Đang tải... (xem toàn văn)
Bài viết nghiên cứu tổ chức và cơ tính lớp kim loại đắp trong hàn phục hồi chi tiết dạng trục làm từ thép C45 bằng phương pháp hàn lăn tiếp xúc dây hàn phụ C70. Chín thí nghiệm với chế độ hàn khác nhau đã được thực hiện để đánh giá tổ chức cũng như cơ tính của lớp hàn. Máy hàn điện tiếp xúc đường ARO 72500 kết hợp với đồ gá công nghệ được sử dụng trong quá trình thực nghiệm.
ISSN 2354-0575 NGHIÊN CỨU TỔ CHỨC VÀ CƠ TÍNH LỚP KIM LOẠI ĐẮP TRONG HÀN LĂN TIẾP XÚC PHỤC HỒI CHI TIẾT TRỤC Nguyễn Minh Tân, Lê Văn Thồi, Ngơ Thị Thảo Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên Ngày tòa soạn nhận báo: 10/10/2018 Ngày phản biện đánh giá sửa chữa: 06/11/2018 Ngày báo duyệt đăng: 16/11/2018 Tóm tắt: Bài báo nghiên cứu tổ chức tính lớp kim loại đắp hàn phục hồi chi tiết dạng trục làm từ thép C45 phương pháp hàn lăn tiếp xúc dây hàn phụ C70 Chín thí nghiệm với chế độ hàn khác thực để đánh giá tổ chức tính lớp hàn Máy hàn điện tiếp xúc đường ARO 72500 kết hợp với đồ gá cơng nghệ sử dụng q trình thực nghiệm Kết cho thấy tổ chức tế vi mối hàn gồm có mactenxit hình kim austenite dư, đồng thời liên kết kim loại hàn với kim loại nền, lớp hàn sau xung điện hàn ổn định thông qua kết tổ chức thô đại Độ bền liên kết lớp hàn đắp với trục cao đạt từ 80÷95% độ bền kéo kim loại (488N/mm2), độ cứng trung bình đạt cho tất mẫu hàn cao đảm bảo yêu cầu độ cứng chung cho chi tiết phục hồi (45÷55HRC) Bên cạnh đó, độ bền mịn mẫu hàn cao từ 1,24÷1.44 lần so với mẫu trục làm từ thép C45 cao tần Kết nghiên cứu khẳng định chất lượng phương pháp hàn lăn tiếp xúc phục hồi chi tiết dạng trục vật liệu phụ dây thép C70 tương đối cao ứng dụng cho vật liệu khác tương lai Từ khóa: Hàn lăn tiếp xúc; độ bền liên kết; độ bền mòn; độ cứng; tổ chức tế vi Tổng quan công nghệ hàn lăn tiếp xúc phục hồi chi tiết trục vật liệu dây thép Hiện có nhiều phương pháp phục hồi chi tiết máy bị mài mòn nghiên cứu áp dụng Những nghiên cứu dựa sở lý luận quy trình kỹ thuật tiên tiến để phục hồi chi tiết máy bị mài mòn như: phương pháp hàn điện cực rung, hàn cảm ứng, hàn lớp trợ dung, hàn khí, hàn plasma hàn nổ, phục hồi hàn khuếch tán,… Bên cạnh ưu điểm suất cao chất lượng tốt; nhiên phương pháp tồn số điểm hạn chế như: sử dụng để khôi phục bề mặt hình trụ trục với độ mài mịn nhỏ khó đảm bảo chất lượng phục hồi chi tiết máy yêu cầu đặt Một công nghệ sử dụng nhiều dùng phun phủ nhiệt với nhiều ưu điểm bật nhiên công nghệ tồn nhược điểm cho độ bền liên kết lớp phủ với lớp thấp Lượng kim loại phun phủ hao tổn lớn, độ xốp cao, tạo ơxít kim loại nhiều, môi trường làm việc chưa tốt [1,2] Phương pháp tiên tiến tiếp tục hoàn thiện để phục hồi chi tiết dạng trục hàn lăn tiếp xúc vật liệu phụ dây thép Mối hàn vật liệu phụ chi tiết hình thành lượng nhiệt sinh bề mặt tiếp xúc