HÀN THÉP HỢP KIM TRUNG BÌNH

2.1.1 Khái niệm:

Các thép hợp kim trung bình dùng để hàn thường là loại có hàn lượng các bon nhỏ hơn hoặc bằng 0,5 ( C ≤ 0,5 )%. Tổng các nguyên tố hợp kim từ 5  9 %(

chủ yếu là các nguyên tố ) Cr, Mo, Ni... ) 2.1.2. Đặc điểm

- Tổng hàm lượng nguyên tố hợp kim từ 2,5 - 10%

- Cơ tính tổng hợp cao, ứng dụng nhiều trong các ngành năng lượng, chế tạo máy, tàu thuỷ, hàng không……

- Do hàm lượng nguyên tố hợp kim tương đối cao nên thép này rất nhạy cảm với nhiệt hàn, gây biến dạng nhiều, dễ tạo các vết nứt ở vùng ảnh hưởng nhiệt và trong mối hàn làm giảm các tính chất của thép do bị quá nhiệt, dễ tạo các cấu trúc biến cứng, khó đảm bảo sự đồng đều giữa kim loại mối hàn và kim loại cơ bản .

Đây là loại thép có tính hàn kém hơn nhiều thép hợp kim thấp :

- Đặc điểm nổi bật của loại thép này có độ bền tương đối cao ( 800  2000 ) N/

mm2, và các tính chất của loại thép này được nâng cao bằng gia công nhiệt.

- Sau khi gia công nhiệt , độ dẻo của thép hợp kim trung bình đạt được rất cao thậm trí cao hơn cả thép các bon thấp. Do vậy thép hợp kim trung bình được sử dụng làm kết cấu làm việc trong điều kiện tải trọng động, va đập và áp suất thay đổi.

- Hàn các thép hợp kim trung bình bao gời cũng xảy ra hiện tượng tự tôi, làm cho mối hàn vùng lân cận mối hàn bị nứt. Vì vậy khi hàn cần áp dụng các biện pháp:

. Chọn thành phần thép để chế tạo kết cấu phải có hàm lượng các bon và nguyên tố hợp kim thấp, nhưng phải có đủ tính chất theo yêu cầu để hạn chế hàm lượng của các nguyên tố này trong kim loại mối hàn.

. Nung nóng sơ bộ trước khi hàn ở nhiệt độ ( 300  400 )o C, trong quá trình hàn cần nung nóng bổ xung và sau khi hàn phải gia công nhiệt ( Ram ở nhiệt độ ( 750  800 )o C.

. Hàn đắp lên cạnh hàn một lớp kim loại có tổ chức Ferit hoặc Ô stenit không có tác dụng tôi mối hàn, khi hàn lớp chính thì kim loại vùng lân cận sẽ được ram do đó giảm được khả năng nứt. Phương pháp này thích hợp cho những kết cấu mà sau khi hàn không tiến hành gia công nhiệt được.

. Hàn thép hợp kim trung bình tốt nhất lên hàn với dòng điện một chiều, đấu nghịch và hàn với cường độ dòng điện hàn nhỏ : Ih = ( 25 30 ) d. Sau khi hàn phải làm nguội chậm.

Hình Hàn bằng dòng điện một chiều

a) Đấu thuận b) Đấu nghịch

2.1.3. Công dụng:

Dùng để chế tạo thiệt bị áp lực, thiết bị chịu tải trọng lớn vì có độ bền rất cao từ 980  1900 Mpa

Ưu : điểm có tính dẻo cao sau khi nhiệt luyện cao hơn cả thép C thấp.

Nhược điểm : Tính hàn kém

2.2: Vật liệu hàn thép hợp kim trung bình

- Vật liệu có tính hàn thoả mãn (hay còn gọi là có tính hàn trung bình) : So với nhóm trên, nhóm này chỉ thích hợp với một số phương pháp hàn nhất định, các thông số của chế độ hàn chỉ có thể dao động trong một phạm vi hẹp, yêu cầu về vật liệu hàn chặt chẽ hơn. Một số biện pháp công nghệ như nung nóng sơ bộ, giảm tốc độ nguội và xử lý nhiệt sau khi hàn …) có thể được sử dụng.

