.2 Hàn đính 48 4.2.1 Trình tự kích thƣớc mối hàn đính 48 vii 4.2.2 Xử lý biến dạng hàn 49 4.3 Hàn TIG Inox 316L với thép A516 G60 51 4.3.1 Nhiệt lƣợng đƣờng (Heat input) 51 4.3.2 Nhiệt độ đƣờng hàn (Tip- interpass temperature) 52 4.3.3 Trình tự bố trí lớp hàn đƣờng hàn 53 4.3.4 Kiểm tra 53 4.3.5 Thiết bị hàn 54 CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 55 5.1 Kết thực nghiệm mẫu hàn ứng với đƣờng kính que hàn bù 1,6 mm 55 5.1.1 Trình tự thực nghiệm mẫu hàn 55 5.1.1.1 Chuẩn bị mẫu hàn TS1-TC1, TS2-TC2 TS3-TC3 .55 5.1.1.2 Hàn đính 57 5.1.2 Kiểm tra .64 5.2 Kết thực nghiệm mẫu hàn ứng với đƣờng kính que hàn bù Φ2,4 mm 65 5.2.1 Trình thực nghiệm mẫu hàn .65 5.2.1.1 Chuẩn bị mẫu hàn 65 5.2.1.2 Hàn đính .65 5.2.1.3 Hàn 66 5.2.2 Kiểm tra 68 5.3 Kết thực nghiệm mẫu hàn ứng với đƣờng kính que hàn bù Φ3.2 mm 72 5.3.1 Chuẩn bị mẫu hàn 72 5.3.1.1 Hàn đính 72 5.3.1.2 Hàn 73 5.3.2 Kiểm tra 75 5.4 Quy trình xác định thông số hàn đạt chất lƣợng suất cao 76 5.4.1 Xác định cƣờng độ dòng điện 76 5.4.2 Quy trình hàn với cƣờng độ dịng điện hàn I= 160 (A) 76 viii 5.4.2.1 Chuẩn bị mẫu hàn 76 5.4.2.2 Hàn đính .76 5.4.2.3 Hàn 77 5.4.2.4 Kiểm tra 79 5.4.3 Thực nghiệm quy trình chế tạo mẫu hàn I= 180(A) 83 5.4.3.1 Chuẩn bị mẫu hàn 83 5.4.3.2 Hàn đính .84 5.4.3.3 Hàn 84 5.4.3.4 Kiểm tra 86 5.4.4 Thực nghiệm quy trình chế tạo mẫu hàn I = 200(A) .90 5.4.4.1 Mẫu hàn 90 5.4.4.2 Hàn đính .90 5.4.4.3 Hàn 90 5.4.4.4 Kiểm tra 93 CHƢƠNG KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ .99 6.1 Kết luận 99 6.1.1 Mục tiêu hoàn thành 99 6.1.2 Các kết thực tế 99 TÀI LIỆU THAM KHẢO 101 ix DANH MỤC KÝ HIỆU α: Góc vát b: Khe hở chân c: Bề mặt chân Ih: Cƣờng độ dòng điện hàn q: Nhiệt lƣợng đƣờng Tip : Nhiệt độ đƣờng hàn T:Chiều dày kim loại Uh: Điện áp hàn Vh: Vận tốc hàn Ø: Đƣờng kính que hàn bù x Báo cáo kiểm tra độ bền kéo uốn mẫu hàn nhƣ sau: Hình 5.65 Báo cáo kiểm tra kéo, uốn mẫu hàn TC13-TS13 ,TC14-TS14, TC15TS15 Bảng 5.8 Kết kiểm tra kéo, uốn mẫu hàn TC13 - TS13 ,TC14 - TS14 TC15 - TS15 Độ bền kéo Mẫu vật liệu Giới hạn Giới hạn bền Độ bền uốn Độ giãn Vị trí đứt Độ bền Góc uốn uốn cực đại (MPa) (Độ) chảy kéo cực đại dài (MPa) (MPa) (mm) 316L 170 485 25 - 290 48 A516 240 450÷585 23 - 194 45 410 570 38 - 270 42 165 46 mẫu kéo Dây hàn phụ 309L Trên vật liệu A516 316L hàn A516 185 468 38,1 cách vị trí hàn – 10 mm - Từ kết kiểm tra chụp X quang, siêu âm, kéo uốn hai mẫu TC13-TS13, TC14-TS14 