. Hàn điểm hồ quan g( mối hàn lỗ ) Liờn kết hàn nhỏ hoặc chi tiết nhỏ
3) Hàn trong mụi trường khớ bảo vệ.
5.3.1. Hàn thộp hợp kim thấp và thộp hợp kim trung bỡnh
a, Tớnh hàn của thộp hợp kim thấp
Hàn thộp hợp kim ớt cỏcbon tương tự như hàn thộp cacbon thấp nhưng vựng ảnh hưởng nhiệt hay cú tớnh tụi, độ hạt lớn, tốc độ nguội cao; do đú chế độ hàn hẹp hơn thộp
cacbon thấp. Tớnh bền vững chống lại nứt kết tinh kộm hơn thộp C thấp vỡ cỏc nguyờn tố hợp kim làm tăng ảnh hưởng xấu của nguyờn tố cacbon. Muốn giảm nứt phải giảm hàm lượng cacbon và hợp kim trong mối hàn xuống.
Thộp hợp kim trung bỡnh chế tạo kết cấu hàn chủ yếu cú tổ chức peclit rồi sau đú mactenxit, cú độ bền độ dẻo cao, cú tớnh chống bở cao. Do đú mối hàn chịu được tải trọng động, va đập, ỏp lực thay đổi, chống được tớnh ăn mũn ở nhiệt độ cao và thấp. Khi hàn thộp này thường gặp một số khú khăn sau :
- Vỡ hàm lượng C và nguyờn tố hợp kim cao, khi hàn phải ngăn ngừa nứt nguội ở vựng ảnh
hưởng nhiệt và trong mối hàn.
- Hay xảy ra nứt kết tinh nờn phải giảm C, S và cỏc nguyờn tố khỏc trong mối hàn, đồng thời hợp kim hoỏ bằng Mn, Cr,…
- Khú nhận được mối hàn cú cựng tớnh chất như kim loại cơ bản, do đú phải nhiệt luyện sau khi hàn và chọn vật liệu hàn, chế độ hàn hợp lý.
Trong ba khú khăn trờn, nứt nguội là nghiờm trọng nhất, biện phỏp giảm nứt nguội như sau :
- Chọn phương phỏp hàn và vật liệu hàn sao cho mối hàn và kim loại cơ bản đồng nhất về tổ chức và thành phần hoỏ học, vỡ tớnh chống nứt phụ thuộc hầu hết vào thành phần hoỏ học của kim loại.
- Tỡm biện phỏp khử hyđrụ trong kim loại mối hàn xuống để giảm nứt nguội (hàn bằng dũng điện một chiều cực nghịch, sấy que hàn trước khi hàn,..).
- Nung núng sơ bộ (200 – 3500C) để giảm tốc độ nguội mối hàn xuống. - Tiến hành ram thấp hoặc ram cao mối hàn ngay sau khi kết thỳc hàn.
- Hàn đắp trước ở mộp hàn một lớp kim loại cú tổ chức austenit hoặc ferit khụng cú tỏc dụng tụi mối hàn để khi hàn lớp chớnh kim loại vựng ảnh hưởng nhiệt sẽ được ram.
b, Đặc điểm cụng nghệ và kỹ thuật hàn 1, Thộp tụi và ram hàm lượng cacbon thấp
Loại thộp này được nhiệt luyện ngay ở nhà mỏy sản xuất thộp trước khi đưa ra thị trường. Thộp tụi và ram hàm lượng cacbon thấp được sử dụng chế tạo xe cụng trỡnh, cầu, thiết bị ỏp lực,… (ASTM A514/517); chế tạo vỏ lũ phản ứng hạt nhõn và cỏc kết cấu ngồi khơi, tàu ngầm, mỏy bay (A543). Với loại thộp này thường khụng nhiệt luyện sau khi hàn vỡ sẽ làm giảm độ bền vựng ảnh hưởng nhiệt.
Vật liệu hàn chọn phự hợp đảm bảo nhận được kim loại mối hàn cú độ bền và độ dai va đập tương đương với kim loại cơ bản, do vậy dựng que hàn chứa hàm lượng niken tới 3% (E8018C2 với thộp A537) hoặc dõy hàn là thộp hợp kim thấp 2,5Ni-Cu. Lượng nhiệt đưa vào cũng khụng được quỏ lớn nếu khụng sẽ làm giảm độ dai va đập của vựng ảnh hưởng nhiệt.
Để đảm bảo cơ tớnh cần thiết, khi hàn loại thộp này phải sử dụng cỏc biện phỏp cụng nghệ đặc biệt nhằm khống chế tốc độ nguội của kim loại mối hàn và kim loại vựng ảnh hưởng nhiệt trong giới hạn cho phộp.
