Kí hiệu Chiều
dày max Độ bền u n Độ bền kéo Nhóm ASTM A106
Gr B 20 mm 35 psi 240 MPa 60 psi 415 MPa
B ng 4.7: Thành phần hóa học c a thép ASTM A106 Grade B[15]
A106 Gr B C Mn P S Si Cr Cu Mo Ni V other Thành phần % 0,3 max 0,29 - 1,06 max 0,035 max 0,035 max 0,1 max 0,4 max 0,4 max 0,15 max 0,4 max 0,08 max
82
b. Yêu c u đ i v i m u hi u chu n
Chiều dài c a mẫu ph i 200mm hoặc 8T lần bề dày mẫu ng.[33]
Đ ng kính ngoài 100mm hoặc nh hơn ta cho chiều dài hồ quang nh nhất là 2700. Nếu đ ng kính ngoài lơn hơn 100mm thì chiều dài hồ quang sẽ là 200mm hoặc 3T lần chiều dày mẫu ng.[33]
Chiều sâu rãnh sẽ 8%T÷11%T. Khi ng có lớp ph thì rưnh đ ợc tính 8%T+CT ÷ 11%T+CT. Chiều rộng rãnh sẽ lớn nhất là 6mm. chiều dài nh nhất là 25mm.[33]
Các rãnh có thể đ ợc gia công bằng ph ơng pháp điện phân hoặc phay với
đ ng kính dao 6mm.[33]
c. Ph ngăánăgiaăcôngăm u
Gia công đ ng kính ngoài c a ng để đ t kích th ớc và độ bóng yêu cầu ta sử
d ng ph ơng pháp tiện.
Gia công các rãnh rộng 1,5mm ta dùng ph ơng pháp phay với con giao phay ngón hoặc dùng ph ơng pháp EDM với xung định hình.
uăđi m: - Ph ơng pháp tiện giá thành rẻ và đ ợc dùng phổ biến
Gia công bằng ph ơng pháp EDM với xung định hình cho độ chính xác cao và
gia công đ ợc những vị trí khó.
Khuy tăđi m: - Ph ơng pháp phay không thể gia công đ ợc những vị trí khó nh rãnh 1,5 mm trong lòng ng.
83
Ch ngă5
CH ăT OăTH CăNGHI Mă 5.1. Các chi ti t m u ch t o th c nghi m
5.1.1. Các chi ti t m u có ch a khuy t t t hàn
B ng 5.1: Các chi tiết mẫu ch a khuyết tật
STT Đ ng Kính mm(in) Độ dày mm(in) S L ợng (mẫu) Khuyết tật/ mẫu Ph l c 2 1 60,3 (2,37 in) 8,5 (0,315) 1 Rỗ khí + ngậm xỉ 2.1 1 Rỗ khí + không ngấu 2.2 1 Không ngấu + n t 2.3 1 N t + Ngậm xỉ 2.4 1 Không Ngấu + Ngậm xỉ 2.5 1 Rỗ khí + N t 2.6 2 101,6 (4 in) 10,5 (0,413) 1 Rỗ khí + Không ngấu 2.7 1 Rỗ khí + ngậm xỉ 2.8 1 N t + Ngậm xỉ 2.9 1 N t + Không ngấu 2.10 1 Không Ngấu + Ngậm xỉ 2.11 1 Rỗ khí + N t 2.12 3 152,4 (6 in) 13 (0,512) 1 N t + Rỗ khí+ Ngậm xỉ 2.13 1 N t + Không ngấu + rỗ khí 2.14 1 Không ngấu + rỗ khí + Ngậm xỉ 2.15
84
5.1.2. Gia công chi ti t m u chu n( Navships) 5.1.2.1. Ch n v t li u
Vật liệu c a mẫu ph i đ ợc chế t o gần gi ng với vật liệu chi tiết đ ợc kiểm tra.
Kim lo i cơ b n chế t o mẫu là thép cacbon C45 với thành phần theo tiêu chuẩn b ng 4.4 và 4.5
5.1.2.2. B n v thi t k m u ( ph l c 2.16) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Các yêu cầu gia công theo b n vẽ thiết kế và m c 4.4.1.2.b.