xung điện (định luật Joule) kết hợp với lực tác động lăn điện cực Phương pháp có nhiều ưu điểm so với phương pháp phục hồi dựa nóng chảy vật liệu phụ lượng hồ quang điện [3]: + Nhiệt nung nóng chi tiết nhỏ; + Khả hàn vật liệu phụ khác nhau; + Lớp bề mặt tơi rèn trực tiếp q trình hàn nhằm làm tăng độ bền cho chi tiết, chi tiết sau hàn cần gia cơng đạt kích thước độ nhám bề mặt làm việc mà không cần xử lý nhiệt nên tránh tượng như: bong tróc biến dạng…; + Tăng hiệu suất lên 2-3 lần; + Giảm hao phí vật liệu 3÷4 lần so với phương pháp hàn khác; + Không làm cháy hỏng chất hợp kim nâng cao điều kiện lao động Công nghệ hàn điện tiếp xúc phục hồi chi tiết máy dạng trục dựa nguyên lý hàn điện tiếp xúc đường gián đoạn thể hình [4,5,6,7,8] Chi tiết trục hàn phục hồi kẹp chặt truyền động quay mâm cặp mũi chống tâm Điện cực lăn quay đồng tốc, tịnh tiến theo phương dọc trục hàn tác dụng lực ép phù hợp để ép chặt dây kim loại vào bề mặt trục phồi hồi tạo đường xoắn ốc Đồng thời dịng xung điện có cường độ lớn cấp từ máy biến áp hàn thông qua cầu dao chạy qua vị trí tiếp xúc dây thép kim loại với trục phục hồi tạo lên lớp kim loại hàn đắp Phương pháp hàn điện tiếp xúc sử Khoa học & Công nghệ - Số 20/Tháng 12 - 2018 Journal of Science and Technology ISSN 2354-0575 dụng nghiên cứu có số đặc điểm [9]: Khơng cần dùng thuốc hàn hay khí bảo vệ; Chất lượng mối hàn cao, mối hàn không có xỉ; Năng suất quá trình hàn cao, chi tiết hàn biến dạng ít; Dễ khí hóa và tự động hóa quá trình hàn = 99mm), thành phần hóa học độ bền kéo kiểm tra Phịng thí ngiệm tính kỹ thuật cao - VINACOMIN liệt kê Bảng Bảng Thành phần hóa học mẫu trục thực nghiệm (%) C Si Mn Cr Ni S P 0,471 0,263 0,657 0,074 0,039 0,0078 0,0271 Bảng Độ bền kéo vật liệu thực nghiệm Chỉ Đơn vị Kết tiêu thử Mẫu1 Mẫu2 Mẫu3 Trung nghiệm bình Giới N/mm2 495 485 484 488 hạn bền - chi tiết máy; 2- dây hàn; 3- điện cực hàn kiểu lăn; 4- mâm cặp; 5-lớp phủ kim loại; Hình Sơ đồ hàn điện tiếp xúc phục hồi chi tiết trục vật liệu phụ dây thép + Với mục đích kiểm tra đánh giá độ bền liên kết lớp hàn đắp với nền, tác giả tiến hành tách chốt hình khỏi bề mặt đắp Mẫu trục thực nghiệm chế tạo Hình Phương pháp thực nghiệm 2.1 Thiết bị thực nghiệm Để tiến hành thực nghiệm tác giả kết hợp thiết bị hàn điện tiếp xúc đường ARO 72500 [10] sản xuất theo tiêu chuẩn NF A 82-020 Pháp với đồ gá chế tạo Hình Hình Mẫu trục thực nghiệm Hình Thiết bị hàn điện tiếp xúc phục hồi chi tiết trục vật liệu dây thép 2.2 Vật liệu a) Vật liệu trục thực nghiệm Các chi tiết trục sử dụng kết cấu máy ôtô, máy công cụ, máy nông nghiệp… thường chế tạo từ thép C45 Do tác giả lựa chọn nghiên cứu hàn đắp phục hồi trục thép C45 theo TCVN 1766 - 75 [11] có đường kính Ø = 100mm bị mài mòn 1mm (tức mẫu thực có Ø 10 + Các chốt kéo kiểm tra độ bền bám dính thiết