Một số mép hợp kim thấp, kém cacbon và hợp kim trung bình thuộc nhóm này.

- Các loại Vật liệu hàn thép hợp kim trung bình - 33X3HBMA, 43X3CHBMA, 30XH2MA.

X: Crom, H: Niken, B:Vonfram,  : Phốt pho, M : Mô lip đen, A: nhôm Giải thích ký hiệu : 33X3HBMA

Có 0,33 % C, 3 % Crom, 1 % Ni ken, 1 % Vonfram, 1 % Phốt pho, 1 % mô líp đen, 1 % nhôm

2.3. Kỹ thuật hàn thép hợp kim trung bình.

Kỹ thuật hàn

- Chuẩn bị mép hàn, làm sạch vật hàn, gá lắp cần tiến hành cẩn thận theo quy định.

- Chọn que hàn vỏ thuốc hệ canxiflorua, và hàn bằng dòng một chiều đấu nghịch để giảm bớt nhiệt độ ở vật hàn.

- Hợp kim hoá mối hàn bằng Mn, Cr để tăng độ bền cho mối hàn và chống nứt.

- Thông thường phải nung nóng sơ bộ, trong một số trường hợp phải nung nóng cả trong quá trình hàn (nung nóng kèm theo). Nhiệt độ nung phụ thuộc vào mác thép, thường từ 150 - 5000C, sau khi hàn nhiệt độ vùng gần mối hàn không được dưới 300 - 3500C, nên yêu cầu cần phải làm nguội chậm.

- Trường hợp chiều dài mối hàn lớn cần hàn theo phương pháp phân đoạn nghịch, nếu hàn nhiều lớp thì hàn theo phương pháp lên bậc thang hay xuống dốc.

- Sau khi hàn xong việc xử lý nhiệt là bắt buộc, có thể tiến hành thường hoá và ram ở nhiệt độ 600-6500C.

TH : HÀN THÉP HỢP KIM TRUNG BÌNH Mục tiêu của bài:

Sau khi học xong bài này người học sẽ có khả năng:

-Trình bày đúng nhưng đặc điểm khi hàn thép hợp kim trung bình.

-Nhận biết chính xác các loại thép hợp kim trung bình và vật liệu hàn thép hợp kim trung bình

-Chuẩn bị thiết bị dụng cụ hàn đấy đủ an toàn.

-Chuẩn bị phôi hàn đúng kích thước, đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật.

-Chọn chế độ hàn phù hợp chiều dày, tính chất vật liệu và kiểu liên kết hàn -Gá phôi hàn chắc chắn, đúng kích thước.

-Thực hiện hàn các mối hàn thép hợp kim trung bình đảm bảo độ sâu ngấu không rỗ khí ngậm xỉ, không cháy cạnh ít biến dạng kim loại cơ bản

-Kiểm tra đánh giá đúng chất lượng mối hàn.

Thực hiện tốt công tác an toàn lao động và vệ sinh phân xưởng 2.3: Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ hàn

Máy hàn, kim hàn, dây hàn, búa, kim, mặt nạ, mũ, BHLĐ....

2.4: Chuẩn bị phôi hàn:

- Cắt phôi theo yêu cầu kỹ thuật bản vẽ - Nắn thẳng phôi

- Làm sạch phôi Làm sạch phôi hàn 1. Mục đích, yêu cầu

- Mục đích: làm sạch dầu mỡ, sơn, gỉ, nước và các chất bẩn khác khỏi bề bề mặt mép hàn nhằm tránh các chất bẩn này gây ra khuyết tật cho mối hàn.

- Yêu cầu: Phạm vi làm sạch về hai phía của mối hàn từ 50-100 mm 2. Phương pháp làm sạch

- làm sạch bằng cơ khí: sử dụng dũa, bàn chải sắt, phun cát...

- Làm sạch bằng hoá chất: dùng dung dịch kiềm, axít tẩy sạch bề mặt mép hàn sau đó tiến hành rửa sạch bằng nước nóng rồi để khô.

- Làm sạch bằng ngọn lửa: dùng ngọn lửa ga, cồn hay mỏ hàn khí làm sạch dầu mỡ trên bề mặt mép hàn.

