Bài giảng Công nghệ hàn điện nóng chảy – Chương 3: Công nghệ hàn thép hợp kim thấp

Bài giảng Công nghệ hàn điện nóng chảy – Chương 3: Công nghệ hàn thép hợp kim thấp. Những nội dung chính được trình bày trong bài giảng gồm có: Đặc điểm và tính hàn của thép hợp kim thấp, công nghệ hàn thép hợp kim thấp tôi và ram, công nghệ hàn thép hợp kim thấp chịu nhiệt, công nghệ hàn thép độ bền cực cao có nồng độ cacbon trung bình.

Cơng ngh hàn n nóng ch y CH HK9 2005-06 NG 3: CÔNG NGH HÀN THÉP H P KIM TH P 3.1 c m tính hàn c a thép h p kim th p 3.2 Công ngh hàn thép h p kim th p ram 3.3 Công ngh hàn thép h p kim th p ch u nhi t 3.4 Công ngh hàn thép đ b n c c cao có n ng đ cacbon trung bình Ngơ Lê Thơng, B/m Hàn CNKL, HBK Hanoi CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 1 Cơng ngh hàn n nóng ch y 3.1 HK9 2005-06 c m v tín h hà n c a thé p h p ki m th p • P h â n lo i: – A I SI: thé p h p ki m th p ≤ % n g u y ê n t h p ki m – L B N g a : thé p h p ki m th p ÷ % ; thép h p k i m tru n g bìn h ÷ % n g u y ê n t h p ki m – C h ú n g ta tì m hi u lo i: thép h p k i m th p ch u nhi t; thé p đ b n c c cao n n g đ cac b o n tru n g bìn h • S o v i lo i thé p bi t: – C n s d n g bi n p h p c ô n g n g h đ c bi t k hi hà n – L ý d o: n n g đ cac b o n v n g u y ê n t h p ki m l n h n n hi u, v ù n g n h h n g n hi t r t n h y c m v i ch u trìn h n hi t hà n (ch đ h n) – gi m t c đ n g u i c a v ù n g n h h n g n hi t, c n s d n g bi n p h p cô n g n g h đ c bi t k hi h n C h tha y đ i c h đ h n: không đ N g ô L ê T h ô n g, B/ m H n C N K L , H B K H a n oi CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 2 Cơng ngh hàn n nóng ch y 3.1 HK9 2005-06 c m tính hàn c a thép h p kim th p ng h c trình phân h y austenit hàn Ngơ Lê Thơng, B/m Hàn CNKL, HBK Hanoi CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Công ngh hàn n nóng ch y 3.1 T HK9 2005-06 c m tính hàn c a thép h p kim th p đ ng h c trình phân h y austenit: • Xu t hi n hai xu h ng đ i l p: – N u t c đ nung hàn nh t’+t” dài: h t austenit t ng tính n đ nh kích th c c tr ng cho thép khơng ch a ho c ch a l ng nh nguyên t t o cacbit (Cr, Mo, V, v.v.) H qu : khu v c tơi khơng hồn tồn s d ch chuy n v phía có t c đ ngu i nh (h t thơ, suy gi m tính d o, đ dai va đ p vùng nh h ng nhi t) – Ng c l i, n u t c đ nung hàn l n t’+t” ng n: m c đ đ ng nh t hóa tính n đ nh c a austenit gi m c tr ng cho thép ch a nguyên t t o cacbit H qu : khu v c khơng hồn tồn s d ch chuy n v phía có t c đ ngu i l n (vùng nh h ng nhi t b giịn mactenzit, có th n t) Ngô Lê Thông, B/m Hàn CN K L, H B K Hanoi CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 4 Công ngh hàn n nóng ch y 3.1 HK9 2005-06 c m tính hàn c a thép h p kim th p Có t ng quan gi a s thay đ i c tính c a kim lo i vùng nh h ng nhi t v i t c đ ngu i th i gian t’+t” • C n xác đ nh kho ng t c đ ngu i gi i h n ch n giá tr tính tốn theo t l ph n tr m martenzit t ch c kim lo i vùng nh h ng nhi t b o đ m c tính thích h p c a cho m c đích s d ng: – Khi hàn thép đ b n cao: 20 – 30% mactenzit – Cho t i 50% mactenzit: ch cho phép hàn k t c u có đ c ng v ng nh (có th co dãn t do) ho c n u sau hàn có ti n hành nhi t luy n • T l martenzit đ c phép D i t c đ ngu i c n thi t Ngô Lê Thông, B/m Hàn CNKL, HBK Hanoi CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 5 Công ngh hàn n nóng ch y 3.1 HK9 2005-06 c m v tính hàn c a thép h p kim th p V i m i lo i thép h p kim th p , có m t d i t c đ n g u i t i u w o pt (t w đ n w ), tro n g kh n g xu t hi n n t v ù n g n h h n g nh i t c tính đ c coi đ t yêu c u • G iá tr w o pt th n g đ c áp d n g cho 50 ÷ 0 o C (vù n g n đ nh nh t c a austenit) – K hi w > w : vù n g n h h n g nh i t b m n h, tính d o gi m – K hi w < w : x y hi n t n g t n g kích th c h t vù n g n h h n g nhi t, tính d o đ dai va đ p c a b suy gi m • Bi n pháp th s b n g dù n g nh t đ b o đ m w o pt nun g n g N g Lê T hô n g, B/ m H n C N K L, H B K H a n oi CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 6 Cơng ngh hàn n nóng ch y HK9 2005-06 3.2 Công ngh hàn thép h p ki m th p tơi ram • Ki m lo i c b n: c u trúc mactenzit (so v i thép H S L A: ch c u trúc ferit, peclit) – Gi i h n ch y 0,10÷0,25 % C – M n, Si, Cr, Ni, có đ b n đ – c đ c bi y u có 350÷1240 M P a, tr ng thái ram ( Q T steel), ch a t M o , V, Ti, B, Cu, Nb (đ t o t ch c mactenzit bainit d dai va đ p t t) t n c t 815÷8 70 o C m 540÷595 o C i • C ác mác thép tiêu bi u: – ASTM – ASTM thi t b – ASTM A 537 c p Gr B (thi t b áp l c) A 514/517: ví d T-1(xe cơng trình, c u, tịa nhà, thi t b x áp l c đ ng h m d n n c) A 543: ví d H Y-80, H Y-100; H Y-130 (k t c u ngồi kh i) ng cán, • C ng ngh hàn: – Bi n pháp công ngh đ c bi t nh m kh ng ch t c đ ngu i c a kim lo i vùng nh h n g nhi t c a c kim lo i m i hàn – K h ô ng c n nhi t luy n b sung sau hàn, tr th t c n thi t m kh ng su t d T i sao? N g ô Lê Thông, B/ m H àn CN K L, H B K H anoi CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 7 Cơng ngh hàn n nóng ch y HK9 2005-06 3.2 Công ngh hàn thép h p kim th p tơi ram • Thí d hàn thép A537 Gr B: – C u trúc h t m n, đ c tơi ram đ có đ b n đ dai va đ p cao (20J t i – 60 o C) cho chi u dày đ n 100 mm Cr, Ni, Mo, V c i thi n tính nhi t luy n c a thép – ng d ng: b ch a, bình ch a áp l c k t c u nhi t đ th p Tính ch t Thành ph n hóa h c [%] b n [M Pa] Gi i h n ch y [ MPa] dãn dài t ng đ i [%] A 537 A (th ng hóa) 0,24 C (tiêu bi u max 0,20); 0,70÷1,35 Mn (tiêu bi u 1,00); max 0,035 P; max 0,040 S; 0,15÷0,50 Si; Al đ t o h t m n; max 0,35 Cr; m ax 0,25 Ni; max 0,25 Cu; max 0,08 Mo 480÷620 550÷690 345 410 22 22 N gơ Lê Thơng, B/m Hàn CN K L, H B K Hanoi CuuDuongThanCong.com A 537 B (Q & T) https://fb.com/tailieudientucntt 8 Công ngh hàn n nóng ch y HK9 2005-06 3.2 C ô n g ng h hàn thép h p ki m th p tơi m • T hí d hàn thép A G r B : – V t li u hàn ch a hydro – N u n g nóng s b : theo chi m c đ c n g v ng c – K i m lo i m i hàn: c n có đ đ th p nh c a kim lo i c b – Q u e hàn: u dày t m , nhi t đ bên a liên k t (40÷100 o C ) b n, đ dai va đ p nhi t n • A W S E 80 C (ch a % Ni) ho c E 8 C (ch a % Ni): m i t th hàn • E 8 C (ch a % Ni) ch đáp ng yêu c u v đ dai va đ p cho hàn t th hàn s p T i sao? – Hàn d i l p thu c: • H n nhi u l p v i t c đ cao hay hàn l p v i t c