tính của lớp kim loại hàn
Cơ tính lớp kim loại hàn được xác định bằng thành phần hóa học và cấu trúc của nó, bằng độ cứng, độ bền chống mòn và độ bền mỏị
Kim loại hàn theo thành phần hóa học và theo tính chất cơ-lý khác với kim loại que hàn và kim loại chi tiết. Trong lĩnh vực sửa chữa, tính không đồng nhất giữa kim loại hàn và kim loại chi tiết là điều không thể tránh khỏị
Trong hàn đắp, kim loại lỏng không chỉ tác dụng với lớp xỉ nóng chảy mà còn tác dụng với hơi nước, với không khí. Lúc đó nó sẽ bị ôxy hóa và bị bão hòa bởi khí nitơ, hyđrô và các phần tử khác.
Ôxy tạo thành các ôxít (FeO, Fe2O3) và tham gia vào trong các hợp chất với mangan, silíc, cácbon và các nguyên tố khác, gây ra hiện tượng cháy cho các nguyên tố nàỵ
Hình 3.21. Sơ đồ hàn đắp chi tiết tròn xoay bằng nhiều que hàn
1. Các que hàn; 2. Bộ kẹp 3. Chất trợ dung; 4. Hồ quang; 5. Lớp xỉ hàn; 6. Lợp kim loại hàn; 7. Chi tiết hàn; 8. Buồng khí; 9. Lớp bọc bằng chất trợ dung nóng chảy; 10. Nguồn điện hàn
Nitơ của không khí cùng với kim loại lỏng tạo thành các hợp chất Nitơrít (Fe2N, Fe4N), các hợp chất này nằm trong cấu trúc của kim loại ở dạng dung dịch rắn α-sắt.
Sự có mặt của ôxy và nitơ trong lớp kim loại hàn sẽ làm cho kim loại đó tăng độ cứng và độ dòn, dẫn tới dễ xuất hiện vết nứt. Độ dẻo của kim loại trong trường hợp này rất thấp.
Hyđrô trong hồ quang hàn, dưới sự tác dụng của nhiệt độ cao sẽ từ trạng thái phân tử chuyển thành trạng thái nguyên tử và tan vào trong lớp kim loại hàn. Sự bão hòa bởi khí hyđrô của lớp kim loại hàn sẽ tạo nên độ dòn cao, làm xuất hiện ứng suất bên trong và gây ra các vết nứt trong kim loạị
Thành phần hóa học của kim loại hàn phụ thuộc nhiều vào phương pháp và chế độ hàn. Còn cấu trúc của nó thì lại được đặc trưng bởi thành phần hóa học và tốc độ làm mát khi hàn. Thực nghiệm cho thấy rằng nếu kim loại hàn chứa một lượng cácbon lớn hơn 0,4% thì bằng việc thay đổi tốc độ làm mát khi hàn, sẽ nhận được các cấu trúc khác nhau của lớp kim loại đó, dẫn tới độ cứng khác nhaụ
Độ bền chống mòn của lớp kim loại hàn trong đa số các trường hợp đều được xác định bằng độ cứng và cấu trúc của nó. Do vậy tất cả các điều kiện hàn mà tạo ra cho kim loại hàn có độ cứng cao và cấu trúc đồng đều (cấu trúc mactenxít) thì đều cho khả năng nhận được độ bền chống mòn caọ
Độ bám của lớp kim loại hàn với kim loại chính (kim loại chi tiết) trong công nghệ hàn tự động được bảo đảm rất tốt và ít bị phụ thuộc vào các điều kiện hàn. Trong điều kiện chế độ hàn như nhau, độ bền bám của lớp kim loại hàn sẽ tăng nếu đường kính chi tiết hàn giảm.
Độ bền mỏi của chi tiết phụ thuộc vào cấu trúc, ứng suất bên trong và khuyết tật của lớp kim loại hàn. Thực nghiệm đã chứng tỏ rằng không có một phương án công nghệ nào của hàn đắp tự động bảo đảm tạo ra được độ bền mỏi của chi tiết hàn bằng độ bền mỏi của chi tiết mớị Duy chỉ có hàn đắp dưới chất trợ dung, sau đó ram ở nhiệt độ cao và tôi bằng dòng điện cao tần có khả năng tạo nên được độ bền mỏi của chi tiết sửa chữa gần bằng với độ bền mỏi của chi tiết mớị
3.2.4. Sửa chữa bằng phương pháp hàn thiếc (hàn vẩy)