kế có tiết diện đầu chốt Ø4, tương đương với diện tích tiếp xúc mối hàn Vật liệu chốt lấy từ vật liệu trục thực nghiệm Thân chốt chế tạo có độ tiêu chuẩn 1/50 để loại bỏ tượng ma sát kiểm tra kéo đứt Ở phần chốt có thiết kế ren để ăn khớp với kéo kéo đứt chốt khỏi mối hàn Hình Hình Chốt kiểm tra bền bám dính liên kết hàn Khoa học & Công nghệ - Số 20/Tháng 12 - 2018 Journal of Science and Technology ISSN 2354-0575 b) Vật liệu dây hàn phụ Tác giả lựa chọn vật liệu dây thép đàn hồi C70 theo tiêu chuẩn TCVN 1767:76 [12] có đường kính 1,8mm làm vật liệu dây hàn cho q trình thực nghiệm cơng nghệ hàn điện tiếp xúc phục hồi chi tiết dạng trục có thành phần hóa học kiểm tra Phịng thí ngiệm tính kỹ thuật cao VINACOMIN cho Bảng Bảng Thành phần hóa học dây hàn phụ (%) C Si Mn Cr Ni S P 0,672 0,176 0,527 0,0435 0,0275 0,0063 0,0057 2.3 Thông số công nghệ thực nghiệm Giá trị các thơng số thực nghiệm trình bày Bảng Bảng xác định dựa cơng trình nghiên cứu tương tự [4, 5, 6, 7] thí nghiệm thăm dị Bảng Thơng số cơng nghệ cố định Đường kính điện cực: D = 220mm Thời gian xung điện: ti = 0.04s Thời gian dừng xung điện: ti = 0.08s Bước tiến theo vòng xoắn ốc: St =2,5 mm/vòng Lưu lượng nước làm mát: Qn = lít/phút Bảng Thơng số công nghệ biến đổi STT Tên mẫu Chế độ hàn Ih (kA) F (kN) Vh (cm/s) Mẫu 6,5 1,7 1,5 Mẫu 6,5 2,0 1,75 Mẫu 6,5 2,3 2,0 Mẫu 7,5 1,7 1,75 Mẫu 7,5 2,0 2,0 Mẫu 7,5 2,3 1,5 Mẫu 8,5 1,7 2,0 Mẫu 8,5 2,0 1,5 Mẫu 8,5 2,3 1,75 Hình Bề mặt mẫu hàn thực nghiệm - Khi hàn mẫu M3 với chế độ hàn Ih = 6,5kA; F = 2,3kN; Vh = 2,0cm/s Mẫu thực nghiệm hàn với dòng điện mức thấp, lực ép mức cao, tốc độ hàn mức cao Nói cách khác mẫu hàn có mức tác động nhiệt thấp tác dụng thời gian ngắn, khả biến dạng dẻo dây hàn phụ cho dù lực ép cao Cho thấy bề mặt mối hàn biến dạng nhiệt mức độ thấp hơn, đường hàn theo vịng xoắn ốc có chồn lún khơng hồn tồn, có tách biệt rõ thể ảnh chụp sát bề mặt đắp thể Hình 6-a - Khi hàn mẫu M8 với chế độ hàn Ih = 8,5kA; F = 2,0kN; Vh = 1,5cm/s Tức mẫu hàn với mức nhiệt cao khoảng thời gian dài lực ép trung bình Quan sát bề mặt mối hàn cho thấy vẩy hàn xếp đều, biến dạng nhiệt lớn vẩy hàn có hướng dồn ngược so với hướng bước tiến trục hàn Các lớp hàn liền kề theo đường xoắn ốc dàn khơng cịn để lại khe rãnh Mối hàn có độ bám cao song bề mặt có vài chỗ tồn vẩy sờm thể Hình 6-b Kết nghiên cứu thảo luận 3.1 Cấu trúc lớp hàn a) Tổ chức thơ đại mối hàn • Hình dạng bề mặt mối hàn Hình dạng bề mặt mối hàn mẫu thực nghiệm với chế độ hàn lựa chọn theo Bảng 5, có bề mặt hàn đắp tương đối đồng Các vẩy hàn xếp có độ kết dính tốt, khu vực hàn phục hồi đảm bảo độ che phủ yêu cầu Khoa học & Công nghệ - Số 20/Tháng 12 - 2018 M3: Ih = 6,5kA; F = 2,3kN; Vh= 2,0cm/s a) M8: Ih = 8,5kA; F = 2,0kN; Vh = 1,5cm/s b) Hình Bề mặt mẫu hàn M3, M8 Journal of Science and Technology 11 ISSN 2354-0575 • Tổ chức thơ đại mối hàn M3: Ih = 6,5kA; F = 2,3kN; Vh = 2,0cm/s M4: Ih = 7,5kA; F = 1,7kN; Vh = 1,75cm/s M5: Ih = 7,5kA; F = 2,0kN; Vh = 2,0cm/s M8: Ih = 8,5kA; F = 2,0kN; Vh = 1,5cm/s Hình Tổ chức thơ đại mẫu hàn 16x + Dựa kết hình ảnh chụp tổ chức thô đại mối hàn cho thấy liên kết ổn định kim loại hai lớp hàn, kim loại hàn với kim loại nền, lớp hàn sau xung điện hàn + Các vùng liên kết có phân biệt rõ ràng, vùng liên kết tiếp giáp, vùng ảnh hưởng nhiệt nhỏ Điều giải thích q trình hàn kim loại hàn khơng bị nóng chảy mà có vùng tiếp giáp (vùng tạo điện trở tiếp xúc) có tượng chảy dẻo, kim loại hòa trộn, khuếch tán tạo liên kết vùng hẹp Q trình hàn khơng có nóng chảy kim loại hàn kim loại nền, hòa trộn chúng nhỏ nên độ cứng cấu trúc đồng so với hàn nóng chảy + Tổ chức vật liệu ban đầu gồm hai thành phần pha ferit sáng peclit tối, tổ chức sau hàn lại tổ chức mactenxit hình kim (màu tối) austenit (màu sáng), điều giải thích nguyên nhân tác động nhiệt trình hàn làm pha ferit peclit chuyến biến thành pha austenit Ngay sau mối hàn làm nguội nhanh dòng nước làm mát, tốc độ nguội vượt tốc độ tơi tới hạn Do phần lớn pha austenit khơng kịp chuyển biến thành hỗn hợp feritxementit, mà có chuyển biến thù hình (chuyển kiểu mạng tinh thể) từ tổ chức austenit (tâm mặt) chuyển thành mactenxit (chính phương tâm khối) Q trình chuyển biến làm nguội khơng liên tục hoàn toàn, nên tổ chức mối hàn tồn tổ chức austenit dư (màu sáng) + Tổ chức mactenxit tổ chức không ổn định xuất mối hàn làm cho độ cứng độ bền mòn tăng lên đáng kể + Khi hàn với dòng điện mức cao (năng lượng nhiệt tác dụng lớn), tốc độ hàn chậm (thời gian giữ nhiệt lâu) Đó điều kiện để tổ chức ferit, peclit chuyển biến thành austenit nung chuyển tiếp sang tổ chức mactenxit làm nguội + Từ hình ảnh chụp tổ chức tế vi cho thấy mật độ mactenxit hình kim dày đặc thể mẫu hàn M1, M8 Thông qua việc nghiên cứu tổ chức tế vi phần đánh giá độ cứng lớp hàn đắp mẫu có mật độ mactenxit cao độ cứng tương ứng cao c) Tổ chức tế vi vùng tiếp giáp kim loại hàn với kim loại trục b) Tổ chức tế vi lớp hàn đắp M1: Ih = 6,5kA; F = 1,7kN; Vh = 1,5cm/s M5: Ih = 7,5kA; F = 2,0kN; Vh = 2,0cm/s M4: Ih = 7,5kA; F = 1,7kN; Vh = 1,75cm/s M7: Ih = 8,5kA; F = 1,7kN; Vh = 2,0cm/s M8: Ih = 8,5kA; F = 2,0kN; Vh = 1,5cm/s M3: Ih = 6,5kA; F = 2,3kN; Vh = 2,0cm/s M8: Ih = 8,5kA; F = 2,0kN; Vh = 1,5cm/s Hình Tổ chức tế vi mối hàn 500x 12 M3: Ih = 6,5kA; F = 2,3kN; Vh = 2,0cm/s Hình Tổ chức tế vi vùng tiếp giáp kim loại hàn với kim loại trục 500x + Kim loại vùng hàn vùng kim loại phân biệt rõ ràng Tổng quan cho thấy Khoa học & Công nghệ - Số 20/Tháng 12 - 2018 Journal of Science and Technology ISSN 2354-0575 vùng mối hàn có màu tối so với vùng kim loại Điều giải thích lớp hàn có tỷ lệ cacbon cao nhiệt tác động nhiều, ứng suất dư tồn lớn nên có khả bị ăn mòn cao sử dụng hóa chất tẩm thực + Các mẫu hàn thực nghiệm thể chuyển tiếp kim loại hai vùng tiếp giáp tốt mẫu hàn có dòng cao, lực ép nhỏ tốc độ thấp Tuy nhiên độ ổn định liên kết cho thấy mẫu thực nghiệm hàn với dòng điện hàn mức trung bình M4 + Các mẫu hàn với dòng điện mức thấp tốc độ hàn lớn cho thấy khả liên kết chưa tốt, vùng tiếp giáp xuất đường phân ranh giới rõ rệt, tượng cho thấy thông qua ảnh chụp tế vi vùng tiếp giáp mẫu M3 + Các mẫu hàn với dòng điện mức cao mẫu M7, M8 cho thấy liên kết vùng kim loại hàn với vùng kim loại tốt Tuy nhiên mẫu có xuất vết màu đen nhiều Đặc biệt mẫu số M8 khó phân biệt ranh giới vùng xuất vết đen nhiều Hiện tượng giải thích ngun nhân hàn dịng cao, tốc độ thấp lực ép trung bình, tức nhiệt cung cấp dư thừa với lực ép lớn tạo tượng kim loại chảy tràn sang vùng chưa hàn nhiều hơn, bắn tóe kim loại nhiều nguyên nhân làm giảm chất chất lượng liên kết hàn 3.2 Cơ tính mối hàn a) Độ bền liên kết lớp hàn đắp với trục Kết độ bền liên kết lớp hàn đắp với thể Hình 10 Bảng sau: Hình 10 Bề mặt chốt tách khỏi lớp hàn 8,5 2,0 1,5 451 8,5 2,3 1,75 430 Hình cho thấy bề mặt chốt nón sau tách khỏi lớp hàn tượng bong tách lớp mà bị xé đứt cho thấy độ bền liên kết cao phương pháp hàn nghiên cứu Bảng cho thấy tăng dòng điện hàn, giảm lực ép giảm tốc độ hàn độ bền có xu hướng tăng lên Các mẫu có dịng hàn mức thấp, lực ép tốc độ hàn mức trung bình cao độ bền liên kết lớp hàn đắp với đạt kết thấp tương đối nhiều (M2, M3) so với mẫu hàn khác Khi hàn với dịng hàn mức trung bình, lực ép mức thấp trung bình có kết liên kết lớp hàn đắp với cao (M4, M5) Các kết độ bền liên kết lớp hàn đắp với phản ánh phù hợp thông qua ảnh chụp tổ chức thơ đại trình bày Hình Các mẫu hàn M4, M5, M6 có vùng chuyển tiếp lớp đắp với kim loại có ổn định tốt, cịn mẫu M2, M3 có phần ổn định Độ bền liên kết lớp hàn đắp với thể rõ thông qua ảnh chụp tổ chức tế vi hình Bề mặt liên kết tiếp giáp mẫu hàn M2, M3 khơng ổn định, liên kết có phân vùng tách biệt vùng hàn với Còn lại mẫu khác có liên kết ổn định đồng nhiều Độ bền liên kết lớp hàn đắp với trục cao đạt từ 80÷95% độ bền kéo kim loại (488N/mm2) b) Độ cứng kim loại mối hàn Khi phục hồi chi tiết dạng trục sử dụng công nghệ hàn lăn tiếp xúc vật liệu phụ dây thép độ cứng bề mặt hàn đắp phụ thuộc vào yếu tố chế độ nhiệt tác động, lưu lượng nước làm mát, bước tiến hàn, thành phần hóa học lớp hàn đắp Kết đo độ cứng thực 05 vị trí đo khác bề mặt mẫu hàn thực nghiệm, giá trị độ cứng chung mẫu thực nghiệm giá trị trung bình sau 05 lần đo, thể Bảng Bảng Độ cứng thô đại bề mặt lớp hàn đắp Bảng Kết đo độ bền liên kết lớp hàn đắp với trục Mẫu Ih (kA) 6,5 6,5 6,5 7,5 7,5 7,5 8,5 F (kN) 1,7 2,0 2,3 1,7 2,0 2,3 1,7 Vh (cm/s) 1,5 1,75 1,75 1,5 σb (N/mm2) 440 424 393 467 446 443 438 Khoa học & Công nghệ - Số 20/Tháng 12 - 2018 STT Tên Ih F Vh Trungbình Mẫu (kA) (kN) (cm/s) (HRC) Mẫu 01 6,5 1,7 1,5 53 Mẫu 02 6,5 2,0 1,75 49 Mẫu 03 6,5 2,3 2,0 47 Mẫu 04 7,5 1,7 1,75 51 Mẫu 05 7,5 2,0 2,0 50 Mẫu 06 7,5 2,3 1,5 52 Mẫu 07 8,5 1,7 2,0 54 Mẫu 08 8,5 2,0 1,5 55 Mẫu 09 8,5 2,3 1,75 51 Journal of Science and Technology 13 ISSN 2354-0575 Kết đo độ cứng thô đại cho thấy, hàn với dòng điện mức cao, tốc độ hàn chậm tức mối hàn bị tác động nhiệt cao giữ thời gian dài độ cứng bề mặt tăng lên mẫu M1, M7, M8 Ngược lại hàn với dòng nhỏ tốc độ hàn nhanh, mức tác động nhiệt nhỏ độ cứng mối hàn thấp mẫu M2, M3 Yếu tố ảnh hưởng mạnh đến độ cứng lớp hàn đắp yếu tố bề mặt đắp diễn trình hàn tốc độ làm nguội nhanh lăn điện cực nguồn nước làm mát trục từ bên Do tổ chức nhận sau hàn mactenxit có độ cứng cao, điều giải thích hình ảnh chụp tổ chức tế vi lớp hàn Hình Với việc lựa chọn vật liệu dây hàn, thông số công nghệ trình thực nghiệm cho thấy mẫu thực nghiệm đạt độ cứng cao, đảm bảo yêu cầu độ cứng chung đặt cho chi tiết phục hồi 45÷55HRC Dựa kết độ cứng đạt chi tiết trục phục hồi không cần phải gia công nhiệt luyện sau hàn, ưu điểm trội mà công nghệ mang lại, chi tiết tránh tượng biến dạng nhiệt, bong tróc lớp đắp q trình nhiệt luyện sau hàn xảy c) Độ bền mòn kim loại mối hàn Lượng mài mòn mẫu thử hàn kiểm tra cho giá trị Bảng 8: Bảng Kết kiểm tra mài mòn mẫu thử mẫu hàn thực nghiệm TT Ih F Vh ΔP (g) (kA) (kN) (cm/s) M1 6,5 1,7 1,5 0.0144 M2 6,5 2,0 1,75 0.0164 M3 6,5 2,3 2,0 0.0163 M4 7,5 1,7 1,75 0.0150 M5 7,5 2,0 2,0 0.0154 M6 7,5 2,3 1,5 0.0148 M7 8,5 1,7 2,0 0.0140 M8 8,5 2,0 1,5 0.0143 M9 8,5 2,3 1,75 0.0151 Kết Bảng cho thấy độ bền mòn mẫu hàn có tương quan với độ cứng lớp hàn đắp Các mẫu có độ cứng cao M1, M6, M7, M8 có độ bền mịn tương đương cao, mẫu có độ cứng thấp tương quan độ bền mòn thấp Kết kiểm tra mài mịn cho thấy mẫu thử có độ cứng cao (M8) lại khơng phải mẫu có độ bền mịn cao nhất, cịn mẫu M7 có độ bền mịn lớn có độ cứng khơng phải cao nhất, mẫu M3 có độ cứng thấp có độ bền mòn cao mẫu M2 Các nguyên nhân giải thích tổ chức lớp hàn khơng thể có đồng 14 Tên mẫu tổ chức đúc, ngồi q trình hàn có xảy vùng ram kim loại sau vịng xoắn trục • Đánh giá độ bền mịn trục hàn phục hồi với trục chế tạo làm từ thép C45 cải thiện Để đánh giá độ bền mòn trục hàn phục hồi hàn lăn tiếp xúc dây thép phụ C70, tiến hành so sánh độ mài mòn mẫu hàn với mẫu làm từ vật liệu C45 tơi bề mặt dịng cao tần độ cứng (đặc trưng cho chi tiết trục chế tạo cải thiện) Mẫu thép C45 cứng bề mặt đạt độ cứng 54 HRC chế tạo kiểm tra mài mòn với chế độ thiết bị giống mẫu hàn Kết kiểm tra thử mịn mẫu thử từ thép C45 tơi cao tần đưa Bảng Bảng Kết kiểm tra mài mòn mẫu thử mẫu thép C45 cao tần TT Tên mẫu Độ cứng (HRC) M1c 54 M2c 