2, Thộp hợp kim thấp chịu nhiệt
Trong thộp cú thành phần (0,5- 9)%Cr; (0,5 ữ 1,0)%Mo; dưới 0,2%C được cung cấp dưới dạng ủ hoặc thường hoỏ và ram, cú độ bền (600 ữ 900)MPa. Loại thộp này được sử dụng trong nhà mỏy nhiệt điện, hoỏ chất,…, khi hàn ngồi việc chọn đỳng thành phần vật liệu hàn cần phải nung núng sơ bộ và kiểm soỏt nhiệt chặt chẽ để trỏnh nứt ở kim loại mối hàn và vựng ảnh hưởng nhiệt. Vật liệu hàn phải chọn cú thành phần cacbon tối đa 0,15% và thành phần cỏc nguyờn tố hợp kim giống với kim loại cơ bản. Sau khi hàn phải tiến hành nhiệt luyện (ủ hoặc ram khử ứng suất dư) để khụi phục tớnh chất kim loại vựng ảnh hưởng nhiệt.
3, Thộp độ bền cực cao cú hàm lượng cacbon trung bỡnh
Đõy là loại thộp cú chứa 0,25 - 0,50%C và 3 – 4% cỏc nguyờn tố hợp kim. Tớnh thấm tụi của thộp loại này khi hàn cú thể đỏnh giỏ qua quỏ trỡnh phõn huỷ của austenit khi nguội thụng qua giản đồ chữ C.
Trờn giản đồ chữ C, cỏc đường (1), (2) và (3) thể hiện tốc độ nguội.
- Làm nguội theo đường (1), austenit bắt đầu phõn hủy ở a1 và kết thỳc ở b1 tạo thành tổ chức peclớt (P)
- Làm nguội theo đường (2), austenit bắt đầu phõn hủy ở a2 và kết thỳc ở b2, sản phẩm tạo thành là trustit (T); xoúcbit (X) hoặc bainit (B), tuỳ theo nhiệt độ chuyển biến. Tốc độ nguội (2) gọi là tốc độ nguội tới hạn thứ nhất (bắt đầu xuất hiện tổ chức tụi).
- Làm nguội theo đường (3) xảy ra sự tụi hồn tồn, austenit chuyển biến hồn tồn thành mỏctenxit (M) và đường (3) gọi là tốc độ nguội tới hạn thứ hai.
Thực nghiệm cho thấy : T’m = Tm - 550.
Tm : nhiệt độ kộm ổn định nhất của ụstenit khi chuyển biến đẳng nhiệt. T’m : nhiệt độ kộm ổn định của austenit khi làm nguội liờn tục (khi hàn)
Thời gian chuyển biến nhỏ nhất của austenit khi hàn là t’min lớn hơn 1,5 lần trường hợp chuyển biến đẳng nhiệt
t’min = 1,5.tmin
Nếu hạt austenit càng cứng (thụ, to) thỡ quỏ trỡnh chuyển biến càng chậm. Dựng giản đồ chuyển biến đẳng nhiệt của austenit ta cú thể tớnh được tốc độ nguội để loại trừ tổ chức tụi ở vựng ảnh hưởng nhiệt : min 1 3 ) 55 ( t T T v m o ng − − ≤
Trong đú : vng là tục độ nguội trung bỡnh trong khoảng T1 – (Tm-550). T1 nhiệt độ ứng với đường AC1 (7270C).
Tm nhiệt độ kộm ổn định của austenit khi chuyển biến đẳng nhiệt.
tmin thời gian nhỏ nhất để austenit chuyển biến đẳng nhiệt hồn tồn khi nguội liờn tục. 3 = 2 x 1,5 : trong đú 1,5 là hệ số kể đến sự nguội liờn tục, 2 là hệ số kể đến sự lớn lờn của hạt austenit khi hàn.
Nếu thời gian nung kim loại ở nhiệt độ trờn AC3 lõu thỡ hạt austenit sẽ lớn và tớnh ổn định sẽ tăng. Thộp chứa ớt nguyờn tố tạo thành cỏcbit sẽ làm tăng tớnh ổn định của austenit, cỏc thộp chứa cỏc nguyờn tố được hợp kim húa, cỏc nguyờn tố tạo thành cỏcbit thỡ ngược lại.
Trong quỏ trỡnh hàn cần tớnh toỏn tốc độ nguội khụng được nhanh quỏ hoặc chậm quỏ để đảm bảo vựng ảnh hưởng nhiệt khụng bị tụi mạnh và khụng xảy ra sự tăng kớch thước hạt vựng ảnh hưởng nhiệt.