đ th p? • D â y hàn 2,5 Ni-C u ho c Ni- M n- M o (M I L- 0 C v i %: 0,04 C; 1,6 M n; 0,30 Si; 0,30 M o; 1,7 Ni 0,005 S; 0,005 P) N g ô L ê T h ô n g, B/ m H àn C N K L, H B K H an oi CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 9 Công ngh hàn n nóng ch y HK9 2005-06 3.2 Cơng ngh hàn thép h p kim th p tơi ram • Thí d hàn thép ram n ng đ cacbon th p T-1 (thép ASTM A514/A517): – đ c h p kim hóa b ng nhi u nguyên t có ch a bo (B) – gi i h n ch y t i thi u 690 MPa – k t c u xe cơng trình, thi t b di đ ng c u, tịa nhà, bình ch a áp l c, b ch a, đ ng h m d n n c, tàu bi n, v.v – tr ng thái tơi ram có c u trúc bainit ram t i mactenzit ram (tôi n c t 890 o C ram thi u 620 o C) Ngô Lê Thông, B/m Hàn CN K L, H B K Hanoi CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 10 10 Công ngh hàn n nóng ch y HK9 2005-06 C ô n g n g h h n thé p đ b n c c ca o c ó n n g đ c a c b o n tru n g bìn h T í n h th i gia n tác đ n g t n g đ i c a n g u n n hi t (t n g th i gia n h n đ y n b đ o n h n, k c th i gia n giá n đ o n): l bt c = b v ⎞ ⎛ n −1 ⎜⎜ + ⎟⎟ ⎠ ⎝ kc = α/ c ρ δ, h s tín h đ n s t n n hi t b m t, [1/s] h s c h y c a h q u a n g, [-] t ng s l p hàn t c đ h n [c m/ s ] c hi u d i đ o n h n [c m ] b: kc: n: v: l: N g ô L ê T h ô n g , B/ m H n C N K L , H B K H a n oi • T đ c 29 nhà CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 29 Cơng ngh hàn n nóng ch y HK9 2005-06 3.4 Công ngh hàn thép đ b n c c cao có n ng đ cacbon trung bình Xác đ nh th i gian nung t ng đ i bt b b ng tra b ng t giá tr r , q, bt c : Ngơ Lê Thơng, B/m Hàn CNKL, HBK Hanoi • T đ c 30 nhà CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 30 Công ngh hàn n nóng ch y HK9 2005-06 3.4 C ô n g ng h hàn thép đ b n c c cao có n n g đ cacb o n trun g bình X c đ n h th i gian nu n g t giá tr r , q, bt c : • n g đ i bt b b n g tra b n g t Tín h th i gian nu n g v ù n g nh h n hi t đ T cao h n T b : n g nhi t c a l p th (t b )1 Tín h th i gian nun g v ù n g n h h c ùn g lên nhi t đ T cao h n T b : (t b )n = (t b )1 + l − tc vk c = bt b b n g nhi t c a l p V i t c : th i gian hàn toàn b đ o n kh o sát m i hàn nhi u l p, k c th i gian gián đ o n N g ô Lê Th ôn g , B/ m H n C N K L, H B K H a n oi • T đ c nh t lên 31 nhà CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 31 Cơng ngh hàn n nóng ch y HK9 2005-06 3.4 C ô n g ng h hà n thé p đ b n c c ca o có n n g đ cac b o n trun g bình C c th i gian (t b ) (t b ) n đ ã tính ph i l n h n th i gia n p h â n h y đ n g n hi t nhi t đ đ i v i m ác th é p đ a n g kh o sát T u y n h iên, n u m arte nzit v n x u t hi n (d o k h ô n g th đ p n g h oà n toàn u ki n trên), kh ô n g đ c đ thay đ i th tích d o x u t hi n m artenzit t o n t vù n g n h h n g n h i t (tr c k hi ti n hàn h m ): • • – T lúc hàn x o n g đ n lúc m, nh i t đ vù n g n h h k h ô n g đ c t t x u n g d i 120 – 150 oC N g ô L ê T h ô n g, B/ m H n C N K L, H B K H a n oi CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt n g n hi t 32 32 Cơng ngh hàn n nóng ch y HK9 2005-06 C ô n g n g h h n t h é p đ b n c c c a o c ó n n g đ c a c b o n tr u n g bì n h – N h i t h n c a c c l