54 Trung bình ΔP (g) 0.0205 0.0199 0,0202 Từ bảng kết 7, lượng mòn mẫu thử lấy từ mẫu hàn M7 có độ cứng 54HRC có lượng mịn 0.0140 (g), nhỏ 1,44 lần so với lượng mòn trung bình mẫu thử mịn từ thép C45 tơi cao tần có độ cứng Mẫu hàn có độ cứng thấp M3 lượng mòn 0,0163 (g), nhỏ 1,24 lần so với mẫu thử mòn C45 Tức độ bền mòn mẫu M7 gấp khoảng 1,44 lần M3 gấp khoảng 1,24 lần so với mẫu thép C45 tơi cao tần Độ bền mịn kim loại lớp hàn đắp đạt mức cao, độ bền liên kết lớp hàn với đạt mức cao (80÷95% độ bền kim loại bản) Ngồi ra, kết đánh giá độ mòn mẫu hàn mẫu thép C45 tơi cao tần cịn thể thơng qua hình ảnh chụp SEM Hình 11 a,c- mẫu hàn M7 độ phóng đại 2000x 5000x; b,d- mẫu M1c độ phóng đại 2000x 5000x Hình 11 Ảnh chụp SEM bề mặt mẫu thử sau kiểm tra mài mịn Khoa học & Cơng nghệ - Số 20/Tháng 12 - 2018 Journal of Science and Technology ISSN 2354-0575 Trên hình ảnh chụp SEM bề mặt mẫu thử mòn cho thấy mẫu thử lấy từ mẫu thép C45 tơi cao tần có vết mài mịn rộng sâu nhiều so với mẫu thử mòn lấy từ mẫu hàn M7 Thông qua kết độ bền liên kết, độ cứng độ bền mòn khẳng định chất lượng phương pháp hàn lăn tiếp xúc phục hồi chi tiết dạng trục vật liệu phụ dây thép C70 tương đối cao Kết luận - Các mẫu hàn với dòng điện lớn, tốc độ chậm tức chế độ nhiệt tác động mức cao thời gian dài tổ chức lớp hàn đắp có mật độ pha mactenxit dày đặc cho độ cứng trung bình lớp đắp cao - Các mẫu hàn với mức dịng điện trung bình, tốc độ hàn lực ép điện cực mức thấp có vùng tiếp giáp kim loại lớp hàn với kim loại có chuyển tiếp tốt có giá trị độ bền liên kết cao - Độ cứng trung bình mẫu hàn đáp ứng yêu cầu chi tiết phục hồi mà không cần phải nhiệt luyện sau hàn - Các mẫu hàn có độ cứng cao, tương ứng có độ bền mòn cao Độ bền mòn trục hàn phục hồi cao gấp khoảng 1,44 lần so với mẫu trục làm từ thép C45 cao tần có độ cứng, độ bền liên kết đạt mức cao khoảng 80÷95% độ bền kéo kim loại Tài liệu tham khảo [1] Hồng Tùng, Cơng nghệ phun phủ ứng dụng, NXB Khoa học & Kỹ thuật, Hà Nội, 2006 [2] L Pawlowski, The Science and Engineering of Thermal Spray Coatings, JohnWiley&Sons, Ltd ISBN: 978-0-471-49049-4, 2008 [3] Клименко, Ю.В Электроконтакная наплавка, Ю.В Клименко - М.: Металлургия, 1978 - 128 с [4] M.Z Nafikov, A method for the determination of the plastic deformation resistance of filler wires in electric resistance surfacing Welding International, 2009, Vol 23, No 11, pp 861–864 [5] M.Z Nafikov, Formalized description of the process of formation of the welded joint in resistance welding of wires Welding International, 2015, Vol 29, No 6, pp 466–470, DOI: 10.1080/09507116.2014.941670 [6] M.Z Nafikov, Reconditioning of shafts by electric resistance welding of two steel wires Welding International, 2016, Vol 30, No 3, pp 236–243, ISSN: 0950-7116 [7] V.A Du brovskii, V.V