b) Hàn hồ quang ựiện cực nóng chảy trong môi trường khắ bảo vệ (hàn MI G MAG )
3.1.2.Nguyên nhân gây ra ứng suất hàn
Quá trình hàn là quá trình nung nóng cục bộ khu vực cần hàn trong thời gian ngắn tới nhiệt ựộ rất caọ Khi nguồn nhiệt hàn di ựộng lên phắa trước, thì khối kim loại ựược nung nóng nguội dần trở về nhiệt ựộ ban ựầu và kèm theo những biến dạng nhiệt.
Do sự phân bố nhiệt rất khác nhau (không ựồng ựều) ở các vùng xung quanh mối hàn nên sự thay ựổi thể tắch do (co, giãn) ở các vùng ựó cũng khác nhaụ điều này dẫn ựến sự tạo thành nội lực, ứng suất và biến dạng hàn.
Vậy nguyên nhân xuất hiện ứng suất dư trong các kết cấu hàn là: + Nung nóng không ựồng ựều kim loại vật hàn.
+ độ ngót ựúc của kim loại nóng chảy của mối hàn sau khi kết tinh. + Sự thay ựổi tổ chức của vùng kim loại lân cận mối hàn.
Nung nóng không ựồng ựều kim loại vật hàn làm cho những vùng ở xa nguồn nhiệt không hoặc rất ắt bị biến dạng nhiệt, chúng sẽ cản trở sự biến dạng ở
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ kỹ thuật... ...24
vùng lân cận mối hàn. Do vậy sẽ suất hiện ứng suất trong mối hàn và vùng kim loại lân cận nó. Trường ứng suất này sẽ vẫn tồn tại cả khi kết thúc quá trình hàn và vật hàn ựã trở về trạng thái bình thường (ựã nguội hoàn toàn)
Kim loại lỏng ở mối hàn bị giảm thể tắch do kết quả ựông ựặc tương tự như vật ựúc. Do kết quả ngót ựúc của kim loại trong mối hàn xuất hiện các lực nén theo phương dọc cũng như phương ngang so với trục mối hàn và tạo ra trường ứng suất dư tại ở ựó. Những thay ựổi tổ chức kim loại trong vùng lân cận mối hàn là những thay ựổi về kắch thước và vị trắ sắp xếp của các tinh thể kim loại, ựồng thời kèm theo sự thay ựổi thể tắch của kim loại trong vùng ảnh hưởng nhiệt. Sự thay ựổi cục bộ như vậy dẫn ựến việc tạo thành nội ứng suất. Khi hàn các thép hợp kim và thép cacbon cao có khuynh hướng tôi thì các ứng suất này có thể ựạt tới những giá trị rất caọ
Ứng suất dư trong vật hàn kết hợp với ứng suất sinh ra do ngoại lực tác dụng khi làm việc có thể làm giảm bớt khả năng làm việc của kết cấu và làm suất hiện các hiện tượng vết nứt, gâỵ Biến dạng hàn làm sai lệch hình dáng, kắch thước của các kết cấu hàn, vật hàn, do ựó sau khi hàn thường phải tiến hành các công việc sửa, nắnẦrất phức tạp và tốn kém.
Từ hình 3-1 ta thấy khi kim loại ựông ựặc ở mối hàn suất hiện các phương co như sau: X1 X2 X3 σ33 σ22
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ kỹ thuật... ...25
+ Theo phương ngang X2 + Theo phương dọc X1
+ Theo phương thẳng ựứng X3
đối với co ngót theo phương X2 sự dãn nở nhiệt là nguyên nhân chắnh (chiếm từ 90 ựến 95%) chỉ còn khoảng 5ọ10% là sự co ngót khi ựông ựặc của kim loại que hàn gây ra ứng suất dư.
Sự co ngót dọc X3 tương ựối nhỏ (khoảng 0,1ọ0,3%mm/m chiều dài mối hàn) nhưng ứng suất theo phương này sinh ra lớn.
Sự co ngót theo phương X1 không thấy rõ với mối hàn thông thường. Do ựó ta chỉ cần quan tâm ựến sự co ngót theo ngang X2 và sự co ngót theo phương dọc X3, tương ứng với ứng suất sinh theo hai phương này là σ22 và σ33