TC15-TS15 khơng phát khuyết tật Vì trình chế tạo mẫu hàn TC13-TS13, TC14-TS14 TC15-TS15 phù hợp để ứng dụng cho hàn hai vật liệu thép cacbon A516 G60 - thép không rỉ austenit A240 316L 89 5.4.4 Thực nghiệm quy trình chế tạo mẫu hàn I = 200(A) Với trình hàn tác giả thực nghiệm ba mẫu có ký hiệu TC16-TS16, TC17-TS17 TC18-TS18, với thay đổi cƣờng độ dịng điện hàn kích thƣớc rãnh mài mặt sau so với trình hàn sơ Một số thay đổi trình hàn nhƣ sau: 5.4.4.1 Mẫu hàn Bƣớc Cắt phôi mẫu Theo bƣớc 1, mục 5.1.1.1 quy trình hàn TC1-TS1 Bƣớc Vát cạnh phơi mẫu Theo bƣớc 2, mục 5.1.1.1 quy trình hàn TC1 - TS1 Bƣớc Làm Theo bƣớc 3, mục 5.1.1.1 quy trình hàn TC1 - TS1 5.4.4.2 Hàn đính Bƣớc Hàn đính - Cƣờng độ dịng điện hàn: Ih = 140 A - Các thông số khác theo theo bƣớc 1, mục 5.1.1.2 quy trình hàn TC1 - TS1 Bƣớc Tạo biến dạng ngƣợc Theo bƣớc 2, mục 5.1.1.2 quy trình hàn TC1 - TS1 Bƣớc Mài lõm điểm đầu điểm cuối mối hàn đính Theo bƣớc 3, mục 5.1.1.2 quy trình hàn TC1 - TS1 5.4.4.3 Hàn Trình tự bố trí lớp hàn đƣờng hàn mẫu: TC16-TS16, TC17-TS17 TC18-TS18: Hình 5.66 Trình tự bố trí lớp hàn hàn mẫu TC16-TS16, TC17-TS1 TC18-TS18 Bƣớc Hàn lớp chân (đƣờng hàn 1) - Cƣờng độ dịng điện hàn: Ih = 140 A - Các thơng số khác theo theo bƣớc 1, mục 5.1.1.3 quy trình hàn TC1 - TS1 Bƣớc Hàn lớp đắp Hàn đƣờng hàn - Cƣờng độ dòng điện hàn: Ih = 170 A - Các thông số khác theo theo hàn đƣờng bƣớc 2, mục 5.1.1.3 quy trình hàn TC1 - TS1 90 Hàn đƣờng hàn - Cƣờng độ dòng điện hàn:Ih = 180 A - Các thông số khác theo theo hàn đƣờng bƣớc 2, mục 5.1.1.3 quy trình hàn TC1 - TS1 Hàn đƣờng hàn - Cƣờng độ dòng điện hàn:Ih = 190A - Các thông số khác theo theo hàn đƣờng bƣớc 2, mục 5.1.1.3 quy trình hàn TC1-TS1 Hàn đƣờng hàn - Cƣờng độ dòng điện hàn: Ih = 200 A - Các thông số khác theo theo hàn đƣờng bƣớc 2, mục 5.1.1.3 quy trình hàn TC1 - TS1 Bƣớc Hàn lớp phủ mặt trƣớc Hàn đƣờng hàn - Cƣờng độ dịng điện hàn: Ih = 155 A - Các thơng số khác theo theo hàn đƣờng bƣớc 2, mục 5.1.1.3 quy trình hàn TC1 - TS1 Hàn đƣờng hàn - Cƣờng độ dòng điện hàn: Ih = 155 A - Các thông số khác theo theo hàn đƣờng bƣớc 2, mục 5.1.1.3 quy trình hàn TC1 - TS1 Bƣớc Mài rãnh mặt sau mối hàn So với kích thƣớc rãnh mài mẫu hàn TC1 - TS1 rãnh mài mặt sau mẫu TC16 - TS16, TC17 - TS17 TC18-TS18 rộng sâu Kích thƣớc nhƣ hình 5.70 Hình 5.67 Kích thƣớc rãnh mài mẫu hàn TC16-TS16, TC17-TS17 TC18-TS18 91 Bƣớc Hàn lớp đắp mặt sau Hàn đƣờng hàn - Cƣờng độ dòng điện hàn: Ih = 200A - Các thông số khác theo theo hàn đƣờng bƣớc 5, mục 5.1.1.3 quy trình hàn TC1 - TS1 Hình 5.68 Hàn đƣờng hàn mẫu hàn TC16-TS16, TC17-TS17 TC18-TS18 Bƣớc Hàn lớp phủ mặt sau Hàn đƣờng hàn - Cƣờng độ dòng điện hàn: Ih = 160A - Các thông số khác theo theo hàn đƣờng bƣớc 5, mục 5.1.1.3 trình hàn TC1-TS1 Hình 5.69 Hàn đƣờng hàn Bảng 5.9 Bảng tổng hợp thơng số trung bình chế độ hàn mẫu TC16-TS16, TC17-TS17 TC18-TS18 Dây hàn phụ Đƣờng hàn Phƣơng Điện Tốc độ Cực Ampe áp hàn tính (A) (Vơn) (mm/phút) Đƣờng pháp hàn Dịng điện Ký hiệu kính (mm) Năng lƣợng đƣờng (KJ/mm) TIG ER309L 2,4 DCEN 140 12,2 154 0,665 TIG ER309L 2,4 DCEN 170 13,0 162 0,818 TIG ER309L 2,4 DCEN 180 13,8 165 0,903 TIG ER309L 2,4 DCEN 190 14,2 168 0,963 TIG ER309L 2,4 DCEN 200 15,0 172 1,046 92 TIG ER309L 2,4 DCEN 175 13,2 156 0,888 TIG ER309L 2,4 DCEN 175 13,2 158 0,877 TIG ER309L 2,4 DCEN 200 15,0 172 1,046 TIG ER309L 2,4 DCEN 160 12,8 156 0,787 5.4.4.4 Kiểm tra Kiểm tra ngoại dạng: Không phát khuyết tật nhƣng mẫu hàn TC16-TS16, TC17-TS17 TC18-TS18 có tƣợng biến dạng cong vênh tƣợng nhiệt Từ kết kiểm tra ngoại dạng hai mẫu TC16-TS16, TC17-TS17 TC18TS18 có tƣợng biến dạng cong vênh Vì quy trình chế tạo mẫu hàn TC16-TS16, TC17-TS17 TC18-TS18 không phù hợp để ứng dụng cho hàn hai vật liệu thép cacbon A516 Grade 60- thép khơng rỉ austenit SA240M SS316L Hình 5.70 Mẫu hàn TC16-TS16, TC17-TS17 TC18-TS18 bị biến dạng ảnh hƣởng nhiệt Nhận xét: - Qua thực nghiệm ba cƣờng độ dòng điện hàn I= 160(A), I= 180(A), I=200(A), tác giả thấy chất lƣợng sản phẩm hàn đạt tốt, thông qua phƣơng pháp kiểm tra DT NDT Nhƣ trình kéo phá hủy vật liệu không ảnh hƣởng đến mối hàn Tuy nhiên suất hàn chế độ hàn có thay đổi ứng với cƣờng độ dòng điện vận tốc hàn - Cƣờng độ dòng điện hàn I=160(A) - Đạt chất lƣợng tốt kiểm tra DT NDT Tuy nhiên tốc độ hàn hạn chế - Cƣờng độ dòng điện hàn I=180(A) - Đạt chất lƣợng tốt kiểm tra DT NDT Tốc độ hàn nhanh dẫn đến đạt suất - Cƣờng độ dòng điện hàn I=200(A) 93 - Đạt chất lƣợng tốt kiểm tra DT NDT Tốc độ hàn nhanh dẫn đến đạt suất hơn, nhiên hàn cƣờng độ dịng điện sản phẩm dẽ sinh biến dạng nhiệt nên sản phẩm bị biến dạng, cong vênh - Vì tác giả chọn chế độ hàn cƣờng độ dòng điện hàn I=180(A) cho hàn loại thép cacbon A516 G60 thép không rỉ austenit A240 316L có chiều dày 10mm phƣơng pháp hàn TIG 5.5 Tổng hợp kết Qua thí nghiệm kết kiểm tra tác giả xác định đƣợc thông số tối ƣu để hàn thép không rỉ A240 316L với thép bon A516 G60 phƣơng pháp hàn TIG với mẫu vật cho có kích thƣớc 250x100x10 đạt chất lƣợng suất nhƣ sau: Bảng 5.10 Bảng tổng hợp kết kiểm tra mẫu hàn ứng với chế độ hàn đạt suất chất lƣợng Cƣờng Độ bền kéo Độ bền uốn Vị trí đứt Đƣờng Tốc Năng kính độ lƣợng Giới que hàn hàn hạn hàn bù (mm/ (KJ/ chảy (mm) phút) mm) 150 2,4 137 0,778 170 452 33 130 38 15 - 20 mm 160 2,4 157 0,797 182 461 36 152 43 10 - 15 mm 180 2,4 160 0,887 185 468 38,1 165 46 - 10 mm độ dòng điện hàn (A) (MPa) Giới hạn bền kéo cực đại (MPa) 94 Độ giãn dài (mm) Góc mẫu kéo Độ bền uốn vật liệu uốn cực A516 cách vị đại trí hàn (MPa) (Độ) khoảng Giới hạn bền chảy, MPa 600 500 400 Giới hạn bền chảy Độ bền kéo cực đại 300 200 100 0.75 0.8 0.85 0.9 Năng lượng hàn, kJ/mm Hình 5.71 Quan hệ lƣợng hàn với giới hạn bền chảy độ bền kéo mối hàn Hình 5.72 Quan hệ lƣợng hàn với độ giãn dài cực đại 95 Hình 5.73 Quan hệ lƣợng hàn với độ bền uốn mối hàn Hình 5.74 Quan hệ lƣợng hàn với góc uốn cực đại mối hàn Qua kết thông số đo đƣợc bảng 5.10 sơ đồ thể quan hệ lƣợng hàn với độ giới hạn bền chảy độ bền kéo mối hàn (Hinh 5.74), độ giãn dài cực đại (Hinh 5.75), độ bền uốn mối hàn (Hinh 5.76), góc uốn cực đại mối hàn (Hinh 5.77), tác giả thấy sơ đồ có đặc điểm chung hàn với đƣờng kính que hàn bù 2,4 mm tăng cƣờng độ dịng điện hàn ứng với việc tăng tốc độ hàn lƣợng hàn đƣợc tăng lên, lúc độ giới hạn bền chảy độ bền kéo mối 96 hàn, độ giãn dài cực đại, độ bền uốn mối hàn, góc uốn cực đại tăng Tuy nhiên thông số độ giới hạn bền chảy độ bền kéo mối hàn tăng chậm Kết thông số để hàn đạt chất lƣợng suất cụ thể nhƣ sau Bảng 5.11 Bảng thông số hàn đạt suất chất lƣợng Cƣờng độ dòng điện hàn (A) 180 Độ bền kéo Đƣờng Tốc Năng kính độ lƣợng Giới que hàn hàn hạn hàn bù (mm/ (KJ/ chảy (mm) phút) mm) 2,4 160 0,887 (MPa) 185 Giới hạn bền kéo cực đại (MPa) 468 Độ bền uốn Độ giãn dài (mm) 38,1 Vị trí đứt Góc mẫu kéo Độ bền uốn vật liệu uốn cực A516 cách vị đại trí hàn (MPa) (Độ) 165 46 khoảng - 10 mm Tốc độ hàn thông số quan trọng thứ ảnh hƣởng đến lƣợng hàn đƣợc dùng để tăng suất hàn, việc chọn tốc độ hàn có ảnh hƣởng lớn đến nhiệt lƣợng cung cấp phù hợp cho mối hàn, tăng tốc độ hàn từ 137 mm/phút đến 160 mm/phút tốc độ 160 mm/phút phù hợp cho kết cấu mối hàn chọn, lƣợng đƣờng cung cấp phù hợp làm cho mối hàn không bị biến dạng, kết đo đƣợc tốc độ tăng độ bền uốn bền kéo tăng Do ứng với tốc độ hàn 160 mm/phút độ bền kéo đạt