Bulychev and A.I Ponomarev, Preventing splashing in electrical resistance surfacing with a wire of 40Cr13 steel, Welding International, 2003, Vol 17, No 11, pp 895-898 [8] Y.u V Klimenko, Electrical resistance surfacing of metals with melting of the boundary layer Svar Proiz, 1981, 8, pp 20–21 [9] IWE, International Welding Engineer, Copyright by GSI SLV Duisburg, 2015 [10] ARO, User’s Manua Mos Machines Sing-Phase seam whel , ARO 1, avenue de Tours – 72500 Chateau-Du-Loir – France, 2003 [11] TCVN 1766-75, Thép bon kết cấu chất lượng tốt, Tiêu chuẩn Quốc Gia Việt Nam [12] TCVN 1767 – 75, Thép đàn hồi - Mác thép yêu cầu kỹ thuật, Tiêu chuẩn Quốc Gia Việt Nam STUDY ON STRUCTURE AND MECHINCAL PROPERTIES OF WELD FOR HARDFACING BY RESISTANCE SEAM WELDING Abstract: Present paper studies on structure and mechanical properties of metal weld on a C45 shaft by resistance seam welding with C70 steel wire Nine experiments with different welding parameters were performed to evaluate the welded structure as well as mechanical properties ARO 72500 welding machine combined with fixtures was used in the experiemental process Results show that welded microstructure included needle-shaped martensite and rest austenite In addition, it is observed that bonding between welded and parent metal, and between welded layers after each electric pulse is quite stable through macrostructure Bonding strength of welding layer with base metal of the shaft reached about 80 ÷ 95% tensile strength of base metal (488N/mm2); while average hardness of all welding specimens was quite large ensuring the hardness requirement of recovery details (45÷55HRC) Besides, wear resistance of welding samples was 1.24 ÷ 1.44 times higher than that of the new shaft made from C45 steel with high-frequency hardening From obtained results, it is confirmed that the quality of the resistance seam welding method for recovering the shaft with C70 steel wire is relatively good and can be applied to other materials in the future Keywords: Resistance seam welding; bonding strength; wear resistance; hardness; micro structure Khoa học & Công nghệ - Số 20/Tháng 12 - 2018 Journal of Science and Technology 15 ... việc nghiên cứu tổ chức tế vi phần đánh giá độ cứng lớp hàn đắp mẫu có mật độ mactenxit cao độ cứng tương ứng cao c) Tổ chức tế vi vùng tiếp giáp kim loại hàn với kim loại trục b) Tổ chức tế vi lớp. .. 1,5cm/s Hình Tổ chức thô đại mẫu hàn 16x + Dựa kết hình ảnh chụp tổ chức thơ đại mối hàn cho thấy liên kết ổn định kim loại hai lớp hàn, kim loại hàn với kim loại nền, lớp hàn sau xung điện hàn + Các... 1,5cm/s Hình Tổ chức tế vi mối hàn 500x 12 M3: Ih = 6,5kA; F = 2,3kN; Vh = 2,0cm/s Hình Tổ chức tế vi vùng tiếp giáp kim loại hàn với kim loại trục 500x + Kim loại vùng hàn vùng kim loại phân biệt