2.5: Chọn chế độ hàn

5.1. Tính đường kính que hàn : - Với mối hàn giáp mối: 1

2 

 S

dq (mm)

- Với mối hàn góc: 1

2 

 K

dq (mm)

Trong đó: S: chiều dày vật hàn (mm) K: là cạnh của mối hàn (mm)

Cũng có thể chọn đường kính que hàn qua bảng sau:

dq (mm) 1,6-2 3 4 4-5 5 5-6 6-10

S (mm) ≤ 2 3 4-8 9-12 13-15 16-20 >20

K (mm) - 3 4-6 6-8 - - -

Thực tế đường kính que hàn ít khi vượt quá 6 mm, nên khi chiều dầy vật hàn hoặc cạnh mối hàn góc quá lớn mà dùng các công thức trên tính ra dq lớn hơn 6 mm, thì phải tiến hành hàn nhiều lớp.

Dqh = S/2 + 1 ( mm ) Hoặc tra bảng:

Chiều dày vật hàn

0,5 1 1,1 2 2,1 5 5,1 10 10,1 20 > 20

Đường kính que hàn

1 1,5 1,5 2,5 2,5 4 4 5 5 6 6 7,5

5.2. Cường độ dòng điện hàn:

. Cường độ dòng điện hàn Ký hiệu: Ih, đơn vị: ampe (A) - Nếu s <1,5dq hoặc khi hàn đứng, Ih giảm 10-15%

- Nếu s >3dq hoặc khi hàn liên kết chữ T, chồng, Ihtăng 10-15%

- Khi hàn ở vị trí hàn ngang hay hàn ngửa, giảm Ihtừ 15-20%.

Ih = ( 40 – 60 ) d A( Dòng xoay chiều ) Ih = ( 20 – 25 ) d A( Dòng xoay chiều ) Tra bảng :

Mác que hàn(loại điện cực )

Đường kính mm

Dòng điện hàn ( A) ở vị trí

Sấp Đứng Ngửa

AHO-3(E46) 3 4

100  140 170 200

90 110 140  160

100  120 140  160 AHO-4(E46) 5

6

200  270 270  320

150  170

YOHN- (E42A)

3 4 5 6

80  110 120  150 160  190 190  230

7 0  100 100  130 140  170

70  100 100  130

5.3. Điện áp hồ quang hàn và tốc độ hàn Điện áp hàn : Ký hiệu: Uh, , đơn vị vôn (V)

Điện áp hàn do chiều dài hồ quang (lhq) quyết định.

- Hồ quang bình thường, nếu lhq = 1,1dq

- Hồ quang ngắn, nếu lhq < 1,1dq - Hồ quang dài, nếu lhq > 1,1dq

Để hồ quang ổn định, chiều dài hồ quang nên giữ trong khoảng (0,8÷1,2)dq. - Điện thế làm việc đối với nguồn xoay chiều ( 25  45 ) V

- Điện thế làm việc đối với nguồn một chiều ( 16  35 ) V a. Điện áp hồ quang hàn:

Điện áp hồ quang được quyết định bởi chiều dài hồ quang. Chiều dài hồ quang lớn thì điện áp hồ quang lớn và ngược lại.

Chú ý : Khi hàn không hàn hàn với điện áp hồ quang quá lớn( tức là không nên hàn với hồ quang quá dài), vì hàn với hồ quang quá dài sẽ gây ra cac hiện tượng không tốt

 Hồ qung cháy không ổn định.

 Nhiệt lượng của hồ quang phân tán.

Kim loại bị bắn tóe nhiều và hồ quang hay bị thổi lệch

Chiều sâu nóng chảy nhỏ, dễ sinh ra khuyết cạnh và các khuyết tật khác.

 Các khí có hại như ô xy, ni tơ của môi trường khí xung quanh dễ sâm nhập vào vũng hàn làm mối hàn hay bị rỗ khí.