cực đại 468 Mpa, độ bền uốn đạt cực đại 165 Mpa Vị trí đứt mẫu thử ảnh hƣởng chất lƣợng mối hàn, qua kết ta thấy vị trí đứt thử kéo vị trí thép bon A516 khơng nằm vùng mối hàn, chọn vận tốc hàn phù hợp với thông số khác nhƣ cƣờng độ dòng điện, điện áp, cấu trúc mối hàn chất lƣợng mối hàn đƣợc nâng lên, kết thí nghiệm cho thấy tăng tốc độ hàn vị trí đứt mẫu kéo gần với mối hàn nhƣng không nằm mối hàn Do tốc độ hàn hợp lý 160mm/phút vị trí đứt mẫu kéo vật liệu A516 cách mối hàn 01 khoảng 5-10 mm - Trên sở kết mối hàn với thông số tổng hợp đạt chất lƣợng tốt kiểm tra DT NDT - Từ kết kiểm tra chụp X quang, siêu âm, kéo uốn hai mẫu TC13-TS13, TC14-TS14 TC15-TS15 khơng phát khuyết tật Vì tác giả xác định đƣợc thông số quy trình chế tạo mẫu hàn TC13-TS13, TC14TS14 TC15-TS15 nhƣ phù hợp để ứng dụng cho hàn hai vật liệu thép 97 cacbon A516 G60 - thép khơng rỉ austenit A240 316L (hình ảnh bảng tổng hợp chi tiết mục 5.4.3) Vậy với sở lý thuyết kết thực nghiệm tác giả chọn thông số tối ƣu để hàn thép không rỉ A240 316L với thép bon A516 G60 phƣơng pháp hàn TIG là: - Máy hàn: TIG AC/DC Hitachi Inverter 300GP - Vị trí hàn: 1G - Điện cực hàn: EWTh-2 Đƣờng kính điện cực hàn: 2,4 mm Cực tính: DCEN - Dây hàn phụ: AWS ER309L, Kobelco 2,4 mm - Khí bảo vệ: Argon Lƣu lƣơng khí: 12 lít/phút - Cƣờng độ dịng điện hàn: Ih = 180 Ampe Điện áp hàn: 13 Vôn - Tốc độ hàn: 160 mm/phút 98 CHƢƠNG KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ 6.1 Kết luận 6.1.1 Mục tiêu hoàn thành Qua q trình nghiên cứu luận văn hồn thành đƣợc mục tiêu: Nghiên cứu công nghệ hàn hai vật liệu thép cacbon A516 G60 thép không rỉ austenit A240 316L phƣơng pháp hàn TIG Từ nghiên cứu ứng xử thép cacbon thép khơng rỉ hàn TIG tính hàn hai vật liệu tác giả đề xuất số biện pháp quan trọng qui trình hàn Đƣa thông số hàn để thực thành cơng q trình hàn nâng cao chất lƣợng mối hàn hai vật liệu thép cacbon – thép không rỉ Cụ thể tác giả tìm đƣợc thơng số chế độ hàn nhƣ: Cƣờng độ dịng điện hàn, đƣờng kính que hàn bù, điện áp hàn, vận tốc hàn hợp lý để khống chế nhiệt độ đƣờng hàn lƣợng đƣờng không vƣợt giới hạn cho phép Chọn đƣợc vật liệu đắp (dây hàn phụ) phù hợp cho hàn hai vật liệu thép cacbon thấp A516 G60 thép không rỉ austenit A240 316L Kiểm tra đánh giá mẫu hàn phƣơng pháp chụp ảnh phóng xạ, siêu âm tổ hợp pha, thử tính băng phƣơng pháp kéo uốn mối hàn 6.1.2 Các kết thực tế Kết nghiên cứu xác định đƣợc chế độ hàn hợp lý thép