p ti p t h e o c n b o đ m “t n h i t lu y n ” (r a m ) v ù n g n h h n g n hi t đ ã b t ôi c a c c l p đ ã h n tr c : • • – N hi t đ t i p h i đ t t i 600 – 0 oC K t q u s hì n h t h n h t c h c tr o o stit h o c h n h p tr o o stit v s o r bit, c ó đ c n g H B - đ t đ c u này, có th s d ng ch đ h n n h i u l p trê n c s s đ tí n h t o n s a u: N g ô L ê T h ô n g, B/ m H n C N K L , H B K Ha noi CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 33 33 Cơng ngh hàn n nóng ch y HK9 2005-06 C ô n g n g h h n th é p đ b n c c c a o c ó n n g đ c a c b o n tr u n g bìn h 1: đ n g h n th n h t 2: đ n g h n th h a i 3: vùng m c a đ ng hàn 4: v ù n g t ôi c a v – – K h i h n đ n g 1: hìn h t h n h v ù n g t ôi K h i h n đ n g 2: hìn h t h n h v ù n g t ôi v v ù n g m (tr ù n g m t p h n v i v ù n g t ôi c a đ n g h n 1) N g ô L ê T h ô n g, B/ m H n C N K L , H B K H anoi CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 34 34 Cơng ngh hàn n nóng ch y HK9 2005-06 3.4 C ô n g n g h h n thé p đ b n c c ca o c ó n n g đ cac b o n tru n g bìn h 5: đ n g hà n th ba 6: m v ù n g c a đ n g h n th n h t v th hai – T c đ hà n đ n g h n th b a (5) c h m h n t c đ hà n đ n g hà n tr c s đ t o v ù n g m (6) k h u v c b b i n hi t hà n c a đ n g (1) (2) N g ô L ê T h ô n g , B/ m H n C N K L, H B K H a n oi CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 35 35 Cơng ngh hàn n nóng ch y HK9 2005-06 3.4 C ô n g n g h hàn thép đ b n c c cao có n n g đ cac b o n trun g bìn h 7: đ n g hàn th t 8: vù n g m d o đ n g hàn th ba th t t o – C h đ hàn đ n g th t (7) p h i b o đ m ram toàn b v ù n g đ ã b b i đ n g hàn tr c N g ô Lê T hô n g, B/ m H n C N K L, H B K H a n oi CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 36 36 Công ngh hàn n nóng ch y HK9 2005-06 C ô n g n g h h n th é p đ b n c c c a o c ó n n g đ c a c b o n tr u n g b ì n h • C c h tí n h to n : – K h o n g c c h t i t â m n g u n n h i t (c r = , 433 – – = 1,2 5): q vT max N hi t đ t i đ a h n giá p m i: , 484 q T max = vc ρδ y K h o n g c c h y s l à: , 484 q q y = = ,193 vc ρδ T max v δ T max N g ô L ê T h ô n g, B/ m H n C N K L, H B K H a n oi CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 37 37 Công ngh hàn n nóng ch y HK9 2005-06 3.4 Công ngh hàn thép đ b n c c cao có n ng đ cacbon trung bình C n tránh đ hydro m n t vùng đ • ng ch y: Ki m lo i m i hàn ph i có kh n ng bi n d ng cao h n đ b n th p h n kim lo i c b n – Ki m lo i m i hàn:ch a cacbon (max 0,15 %) nguyên t h p kim h n ki m lo i c b n N hi t đ chuy n bi n m artenzit: T = 550 – [360 C + 40( M n + Cr) + 20 Ni + 28 M o ] x y nhi t đ cao h n so v i c a ki m lo i c b n N hi t đ oC c m Hydro/100g c m Hydro/m m h A ustenit Ferit A ustenit Ferit 500 4,0 0,75 18.10 -3 26.10 -2 100 0,9 0,2 34.10 -9 26.10 -5 N gô Lê Thông, B/ m Hàn C N K L, H B K Hanoi CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 38 38 Cơng ngh hàn n nóng ch y HK9 2005-06 3.4 C ô n g ngh hàn thép đ b n c c cao có n n g đ cacbon trung bình • L a ch n v t li u hàn: V t li u hàn ph i t o ki m lo i m i hàn có kh n ng bi n d ng cao gi m xu ng t i thi u l ng