Vì vậy khi hàn nên hàn với hồ quang ngắn. Chiều dài hồ quang không nên vượt quá đường kính que hàn.

b. Tốc độ hàn :

Tốc độ hàn : Ký hiệu: Vh , đơn vị: cm/s

Tốc độ hàn được hiểu là tốc độ dịch chuyển về phía trước của que hàn dọc theo trục của mối hàn. Nó cũng có ảnh hưởng nhiều đến hình dáng, chất lượng của mối hàn và năng suất hàn. Nếu Vh quá lớn mối hàn sẽ hẹp, chiều sâu ngấu giảm, mối hàn không phẳng và có thể bị gián đoạn. ngược lại, nếu Vh quá nhỏ sẽ dễ gây hiện tượng cháy chân, kim loại cơ bản bị nung nóng quá mức, vùng ảnh hưởng nhiệt lớn, chiều rộng và chiều sâu ngấu mối hàn tăng... .

Trong quá trình hàn nên căn cứ vào tình hình cụ thể của vùng hàn để điều chỉnh tốc độ hàn phù hợp. Tốc độ hàn phụ thuộc vào loại que hàn (hệ số đắp), cường độ dòng hàn và tiết diện ngang của mối hàn. vì vậy, để tăng năng suất có thể sử dụng que hàn có hệ số đắp lớn, hàn với dòng điện cao (ở mức cho phép), hoặc chọn kiểu vát mép chi tiết thích hợp để tiết diện mối hàn là bé nhất.

Tốc độ hàn được tính như sau:

) / (

0

s t cm Vh  L

Trong đó: L- là chiều dài đường hàn (cm) t0 - là thời gian hồ quang cháy (s) - Tính số lớp hàn :

N = ( Fđ - f1) fn+ 1

2.6: Gá – Hàn đính phôi hàn:

- Gá phôi đảm bảo đúng YCKT bản vẽ.

- Đính phôi đảm bảo chất lượng mối hàn đính như chất lượng moiis hàn chính

- Chiều cao của mối đính thấp hơn chiều cao mối hàn chính - Sau khi đính xong phái nắn sửa vật hàn.

2.7: Kỹ thuật hàn thép hợp kim trung bình 2.7.1.Hàn hồ quang tay :

Khi sử dụng que hàn austenit để hàn hồ quang tay thép độ bền cực cao có hàm lượng C trung bình, que hàn có thể chọn theo bảng sau :

Nhóm que hàn Mác que hàn Loại que hàn tương

đương GOST :EA-2Г6

( E-28X24H16Г6)

OZL-9A ISO E251MnS20

DIN E2516Mn6RB20 GOST: EA-3M

(E – 11X15H25M6AГ2

NIAT- 5 ISO E16.25.6B30

DIN E16.25.6B30

Khi hàn thép độ bền cực cao có hàm lượng các bon trung bình không cần nung nóng sơ bộ. Tuy nhiên cần đảm bảo nhiệt độ tối thiểu 120 – 200oC tại vùng ảnh hưởng nhiệt từ lúc hàn xong cho đến lúc bắt đầu ram sau khi hàn. Kỹ thuật hàn sử dụng là kỹ thuật hàn bận thang ( trường hợp có thể nhiệt luyện sau khi hàn ).

Có thể hàn đắp lớp lót lên mép vát bằng que hàn austenit hoặc que thép hợp kim thấp có vỏ bọc ba zơ. Chiều dày lớp lót phải đảm bảo đối với vùng ảnh hưởng nhiệt Tmax ≤ Tram ( Trường hợp không thể nhiệt luyện sau khi hàn )

2.7.2. Hàn dưới lớp thuốc :

Các loại vật liệu hàn sử dụng khi hàn dưới lớp thuốc thép độ bền cực cao có hàm lượng các bon trung bình là dây hàn CB – 08X21H10Г6 và CB – 08X20H9Г7T. Chế độ hàn phải đảm bảo hòa tan tối thiểu kim loại cơ bản vào mối hàn và đảm bảo hình dạng, kích thước cần thiết của mối hàn.

2.7.3.Hàn trong môi trường khí bảo vệ:

Khi hàn trong môi trường khí bảo vệ, vật liệu hàn sử dụng là khí trơ. Dây hàn là dây thép hợp kim thấp, dây thép các bon thấp