5.1.2.3. Gia công m u
S l ợng mẫu chế t o: 2 mẫu
Gia công các bề mặt ta sử d ng ph ơng pháp phay CNC đ t kích th ớc và độ
bóng theo yêu cầu.
Các lỗ đ ng kính 1,2mm ta sử d ng ph ơng pháp khoan với mũi khoan có đ ng kính 1,2mm. Chếđộ gia công 7 lỗ: sử d ng mũi khoan hợp kim với vòng quay tr c chính là 2000 vòng/phút, và chiều sâu cắt khi khoan là 80mm/phút.
Hình 5.1: Mẫu chuẩn Navships sau khi gia công
5.1.2.4. Ki mătraăđánhăgiá
Các chi tiết mẫu sau khi chế t o đ ợc kiểm tra bằng ph ơng pháp kiểm tra siêu âm tổ hợp pha.
85
Hình 5.2: Kết qu siêu âm tổ hợp pha
5.1.3. Gia công chi ti t m u hi u chu n cho các s n ph m ng 5.1.3.1. Ch n v t li u
Vật liệu c a mẫu ph i đ ợc chế t o gần gi ng với vật liệu chi tiết đ ợc kiểm tra.
Kim lo i cơ b n chế t o mẫu là thép ng ASTM A106, đ ng kính các chi tiết theo b n vẽ thiết kế ( b ng 4.6 và 4.7) theo tiêu chuẩn ASTM[15]
5.1.3.2. B n v thi t k m u ( ph l c 2.17)
Các yêu cầu gia công theo b n vẽ thiết kế và m c 4.4.2.2.b.
5.1.3.3. Gia công m u
S l ợng mẫu chế t o: 4 mẫu ( b n vẽ theo ph l c 2.17)
Gia công đ ng kính ngoài c a ng để đ t kích th ớc và độ bóng yêu cầu ta sử
d ng ph ơng pháp tiện.
86
Hình 5.3: Các mẫu hiệu chỉnh cho ng sau khi gia công
5.1.3.4. K t qu đánh giá
Các chi tiết mẫu sau khi chế t o đ ợc kiểm tra bằng ph ơng pháp kiểm tra siêu âm tổ hợp pha.
Hình 5.4: Kết qu siêu âm tổ hợp pha
5.2. Ch t o th c nghi m chi ti t m u khuy t t t v i ng Ø60,3 mm 5.2.1. Ch t o th c nghi m m u khuy t t t rỗ khí và thi u ng u c nh 5.2.1.1. Ch n v t li u
Kim lo i cơ b n chế t o mẫu là thép ng ASTM A106, đ ng kính 60,3 mm và chiều dày 8,5mm theo tiêu chuẩn ASTM[15].
5.2.1.2. Thi t k m i ghép và b n v chi ti t m u (ph l c 2.2) M i ghép đ ợc thiết kếnh sau:
87
a. M i ghép V đơn b. Vị trí khuyết tật dự kiến (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hình 5.5: Thiết kế m i ghép V đơn và vị trí khuyết tật dự kiến
5.2.1.3. T o khuy t t t
a. HƠnăđínhă
Hàn đính đ ợc thực hiện với 3 vị trí trên ng. - Tiêu chuẩn áp d ng ASME IX.
- Vị trí 1G
- Ph ơng pháp GTAW
- Máy hàn GTAW Daihen OTC Accutig 300P - Que hàn đắp AWS ER70S-6, Kiswel Ø 2,4 mm - Cực tính DCEN
- C ng độdòng điện hàn 125 - 150A.
Đặt nằm ng mẫu hàn lên thanh chữ―U‖ hai mép vát quay vào nhau, dùng căn đệm khe h bằng một que hàn u n cong hình chữ ―V‖ có Ø 2,4mm vào giữa hai mép vát.
Hàn 3 m i hàn đính có chiều dài từ 10 - 15mm và đ ợc cách đều. Mài các m i hàn đính.