bon 516 thép không rỉ 316L, đảm bảo mối hàn không khuyết tật, độ bền kéo đạt 104 % vật liệu Kết nghiên cứu xác định đƣợc chế độ hàn hợp lý thép bon 516 thép không rỉ 316L, đảm bảo mối hàn không khuyết tật, độ bền uốn đạt 85 % vật liệu nền, góc uốn đạt 102 % góc uốn vật liệu nền, suất hàn đạt cao 6.2 Kiến nghị Những hạn chế đề tài cần tiếp tục hoàn thiện là: 99 Các mẫu hàn dừng lại đánh giá kỹ thuật kiểm tra không phá hủy phá hủy Do số lƣợng mẫu, số lần thực nghiệm hạn chế Kích thƣớc khuyết tật dừng lại kích thƣớc theo chiều dài, chƣa đề cập đến kích thƣớc chiều cao, chiều rộng dung sai khuyết tật (hạn chế công nghệ thiết bị đo kiểm) Cần kiểm tra theo phƣơng pháp cắt quan sát trực tiếp Cần khảo sát cấu trúc độ cứng tế vi vùng hàn để hiểu chế hình thành mối hàn Cần khảo sát độ bền va đập độ bền mỏi, dự báo tuổi thọ mối hàn Cần nghiên cứu chế tạo mối hàn điều kiện hàn tự động để phát triển ứng dụng vào hàng công nghiệp 100 TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT [1] TS Ngơ Lê Thơng.Cơng nghệ hàn điện nóng chảy NXB Khoa Học Kỹ Thuật, 2005 [2] PGS, TS Hoàng Tùng, PGS, TS Nguyễn Thúc Hà, TS Ngô Lê Thông, KS Chu Văn Khang.Sổ tay hàn NXB Khoa học Kỹ thuật, 2007 [3] Trần Văn Niên, Trần Thế San Thực hành kỹ thuật Hàn – Gò NXB Đà Nẵng, 2001 [4] GS, TS.Trần Văn Địch, PGS, TS Ngơ Trí Phúc.Sổ tay thép giới NXB Khoa học Kỹ thuật, 2006 [5] Nguyễn Văn Dán, Nguyễn Ngọc Hà, Đặng Vũ Ngoạn, Trƣơng Văn Trƣờng Vật liệu kỹ thuật NXB Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh, 2002 [6] Nguyễn Đức Thắng (chủ biên) Đảm bảo chất lượng hàn NXB Khoa Học Và Kỹ Thuật Hà Nội, 2009 [7] Tổng cục Tiêu chuẩn – Đo lƣờng – Chất lƣợng Tuyển tập tiêu chuẩn quốc gia hàn, hàn đồng hàn vảy, 2010 [8] PGS, TS Nguyễn Thúc Hà, TS.Bùi Văn Hạnh, Ths Võ Văn Phong.Giáo trình cơng nghệ hàn NXB Giáo Dục Việt Nam, 2009 [9] Phan Văn Toản Nghiên cứu quy trình cơng nghệ chế tạo chi tiết mẫu có khuyết tật hàn Luận văn thạc sĩ, 2013 [10] Trần Đình Toại Nghiên cứu cơng nghệ hàn liên kết nhơm – thép q trình hàn TIG Luận án tiến sĩ kỹ thuật khí, 2013 TIẾNG NƢỚC NGOÀI [11] Kobeco Welding Handbook, Kobe Steel, Ltd Welding Company [12] Vikas Chauhan, Dr R S Jadoun Parametric Optimization of Migwelding for Stainless Steel (ss-304) Andlow Carbon Steel Using Taguchi Designmethod,1stInternational Conference on Research in Science, Engineering & Management (IOCRSEM 2014) 101 [13] M.T.Z Butt, M.S Ahmad and M Azhar