Bài giảng Công nghệ hàn điện nóng chảy – Chương 6: Đặc điểm công nghệ hàn kim loại màu. Những nội dung chính được trình bày trong bài giảng gồm có: Tính chất hóa lý và ứng dụng hàn của kim loại màu, vai trò của tạp chất trong kim loại màu khi hàn, đặc điểm chung của kim loại màu khi hàn.
6 C I M CÔNG NGH HÀN KIM LO I MÀU 6.1 Tính ch t hóa lý ng d ng hàn c a kim lo i màu 6.2 Vai trò c a t p ch t kim lo i màu hàn 6.3 c m chung c a kim lo i màu hàn HBK Hanoi 2005 Ngô Lê Thông - B/m Hàn & CNKL 6.1 Tính ch t hóa lý ng d ng hàn c a kim lo i màu • Kh i l ng riêng, nhi t đ nóng ch y, nhi t đ sơi, ho t tính hóa h c nhi t đ cao, đ c bi t tr ng thái nóng ch y • Phân lo i kim lo i màu: Kim lo i nh : Al, Mg Be, kh i l ng riêng t i đa 2,7 g/cm3 Nh nh t: Mg Kim lo i n ng: Cu, Ni, Pb, Zn, Au, Ag, Pd Pt, kh i l ng riêng t i thi u g/cm3 N ng nh t: Pt Riêng Au, Ag, Pd Pt kim lo i quý Kim lo i có ho t tính hóa h c nhi t đ nóng ch y cao: V, W, Hf, Mo, Ta, Ti, Cr Zr nhi t đ cao, đ c bi t nhi t đ nóng ch y, chúng d ph n ng hóa h c v i nguyên t khác, nh t ch t khí có khơng khí Nhi t đ nóng ch y t i thi u c a kim lo i 1875 oC (c a Cr) HBK Hanoi 2005 Ngô Lê Thông - B/m Hàn & CNKL CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 6.1 Tính ch t hóa lý ng d ng hàn c a kim lo i màu • ng d ng trong: k thu t hàng không, hóa ch t, v n t i • Các k t c u hàn ph bi n nh t: h p kim Al, Mg, Ti • ng (Cu) h p kim đ ng: ngành ch t o thi t b hóa ch t (đ ng ng, b ch a) bình áp l c cho nhi t đ th p • Nhơm (Al) h p kim nhôm: ch t o lo i b ch a cho công nghi p th c ph m, hóa ch t, đ c bi t thi t b v n t i (máy bay, tàu bi n, tên l a), ngành xây d ng • H p kim titan: ch t o máy bay, tên l a b ch a ngành ch t o thi t b hóa ch t, đóng tàu n ng l ng nguyên t • Các kim lo i có nhi t đ nóng ch y cao nh Ta, Nb, Hf, Zr đ c dùng ch y u ngành n ng l ng nguyên t HBK Hanoi 2005 Ngô Lê Thông - B/m Hàn & CNKL 6.2 Vai trò c a t p ch t • Ho t tính đ i v i ch t khí có khơng khí: nh h ng đ n tính hàn đ n vi c l a ch n u ki n t i u hàn • Nhi u kim lo i màu có l c m nh v i oxi, nit hydro • Trong kim lo i màu, lo i khí làm gi m đáng k tính d o, t ng đ b n, đ c ng kh n ng phá h y giịn c a chúng Khi hàn nóng ch y, c n tính đ n kh n ng kim lo i màu ( tr ng thái r n tr ng thái nóng ch y) h p th ch t khí có khơng khí • Ngồi ra, t p ch t kim lo i kim nh S, Sb, As, Bi, Si, P, C, v.v c ng có nh h ng đáng k đ n tính ch t c a kim lo i màu h p kim c a chúng M t s có nh h ng tích c c (ví d , , P nguyên t kh oxi đ ng) HBK Hanoi 2005 Ngô Lê Thông - B/m Hàn & CNKL CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 6.2 Vai trò c a t p ch t T [oC] Me (L) + MeO (L) Me (L) + MeO (S) Me (S) + MeO (S) T ng tác c a kim lo i màu v i oxi Tnc MeO Tnc Me Me % kh i l ng MeO Nhóm 1: Al, Mg, Be, Zn, Pb h p kim c a chúng Ngoài ra, m t s h p kim c a đ ng niken v i Zn, Sn, Al, v.v c ng thu c nhóm Oxi tác đ ng lên b m t HBK Hanoi 2005 Ngô Lê Thông - B/m Hàn & CNKL 6.2 Vai trò c a t p ch t T [oC] Dung d ch (L) Me + O Me • • • % kh i l ng MeO Nhóm 2: H u h t kim lo i màu h p kim c a chúng Có kh n ng hòa tan oxi tr ng thái l ng r n: Cu, Ni, Pb, Zn, Ag, Pd, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Mo, Cr W tr ng thái l ng, chúng t o v i oxi dung d ch l ng đ ng nh t theo ph n ng tinh, bao tinh, tinh l ch S oxi hóa khơng ch gi i h n t i l p b m t c a h p kim mà cịn có th hình thành dung d ch kim lo i – oxi Lúc đ u oxi đ c phân b đ u pha kim lo i l ng Ch sau bão hòa m i có th hình thành pha oxit riêng r HBK Hanoi 2005 Ngô Lê Thông - B/m Hàn & CNKL CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 6.2 Vai trò c a t p ch t • • • • Nhóm 3: Au, Pt, tr ng thái l ng r n khơng hịa tan khơng ph n ng v i oxi Theo l c đ i v i oxi (xu h ng t o oxit), Cu Ni khó t o oxit nh t (khó t o h n s t) Các