88
b. Hàn l p th nh t
- Tiêu chuẩn áp d ng ASME IX - Vị trí 1G
- Ph ơng pháp GTAW
- Máy hàn GTAW Daihen OTC Accutig 300P - Que hàn đắp AWS ER70S-6, Kiswel Ø 2,4 mm - Cực tính DCEN - C ng độdòng điện hàn 125 - 150A. Hình 5.7: Hàn lớp th nhất c. Hàn l păđ p - Chếđộ hàn B ng 5.2: Chế độ hàn t o khuyết tật và hàn đắp
Chếđộ hàn cho vị trí t o khuyết tật Chếđộ hàn cho vị trí còn l i
Rỗ khí Thiếu ngấu c nh Tiêu chuẩn áp d ng: ASME
IX
Tiêu chuẩn áp d ng: ASME IX
Tiêu chuẩn áp d ng: ASME IX
Ph ơng pháp hàn: GMAW Ph ơng pháp hàn: SMAW Ph ơng pháp hàn: SMAW
Vị trí hàn: 1G Vị trí hàn: 1G Vị trí hàn: 1G Máy hàn: CPXDS-350 Máy hàn: SMAW WIM
200A
Máy hàn: SMAW WIM 200A
Điện cực: AWS ER70S-6, Kiswel Ø1mm
Điện cực: AWS E6013, Kim Tín Ø3,2 mm
Điện cực: AWS E6013, Kim Tín Ø3,2 mm Cực tính: DCEP Cực tính: AC Cực tính: AC Khí b o vệ: CO2 C ng độdòng điện: 125A- 150A C ng độdòng điện: 125A- 150A C ng độdòng điện: 110A-150A
89
- Hàn chế t o khuyết tật rỗ khí vị trí 900 và khuyết tật không ngấu c nh vị trí 2700 ( theo b n vẽ ph l c 2.2 ), chiều dài c a khuyết tật là 40mm.
+ Kỹ thuật t o khuyết tật rỗ khí: t i vị trí t o khuyết tật ta tiến hành tắt khí b o vệ (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
c a ph ơng pháp hàn GMAW cho đến khi hàn hết chiều dài cần t o khuyết tật và hàn 3 lớp t i vịtrí này đểđ t chiều cao khuyết tật và kết qu sẽ t o đ ợc một khuyết tật rỗ khí d ng chùm.
Hình 5.8: Hàn lớp đắp t o khuyết tật rỗ khí
+ Kỹ thuật t o khuyết tật không ngấu c nh: Lớp đắp đ ợc hàn 3 lớp bằng ph ơng
pháp hàn SMAW. Khi di chuyển que hàn đến vị trí khuyết tật nghiêng que hàn với góc độ que hợp với c nh mép vát 00-150 theo h ớng nhìn ngang m i hàn (hình chiếu đ ng) và hợp với h ớng hàn từ 700-800 theo h ớng nhìn dọc tâm ng m i hàn (hình chiếu c nh) hình 5.9, sao cho m i hàn chỉ ngấu một bên c nh mép vát c a chi tiết và làm s ch xỉ, khi qua kh i vị trí đ ợc làm dấu thì tr về thao tác hàn thông th ng để hàn hết đo n hàn còn l i. Và đ ợc hàn 3 lớp để đ t chiều cao theo yêu cầu, t ơng tự nh các lớp khác tuy nhiên t i vị trí có khuyết tật sẽđ ợc hàn với hai đ ng hàn nh hình 5.10.
a. Hàn lớp n b. Hàn lớp n+1
90
a. Theo h ớng nhìn ngang m i hàn b. Theo h ớng nhìn dọc tâm ng
Hình 5.10: Góc độ que hàn khi hàn SMAW
d. Hàn l p ph
Lớp ph đ ợc hàn bằng ph ơng pháp SMAW với chếđộhàn nh sau:
- Tiêu chuẩn áp d ng ASME IX - Vị trí 1G
- Ph ơng pháp SMAW
- Máy hàn: SMAW WIM 200A
- Điện cực: AWS E6013, Kim Tín Ø3,2 mm - Cực tính AC
- C ng độdòng điện hàn 110 - 150A.
Hình 5.11: Hàn lớp ph
5.2.2. Ch t o th c nghi m m u khuy t t t n t và ng m x . 5.2.2.1. Ch n v t li u
Kim lo i cơ b n chế t o mẫu là thép ng ASTM A106, đ ng kính 60,3 mm, chiều dày 8,5mm theo tiêu chuẩn ASTM[15].
5.2.2.2. Thi t k m i ghép và b n v chi ti t m u (ph l c 2.4). M i ghép đ ợc thiết kếnh sau:
91
a. M i ghép V đơn b. Vị trí khuyết tật dự kiến
Hình 5.12: Thiết kế m i ghép V đơn và vịtrí khuyết tật dự kiến
5.2.2.3. T o khuy t t t
a. HƠnăđínhă
Hàn đínhđ ợc thực hiện với 3 vị trí trên ng. Hai vị trí ta sử d ng ph ơng pháp GTAW và vị trí đính còn l i ta sử d ng ph ơng pháp SMAW với que hàn ENiFe-Cl để
t o ra vết n t từ chận m i hàn. Chếđộ hàn cho hàn đính
- Tiêu chuẩn áp d ng ASME IX - Vị trí 1G
- Ph ơng pháp GTAW
- Máy hàn GTAW Daihen OTC Accutig 300P - Que hàn đắp AWS ER70S-6, Kiswel Ø 2,4 mm - Cực tính DCEN
- C ng độdòng điện hàn 125 - 150A. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Đặt nằm ng mẫu hàn lên thanh chữ―U‖ hai mép vát quay vào nhau, dùng căn đệm khe h bằng một que hàn u n cong hình chữ ―V‖ có Ø 2,4mm vào giữa hai mép vát.
Hàn 3 m i hàn đính có chiều dài từ 10 - 15mm và đ ợc cách đều. Mài các m i hàn đính.
92
Hình 5.13: Vị trí hàn đính và xử lỦ m i hàn đính
b. Hàn l p th nh t
Chếđộ hàn chế t o khuyết tật và các vị trí còn l i
B ng 5.3: Chế độ hàn cho lớp th nhất
Chếđộ hàn cho vị trí t o khuyết tật n t Chếđộ hàn cho vị trí còn l i Tiêu chuẩn áp d ng: ASME IX Tiêu chuẩn áp d ng: ASME IX
Ph ơng pháp hàn: SMAW Ph ơng pháp hàn: GTAW
Vị trí hàn: 1G Vị trí hàn: 1G
Máy hàn: SMAW WIM 200A Máy hàn GTAW Daihen OTC
Accutig 300P
Điện cực: AWS ENiFe-Cl, Kim tín Ø3,2 mm
Que hàn ph : AWS ER70S-6, Kiswel Ø3,2 mm
Cực tính: AC Cực tính: DCEN
C ng độdòng điện: 110A-130A C ng độdòng điện: 125A-150A
Sau khi tiến hành hàn đính phôi bằng ph ơng pháp GTAW, sử d ng ph ơng
pháp SMAW với que hàn ENiFe-Cl, Ø3,2 mm hàn vị trí 900 với chiều dài m i hàn 40mm theo chế độ hàn b ng 5.2. Sau khi hàn xong vết n t sẽ xuất hiện, mài làm s ch vết n t chuẩn bị hàn GTAW chỉnh sửa vết n t hình 5.14b. Sau khi hàn bằng SMAW t o vết n t, sử d ng chếđộ hàn b ng 5.2 hàn sửa vết n t tránh làm m i hàn bị khuyết tật ngậm xỉ và rỗ khí.
93
a. T o khuyết tật n t bằng SMAW b.Hàn sửa chữa khuyết tật bằng GTAW Hình 5.14: Hàn chế t o khuyết tật n t
Vị trí còn l i c a lớp th nhất đ ợc tiến hành hàn bằng GTAW theo chếđộ hàn b ng 5.2.
Hình 5.15: Hàn vị trí còn l i c a lớp hàn th nhất
c. Hàn l păđ p
Hàn lớp đắp đ ợc hàn bằng ph ơng pháp SMAW và t o khuyết tật ngậm xỉ t i vị trí 2700 với chiều dài khuyết tật là 40mm.