Characterization for gtaw aisi 316 to aisi 316 & sa 516 grade 70 steels with welded & pre-welded annealing conditions, Journal of Quality and Technology Management, Volume VIII, Issue II, December 2012, Page 119-133 [14] Dr Muna K Abbas, Dr Kasim A Khalaf and Sami A Nawi Study of the mechanical and metallurgical properties of dissimilar welds, urnal of Engineering Number 1, Volume 13, March 2007 [15] Abdollah Bahador, Esah Hamzah, Mohd Fauzi Mamat Effect of filler metals on the mechanical properties of dissimilar welding of stainless steel 316L and carbon steel A516 GR 70, Jurnal Teknologi, Received July 2014, Received in revised form 17 March 2015, Accepted 17 June 2015 [16] Standard codes AWS D1.1 2010, AWS D1.6 2016, AWS A3.0, AWS A5.1, AWS A5.15, AWS A5.18, AWS D 9.1 [17] Standard codes ASME IX 2010, ASME B31.8-2010 [18] International Atomic Energy Agency Guidebook for the Fabrication of Non-Destructive Testing (NDT) Test Specimens - Training Course Series No 13 IAEA, 2001 [19] The Avesta Welding Manual Practice and Products for Stainless Steel Welding [20] John E Bringas, Handbook of Comparative World Steel Standards, 3rd Edition ASTM International, 2004 WEBSITE [21] http://ijater.com/Files/f2f70254-bbb7-48e5-a19e- 32738b18_IOCRSEMME_43.pdf [22] http://www.kskct.cz/images/materialy/en/avesta.pdf [23] http://www.ssina.com/download_a_file/weldingbook.pdf [24] http://www.steel-plate-sheets.com/steelgrade/ [25] http://maymoccongnghiep.com.vn/nguyen-ly-hoat-dong-cua-may-han- tig.html 102 [26] http://weldingdesign.com/processes/mechanical-weld-backing-methods [27] http://www.millerwelds.com/resources/articles/alloy-pipe-welding-TIG- GTAW-alloyed-/ [28] http://www.bocworldofwelding.com.au/media/pdf/welding%20consumable s-stainless%20steel.pdf 103 ... HÙNG NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA THÔNG SỐ HÀN ĐẾN CHẤT LƢỢNG MỐI HÀN GIỮA THÉP KHÔNG RỈ A240 316L VỚI THÉP CÁC BON A516 G60 BẰNG PHƢƠNG PHÁP HÀN TIG Ngành: LUẬN VĂN THẠC SĨ Kỹ thuật khí Mã số: 60520103... Tơi cam đoan kết đề tài ? ?Nghiên cứu ảnh hưởng thông số hàn đến chất lượng mối hàn thép không rỉ A240 316L với thép bon A516 G60 phương pháp hàn TIG? ?? cơng trình nghiên cứu cá nhân chƣa đƣợc công... suất cao 2.2 Nội dung nghiên cứu đề tài Kết cấu luận văn ? ?Nghiên cứu ảnh hưởng thông số hàn đến chất lượng mối hàn thép không rỉ A240 316L với thép bon A516 G60 phương pháp hàn TIG? ?? đƣợc thực bao