nguyên t có l c m nh nh t v i oxi Mg, Al Các ngun t có ho t tính hóa h c cao nh Ti, V, v.v nh ng nguyên t có l c m nh v i oxi HBK Hanoi 2005 Ngô Lê Thông - B/m Hàn & CNKL 6.2 Vai trò c a t p ch t T • • • • ng tác c a kim lo i màu v i nit : nhi t đ cao, k c nhi t đ nóng ch y, Cu, Ag, Au, Pt, Pd, Ni, Pb không ph n ng v i N đ hình thành dung d ch hay nitrit N t o v i Al: nitrit AlN nhi t đ nhi t (900 oC), d i d ng màng m ng ho c t p ch t phi kim lo i (nhi t đ nóng ch y c a AlN 2950 oC) Al 660÷700 oC, N k t h p v i Mg thành nitrit manhê Mg3N2, làm gi m c tính kh n ng ch ng n mịn c a Mg Ni khơng có ph n ng v i N cho đ n nhi t đ 1000 oC Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr Mo, W đ u có l c m nh v i N đ u t o thành v i N dung d ch r n nitrit HBK Hanoi 2005 Ngô Lê Thông - B/m Hàn & CNKL CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 6.2 Vai trò c a t p ch t T ng tác c a kim lo i màu v i hydro: • H hòa tan m nh h u h t kim lo i màu, tr Au Ag • Al, Mg, Be, Cu, Ni, Zn, Pb, Ag, Au, Pt, Pd, Cr, Mo W không t o thành v i H hydrit b n v ng mà ch t o thành dung d ch v i q trình có thu nhi t • Khi t ng nhi t đ , hàm l ng H kim lo i màu tr ng thái r n tr ng thái l ng c ng t ng, hình a • M c đ hịa tan H t ng đ t ng t kim lo i chuy n t tr ng thái r n sang tr ng thái l ng S hòa tan c a hydro m t s kim lo i màu HBK Hanoi 2005 Ngô Lê Thông - B/m Hàn & CNKL 6.2 Vai trò c a t p ch t T • • • • ng tác c a kim lo i màu v i hydro: Ti, Zr, Hf, V, Nb Ta t o thành v i H hydrit b n v ng; Chúng có kh n ng hòa tan m t l ng l n H Quá trình h p th H c a kim lo i kèm theo t a nhi t Trong u ki n áp su t không đ i, hàm l ng H kim lo i gi m nhi t đ t ng, m c dù có s t ng đ t ng t hàm l ng kim lo i chuy n sang tr ng thái l ng S hòa tan c a hydro m t HBK Hanoi 2005s kim lo i màu Ngô Lê Thông - B/m Hàn & CNKL 10 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 6.2 Vai trò c a t p ch t T ng tác c a kim lo i màu v i t p ch t khác: • H u h t t p ch t khí, kim lo i kim kim lo i màu đ u làm suy gi m: – Các tính ch t hóa lý, – Kh n ng gia cơng tính hàn, – ng th i làm t ng kh n ng phá h y giòn c a chúng – Vì v y hàm l ng t p ch t kim lo i màu th ng đ kh ng ch tiêu chu n công nghi p c • T ng tác c a t p ch t v i kim lo i màu mang tính đa d ng: – Các t p ch t có th tham gia vào dung d ch r n, t o thành h p ch t ho c t n t i d i d ng pha riêng bi t kim lo i màu – Ngo i tr cacbon có th hòa tan dung d ch r n d i d ng nguyên t xen k , t p ch t khác có th hồ tan dung d ch r n v i kim lo i màu d i d ng nguyên t thay th HBK Hanoi 2005 6.3 Ngô Lê Thông - B/m Hàn & CNKL 11 c m chung v tính hàn Có l c m nh v i oxi Oxit c a chúng có th có nhi t đ nóng ch y cao h n b n thân kim lo i (và h p kim c a chúng) M t s (ví d Cu, Mg, Al) có đ d n nhi t nhi t dung riêng cao Chênh l ch l n gi a nhi t đ nóng ch y nhi t đ sôi c a m t s thành ph n t o nên h p kim M t s kim lo i h p kim có c tính sút gi m m nh b nung Hòa tan (khi tr ng thái l ng) m t l ng nh t đ nh khí t mơi tr ng xung quanh (tr khí tr ), đ ng th i t o ph n ng hóa h c v i lo i khí (khi tr ng thái l ng r n) HBK Hanoi 2005 Ngô Lê Thông - B/m Hàn & CNKL 12 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ... khí, kim lo i kim kim lo i màu đ u làm suy gi m: – Các tính ch t hóa lý, – Kh n ng gia cơng tính hàn, – ng th i làm t ng kh n ng phá h y giịn c a chúng – Vì v y hàm l ng t p ch t kim lo i màu. .. h y giòn c a chúng Khi hàn nóng ch y, c n tính đ n kh n ng kim lo i màu ( tr ng thái r n tr ng thái nóng ch y) h p th ch t khí có khơng khí • Ngồi ra, t p ch t kim lo i kim nh S, Sb, As, Bi, Si,... p kim mà cịn có th hình thành dung d ch kim lo i – oxi Lúc đ u oxi đ c phân b đ u pha kim lo i l ng Ch sau bão hịa m i có th hình thành pha oxit riêng r HBK Hanoi 2005 Ngô Lê Thông - B/m Hàn