Chếđộ hàn
- Ph ơng pháp SMAW
- Vị trí hàn 1G
- Máy hàn SMAW WIM 200A
- Điện cực: AWS E6013, Kim Tín Ø3,2 mm - Cực tính AC
- C ng độdòng điện hàn 110 - 150A. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Lớp đắp đ ợc hàn 3 lớp bằng ph ơng pháp hàn SMAW. Khi di chuyển que hàn
đến vị trí khuyết tật nghiêng que hàn với góc độ que hợp với c nh mép vát 00-150 theo
h ớng nhìn ngang m i hàn, hợp với h ớng hàn từ 700-800 theo h ớng nhìn dọc tâm
ng và điều chỉnh góc độ que hàn ng ợc l i để t o h c bẩy xỉ giữa m i hàn nh hình
5.16, và xỉ bị nh t l i trong h c bẫy xỉ, khi qua kh i vị trí đ ợc làm dấu thì tr về thao
tác hàn thông th ng để hàn hết đo n hàn còn l i. Và đ ợc hàn 4 lớp đểđ t chiều cao theo yêu cầu, t ơng tự nh các lớp khác tuy nhiên t i vị trí có khuyết tật sẽ đ ợc hàn với hai đ ng hàn để t o h c bẩy xỉnh hình 5.17.
94
Hình 5.16: Hàn lớp đắp t o khuyết tật
a. Theo h ớng nhìn ngang m i hàn b. H ớng nhìn dọc tâm ng
Hình 5.17: Góc độ que hàn khi hàn SMAW
d. Hàn l p ph
Lớp ph đ ợc hàn bằng ph ơng pháp SMAW với chếđộhàn nh sau:
- Tiêu chuẩn áp d ng ASME IX - Vị trí 1G
- Ph ơng pháp SMAW
- Máy hàn: SMAW WIM 200A
- Điện cực: AWS E6013, Kim Tín Ø3,2 mm - Cực tính AC
- C ng độdòng điện hàn 110 - 150A.
95
5.2.3. Ki mătraăđánhăgiá
Thí nghiệm kiểm định, đánh giá công nghệ đề xuất đ ợc tiến hành trên 6 chi tiết. Hình 5.19 là các chi tiết có khuyết tật rỗ khí, ngậm xỉ, thiếu ngấu c nh và n t sau
đư đ ợc chế t o.
Hình 5.19: Các chi tiết ch a khuyết tật
Các chi tiết mẫu sau khi chế t o đ ợc kiểm tra các khuyết tật bằng ph ơng pháp
ch p nh phóng x và siêu âm tổ hợp pha, kết qu nh sau: B ng 5.4: Kết qu đo các chi tiết mẫu
Kí hiệu mẫu
PP ngo i quan
M i hàn có khuyết tật ( chiều dài mm)
Ph ơng pháp RT Ph ơng pháp UT PA P S LF CR P S LF CR 1 Không phát hiện K K - - 36,9 33,7 - - 2 Không phát hiện K - K - 35,8 - 45,7 - 3 Không phát hiện - - K K - - 38,9 44,8 4 Không phát hiện - ٧ - K - 36,1 - 37,6 5 Không phát hiện - K K - - 26,7 40 - 6 Không phát hiện ٧ - - ٧ 45,9 - - 45,7 Trong đó: P : Khuyết tật rỗ khí S: Khuyết tật ngậm xỉ LF: Khuyết tật thiếu ngấu c nh CR: Khuyết tật n t chân K: Không phát hiện khuyết tật
96
Hình nh kết qu kiểm tra bằng ch p nh phóng x và siêu âm tổ hợp ph c a mẫu s 2 nh sau: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hình 5.20: Các khuyết tật hàn trên phim ch p nh phóng x
Hình 5.21: Các khuyết tật hàn bằng kiểm tra siêu âm tổ hợp pha
Hình nh kết qu kiểm tra bằng ch p nh phóng x và siêu âm tổ hợp pha c a