hydro thâ m nh p vào m i hàn – – Q u e hàn thép h p ki m th p lo i v b c h baz (ch a hydro) ho c (t t h n h t là) V t li u hàn austenit đ t o ki m lo i m i hàn có c u trúc thép austenit Cr- Ni ho c Cr- Ni- M n (dây hàn 08 X H T, 08 X H 6, thu c hàn h x baz , ho c que hàn austenit A - 6) N g ô Lê Thô ng , B/ m H n C N K L, H B K H a n oi CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 39 39 Cơng ngh hàn n nóng ch y HK9 2005-06 C ô n g n g h h n th é p đ b n c c c a o c ó n n g đ c a c b o n tr u n g bìn h c m cơng ngh • – Hàn h v k th u t h n : qua n g tay: q ue hàn Nhóm T hành ph n m i hàn A-1 08 X H 6, 08 X H A-2 13X25H18 A-3 M 10X16H25 M6 N g ô Lê Th ôn g, B/ m H n C N K L, H B K H anoi CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 40 40 Công ngh hàn n nóng ch y HK9 2005-06 C ô n g n g h h n th é p đ b n c c c a o c ó n n g đ c a c b o n tr u n g bìn h c m c n g n g h • – Hàn h • • k th u t h n: q u a n g ta y: K h n g n u n g n ó n g s b n h n g ki m s o át c h t t h i gi a n t l ú c h n x o n g ( T m i n = – 0 o C t i v ù n g n h h n g n hi t) đ n l ú c n hi t l u y n s a u k hi h n, k t h u t h n b c t h a n g (tr n g h p c ó th n hi t l u y n s a u k hi h n ) H n đ p l p l ó t lê n m é p v át b n g q u e h n a u st e nit h o c q u e h p ki m t h p v b c b a z C hi u d y l p l ó t p h i b o đ m đ i v i v ù n g n h h n g n hi t T m a x ≤ T r a m (tr n g h p k h ô n g t h n hi t lu y n s a u k hi hàn) N g ô L ê T h ô n g, B/ m H n C N K L , H B K H anoi CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 41 41 Công ngh hàn n nóng ch y HK9 2005-06 C ô n g n g h h n th é p đ b n c c c a o có n n g đ ca c b o n trun g bìn h c m n g ng h k • – Hàn d • • th u t hàn: i l p th u c: D â y hà n X H X H T, th u c h n h x baz lo i d ù n g ch o hà n thé p h p ki m ca o a u stenit C h đ hà n ph i b o đ m l n g ki m lo i c b n tha m gia o m i hà n t i thi u, b o đ m hìn h d n g kíc h th c m i hà n N g ô L ê T h ô n g, B/ m H n C N K L , H B K H a n oi CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 42 42 Công ngh hàn n nóng ch y HK9 2005-06 C ô n g n g h h n th é p đ b n c c c a o có n n g đ ca c b o n tr u n g bìn h c m c ô n g n g h v k th u t h n : • – H n tr o n g m ô i tr • • • n g k hí b o v : K h í tr (c n g c ó th p h a k hí h o t tín h ) D â y h n thé p h p ki m t h p, ca c b o n th p 10 X C H M T, 03 X H M D â y a u ste nit 08 X20H T, 10 X 16 H25 N g ô L ê T h ô n g, B/ m H n C N K L , H B K H a n oi CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 43 43 ... ki m th p m • T hí d hàn thép tơi m n ng đ A S T M A514/A 17): Các m ác thép: – – – – – – – – – – – – cacbon th p T-1 (thép M n- Si-Cr- M o-Zr-B ( A 517 A), M n- Cr-M o- V-B ( A517 B), M n- M... Cơng ngh hàn n nóng ch y HK9 2005-06 3.3 Công ngh hàn thép h p kim th p ch u nhi t 3.3.3 V t li u hàn, cơng ngh k thu t hàn – Q trình hàn: • Hàn h quang, hàn n x – Yêu c u v i v t li u hàn: •... 18 18 Công ngh hàn n nóng ch y HK9 2005-06 3.3 Cơng ngh hàn thép h p kim th p ch u nhi t 3.3.3 V t li u hàn, công ngh k thu t hàn – Cơng ngh hàn: • Ra m kh ng su t d (liên t c v i nung s b hàn)