1-Thành phần mẻ liệu thuốc hàn F7AX 2- Dây hàn 3-Chế độ thiêu kết Hàm mục tiêu Hàm lượng Hiđrô trong mối hàn và VAHN Hàm lượng huỳnh thạch trong mẻ liệu thuốc hàn (CaF2) Chế độ sấy thiêu kết thuốc hàn: - Nhiệt độ thiêu kết. - Thời gian thiêu kết.
Việc xây dựng kế hoạch thực nghiệm và xác định hệ số phương trình hồi quy tuân theo các nội dung như bước 2.
yi = f (xi)
và cụ thể: y = % H2 = f (CaF2, TS, tS) (2.22) Trong trường hợp này nguyên tắc tối ưu là vừa đảm bảo tính kỹ thuật và tính kinh tế: Y = %H ≤ HX (2.23) Trong đó: hàm lượng hiđrơ HX, tức là %H ≤ X cm3/100g.
Kết quả xử lý các số liệu thực nghiệm nhận được phương trình hồi qui mơ tả
sự phụ thuộc của hàm lượng hiđrô trong mối hàn và VAHN với thuốc hàn F7A(P)X, cho phép rút ra những kết luận khoa học cần thiết.
Đồng thời xác định được của hàm lượng huỳnh thạch và các thông số chế độ sấy thiêu kết đảm bảo hàm lượng hiđrô trong mối hàn và VAHN theo yêu cầu.
b) Ảnh hưởng của hiđrô trong mối hàn
Nguồn gốc hiđrô xâm nhập vào mối hàn
Nguồn gốc của hiđrô rất đa dạng [1, 14], nó có thể xâm nhập vào vùng hàn ở dạng khơng khí, cũng có thể ở dạng sản phẩm phân ly của nước hoặc các hợp chất chứa hiđrô khác nhau:
- Từ khơng khí ẩm xung quanh;
- Từ vật hàn và vật liệu hàn:
+ Hơi ẩm tồn tại ở mép, bề mặt các tấm vật hàn; + Hiđrơ của nhiên liệu khí, khi hàn hơi;
+ Từ sự phân ly của các ôxit, hiđrat ngậm nước; + Trên bề mặt dây hàn.
- Từ trong thuốc hàn.
Ngồi các nguồn hiđrơ xâm nhập vào môi trường hàn kể trên, trong vùng khơng gian kín và cách ly với mơi trường xung quanh cịn chứa hiđrơ và hơi nước sinh ra khi nóng chảy thuốc hàn, do đó hiđrơ hấp thụ vào kim loại. Theo các số liệu của Г. Л. ПЕТРОВ hàm lượng trung bình của hiđrơ trong kim loại đắp khi hàn tự động dưới lớp thuốc hoạt tính (OCЦ-45, AH-348) đối với thép cacbon thấp là 3,0 ÷ 5,0 cm3/100g.
Cơ chế ảnh hưởng của hiđrô
Hàm lượng hiđrô trong kim loại mối hàn phụ thuộc khá nhiều vào phương pháp hàn và vật liệu hàn. Trên hình 2.24 cho thấy hàm lượng hiđrơ trong kim loại mối hàn gần như phụ thuộc tuyến tính với hàm lượng của nó trong thuốc hàn.
2 6 10 14 18 0 4 8 12 16 [H],cm³/100g (H)th,cm³/100g
Hình 2.21 Hàm lượng hiđrơ trong kim loại mối hàn phụ thuộc vào hàm lượng của nó
trong thuốc hàn
Một số kim loại không tạo với hiđrô những hợp chất hóa học – các hiđrit.
Tính hịa tan của hiđrơ trong những kim loại này tăng lên rõ rệt cùng với sự nâng cao nhiệt độ.
Ở nhiệt độ cao khi hàn, hiđrô phân tử bị phân hủy thành hiđrô nguyên tử, mà hiđrô ngun tử rất linh động, nó hịa tan dễ dàng trong kim loại lỏng và cả trong kim loại rắn. Phản ứng hiđrô phân tử phân ly thành nguyên tử như sau:
H2 = 2 [ H ] (2.24) Do hiđrơ phân tử khơng hồ tan trong kim loại, sự tiết ra của nó từ kim loại kết tinh có thể là một trong những nguyên nhân chủ yếu làm xuất hiện và phát triển rỗ khí trong kim loại mối hàn.
Trong các phương pháp hàn nóng chảy nói chung và hàn tự động dưới lớp thuốc nói riêng, hiđrơ đều có mặt trong vùng phản ứng hàn, có thể gây ra nứt và làm ảnh hưởng đến tính hàn của thép. Khi nhiệt cao có thể dẫn tới nứt nóng và khi nguồn nhiệt quá thấp kết hợp với việc tăng hiđrơ có thể dẫn tới nứt nguội.
Ảnh hưởng của hiđrô trong kim loại mối hàn khi hàn tự động dưới lớp thuốc
Hàm lượng hiđrô trong kim loại mối hàn là một chỉ tiêu rất quan trọng, nó ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng của liên kết hàn.
Hiđrô tồn tại trong kim loại mối hàn gây ra những ảnh hưởng có hại đến kim loại mối hàn và vùng ảnh hưởng nhiệt như sau:
- Giảm tính dẻo, tăng tính dịn của kim loại mối hàn và vùng gần mối hàn (vùng ảnh hưởng nhiệt), còn gọi là “hiện tượng dòn hiđrơ”, ví dụ khi hàn thép ferit – peclit, thép mactenxit hoá già độ bền cao, các hợp kim titan;
- Tăng tính rỗ trong kim loại mối hàn: Vì ở nhiệt độ trên 200oC hiđrô tồn tại xen kẽ trong mạng tinh thể kim loại ở nguyên tử hiđrô, dưới 200oC hiđrô khuếch tán ra khỏi mạng tinh thể gây ra hiện tượng rỗ.