Thuốc hàn
Hàm lượng các chất trong mẻ liệu thuốc hàn, %
CaO + MgO Al2O3 + MnO CaF2 TiO2 + SiO2 Bột talk Trường thạch Cao lanh Fe- Mn Fe- Si F7A4-BK 20÷24 22÷24 8÷12 28÷32 - - - 6 4
Các chất còn lại được giữ cố định khoảng 8%. d) Mơ tả phương pháp thí nghiệm
Vật liệu mẫu hàn và dây hàn:
Vật liệu mẫu hàn sử dụng thép có mác SM 400B – thép kết cấu hàn theo JIS G3106 -1998 và dây hàn có đường kính dây hàn là 4.0 mm như phần nghiên cứu tính cơng nghệ hàn.
Thành phần hóa học kim loại mối hàn được kiểm tra theo tiêu chuẩn ANSI/AWS B4.0. Kích thước mẫu hàn 100x300, có chiều dày là 25mm. Mẫu được hàn 4 lớp.
Trong khuôn khổ của luận án, tác giả nghiên cứu ở vị trí mối hàn điển hình 1G, chọn chế độ hàn được tính tốn sơ bộ ở vị trí hàn bằng và tham khảo giá trị các thơng số chế độ hàn được chọn theo kết quả nghiên cứu của tài liệu tham khảo [3] với chuyên đề “Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ hàn đến sự hình thành mối hàn và lượng thuốc nóng chảy khi chế tạo thuốc hàn thiêu kết hệ bazơ”.
Hình 2.17 Kích thước mẫu thử phân tích thành phần hóa học kim loại mối hàn
Quy trình chuẩn bị mẫu:
Hình 2.18 Hàn mẫu để phân tích thành phần hóa học kim loại mối hàn
- Mẫu hàn:
Tiến hành hàn mẫu theo các thông số chế độ hàn đã nêu ở trên và nhiệt độ
giữa các đường hàn (the inter pass temperature) được duy trì khoảng 1500C -160°C. - Cắt mẫu:
Các phôi mẫu sau khi hàn xong xác định vị trí cần cắt để tiến hành phân tích thành phần hóa học kim loại mối hàn.
e) Phương pháp phân tích thành phần hóa học kim loại mối hàn
Để xác định thành phần hóa học kim loại mối hàn có thể dùng nhiều phương pháp như: phân tích bằng quang phổ, phân tích hóa học,… Ở đây chọn phương pháp
quang phổ, thiết bị phân tích thành phần %Mn và %Si trong mối hàn có dạng như hình dưới đây:
Hình 2.19 Máy phân tích quang phổ
Máy quang phổ phát xạ phân tích thành phần hóa học của vật liệu: PDA-
5500S - Shimadzu - Nhật Bản Đặc tính kỹ thuật:
Hệ thống quang phổ PDA-5500S - Hệ thống phân tán: Paschen-Runge - Đường kính uốn cong: 600mm
- Dải bước sóng: 121 - 481 nm và 589 nm - Có 2400 rãnh/mm
- Độ tán sắc thuận nghịch: 0.69 nm/mm
- Hệ thống chân không: Sử dụng bơm chân không, áp suất tới hạn: 2 Pa - Nền: chỉ có nền Fe
Bộ kích thích:
- Điện áp: có thể lựa chọn 300V hoặc 500 V
- Tần số phóng điện: tự động thiết lập một trong ba tần số, lớn nhất 500 Hz - Độ chính xác điện áp: Điện áp chuẩn ± 1%
- Điều kiện phóng điện: có 6 loại - Làm sạch điện cực
- Bộ phát xạ: trong điều kiện khí Argon
Hệ thống đọc dữ liệu:
- Số lượng kênh có thể đo: lớn nhất 24 kênh
- Phương pháp đo: Đơn xung tích hợp với phương pháp trắc quang PDA
Hệ thống xử lý dữ liệu - Windows Kit
Khả năng phân tích: Dải phân tích được thể hiện theo bảng Analytical Program Sheet.
f) Mơ hình nghiên cứu sự dịch chuyển của Mn và Si vào kim loại mối hàn
Trong nội dung nghiên cứu này chọn hàm lượng các nguyên tố hợp kim Mn và Si trong kim loại mối hàn phụ thuộc vào hàm lượng các fero hợp kim Fe – Si, Fe – Mn trong mẻ liệu thuốc hàn được mô tả như sau:
% Mn, %Si = f (%Fe-Mn, %Fe-Si) (2.19) Thành phần hóa học kim loại mối hàn là yếu tố quan trọng nhất sẽ quyết định đến chỉ tiêu cơ tính và các đặc tính kỹ thuật của kim loại mối hàn.
Nội dung của bước này sẽ thực hiện các nhiệm vụ dưới đây:
- Trên cơ sở thành phần thuốc hàn có nền tạo xỉ đã xác định ở bước 1.
- Xây dựng các phương trình hồi quy phản ánh mức độ dịch chuyển của Mn và Si từ thuốc hàn vào kim loại mối hàn.
- Xác định tỷ lệ Fe-Mn, Fe-Si cần đưa vào mẻ liệu thuốc hàn đảm bảo thành phần hoá học của kim loại mối hàn yêu cầu.
Sau khi đã xác định được hàm lượng các Ferô hợp kim (Fe-Mn, Fe-Si) phù hợp, sẽ kiểm tra cơ tính kim loại mối hàn.
Để xác định hiệu quả hợp kim hóa kim loại mối hàn bằng cách thay đổi hàm lượng các fero hợp kim Fe-Si, Fe-Mn trong mẻ liệu thuốc hàn và phân tích thành phần hóa học kim loại mối hàn theo các phương án thí nghiệm.
Ví dụ: trong trường hợp của chúng ta với k = 2, sẽ có bảng biến thiên như sau: