Chương 2: Công nghệ hàn thép cacbon và thép kết cấu hợp kim thấp thuộc bài giảng Công nghệ hàn nóng chảy trình bày về thành phần tính chất kim loại cơ bản, sự hình thành mối hàn và vùng ảnh hưởng nhiệt, công nghệ hàn thép hợp kim vi lượng, công nghệ hàn thép cacbon trung bình và thép cacbon cao. Mời các bạn tham khảo.
Công nghệ hàn điện nóng chảy HK9. 2005-06
2. 1 C ô n g n g h ệ h à n t h é p c a c b o n th ấ p v à t h é p k ết
c ấ u h ợ p kim t h ấ p
2. 2 C ô n g n g h ệ h à n t h é p h ợ p k i m vi lư ợ n g 2. 3 C ô n g n g h ệ h à n t h é p c a c b o n tru n g bìn h v à t h é p
c a c b o n c a o
1
N g ô L ê T h ô n g , B/ m H à n C N K L , Đ H B K H a n oi
1
2 . 1 C Ô N G N G H Ệ H À N T H É P C A C B O N T H Ấ P V À T H É P K Ế T C Ấ U H Ợ P K I M T H Ấ P
Công nghệ hàn điện nóng chảy HK9. 2005-06
2
N g ô L ê T h ô n g , B / m H à n C N K L , Đ H B K H a n o i
2
2.1 C Ô N G N G H Ệ H À N T H É P C A C B O N T H Ấ P V À T H É P K Ế T C Ấ U H Ợ P K I M T H Ấ P
Công nghệ hàn điện nóng chảy HK9. 2005-06
N ồ n g đ ộ cac b o n tro n g th é p cac b o n: 0,06 ÷ 0, 9 % (c h ế tạo m á y); T h é p cac b o n k ết cấ u th ô n g th ư ờ n g: < 0,2 5 % T h é p s ô i: m a x. 0,0 7 % S i. T h é p lặ n g mi n . 0,1 2 % Si. T h é p cac b o n kết cấ u th ô n g th ư ờ n g (thé p th ô n g d ụ n g):
2.
T h é p cac b o n kết cấ u c h ấ t lư ợ n g tốt (thé p c h ất lư ợ n g ca o):
3.
T h é p k ế t cấ u h ợ p ki m th ấ p (thép h ợ p k i m thấ p ít cac b o n, thé p h ợ p ki m thấ p đ ộ bề n ca o ):
3
N g ô L ê T h ô n g, B/ m H à n C N K L , Đ H B K H a n oi
3
2.1 C Ô N G N G H Ệ H À N T H É P C A C B O N T H Ấ P V À T H É P K Ế T C Ấ U H Ợ P K I M T H Ấ P 2. 1.2 S ự hìn h th à n h m ối h à n và vù n g ả n h h ư ở n g
Công nghệ hàn điện nóng chảy HK9. 2005-06
a) T ổ c h ứ c th ô đ ại ki m lo ại c ơ b ả n và kim l oại m ố i hà n b) M ột ph ầ n tổ ch ứ c ki m loại m ố i hà n 1 – V ù n g h ạt mị n p h át triển the o lớ p (b ề m ặt k ết tin h p h ẳ n g); 2 – K ết tinh d ạ n g hình ki m; 3 – K ết tin h dạ n g hìn h kim – n h á n h câ y; 4 – C á c hạt ki m lo ại n ó n g c h ả y bị q u á n hiệt.
4
C ấ u trú c ki m lo ại m ối h à n khi kết tin h N g ô L ê T h ô n g , B/ m H à n C N K L , Đ H B K H a n oi
4
2.1 C Ô N G N G H Ệ H À N T H É P C A C B O N T H Ấ P V À T H É P K Ế T C Ấ U H Ợ P KI M T H Ấ P
2.1.2 S ự hình thà n h m ố i hà n và v ù n g ả n h h ư ở n g n hiệt
Công nghệ hàn điện nóng chảy HK9. 2005-06
5
N g ô L ê T h ô n g , B/ m H à n C N K L, Đ H B K H a n oi
5
2. 1 C Ô N G N G H Ệ H À N T H É P C A C B O N T H Ấ P V À T H É P K Ế T C Ấ U H Ợ P K I M T H Ấ P
Công nghệ hàn điện nóng chảy HK9. 2005-06
• T í n h h à n tốt. • C ơ tín h liê n k ết h à n p h ụ th u ộ c v à o:
– T h à n h p h ầ n h ó a h ọ c m ối hà n
6
N g ô L ê T h ô n g , B/ m H à n C N K L , Đ H B K H a n oi
6
2. 1 C Ô N G N G H Ệ H À N T H É P C A C B O N T H Ấ P V À T H É P K Ế T C Ấ U H Ợ P K I M T H Ấ P
Công nghệ hàn điện nóng chảy HK9. 2005-06
• T í n h h à n tốt. • C ơ tính liê n k ết hà n p h ụ thu ộ c v à o:
– T ổ
c h ứ c ki m
loại m ối hà n và v ù n g ả n h h ư ở n g nhiệt
– C h ế độ n hiệt k h i hà n:
7
N g ô L ê T h ô n g , B/ m H à n C N K L , Đ H B K H a n oi
7
2.1 C Ô N G N G H Ệ H À N T H É P C A C B O N T H Ấ P V À T H É P K Ế T C Ấ U H Ợ P K I M T H Ấ P
Công nghệ hàn điện nóng chảy HK9. 2005-06
• Đ ặ c điể m c ô n g n g h ệ v à k ỹ th u ật hàn
– S ử d ụ n g đồ gá hà n hoặc h à n đính để gá lắp hà n. X e m lại phầ n
h à n đính (học k ỳ trướ c).
– L à m sạch trư ớ c k hi hà n.
– S ử d ụ n g các loại quá trình hà n n ó n g c hả y: ch ú ý tỷ lệ tham gia c ủa ki m loại c ơ b ả n và o m ối hà n khi hà n thé p kết cấ u h ợ p ki m thấ p.
8
N g ô L ê T h ô n g , B/ m H à n C N K L , Đ H B K H a n oi
8
2 . 1 C Ô N G N G H Ệ H À N T H É P C A C B O N T H Ấ P V À T H É P K Ế T C Ấ U H Ợ P K I M T H Ấ P
Công nghệ hàn điện nóng chảy HK9. 2005-06
• C ô n g n g h ệ h à n h ồ q u a n g t a y :
– K ế t c ấ u t h ô n g t h ư ờ n g t ừ t h é p c a c b o n t h ấ p :
– V ớ i t h é p k ế t c ấ u h ợ p k i m t h ấ p :
– V ớ i k ế t c ấ u q u a n tr ọ n g t ừ c ả 2 lo ạ i t h é p đ ó :
9
N g ô L ê T h ô n g , B / m H à n C N K L , Đ H B K H a n o i
9
2.1 C Ô N G N G H Ệ H À N T H É P C A C B O N TH Ấ P V À T H É P K Ế T CẤ U H Ợ P KIM T H Ấ P
2.1.3 Công nghệ hàn thép cacbon thấp và thép kết cấu
hợp kim thấp:
• Công nghệ hàn hồ quang tay:
Ki m loại cơ bản
M ác que hàn - Loại que hàn
Thép cacbon thấp
O ZS-4 G O ST E46 (A W S E6013, ISO E433R25, DIN E4330R3) O ZS-3 G O ST E46 (A W S E7024, ISO E432R R16046, DIN E4320R R1 1160, EN E38A R R 74) O ZS-4I G O ST E46 (A W S E6012, ISO E433 A R 24, DIN E4330 A R7, EN E38 A R12) M R-3 M G O S T E46 (A W S E6012, ISO E433 A R24, DIN E4330 A R7, EN E38 A R12) O ZS-12I G O ST E46 (A W S E6012, ISO E433 A R24, DIN E4330 A R7) O ZS-6 G O ST E46 (A W S E6020, ISO E430R R12023, DIN E4300R R1 1120, EN E38A R R 32)
Thép kết cấu hợp ki m thấp
U O NI-13/45 G O ST E42 A (ISO E434 B20, DIN E4340 B 10,E N E35 A B 22 H10) O ZS-33 G O ST E50 A (A W S E7016, ISO E514 B24, DIN E5140B10, E N E38 A B12H 10)
Thép cacbon thấp cho kết cấu quan trọng
M R-3 G O ST E46 (A W S E6013, ISO E433R23, EN E38A R 12) O ZS-12 G O ST E46 (A W S E6013, ISO E432R12, DIN E4330 R3, EN E38 A R 12) U O NI-13/55K G OST E46 A (ISO E433 B20 H, DIN E4330B10 H, EN E38 A B 22 H10) U O NI-13/55 G O ST E50 A (A W S E7015, IS O E514 B20, DIN E5140 B10, EN E380 B22 H10)
U O NI-13/55K G OST E46 A (ISO E433 B20 H, DIN E4330B10 H, EN E38 A B 22 H10) U O NI-13/55 G O ST E50 A (A W S E7015, IS O E514 B20, DIN E5140 B10, EN E380 B22 H10)
Thép kết cấu hợp ki m thấp cho kết cấu quan trọng
10
N gô Lê Thông, B/ m Hàn C N K L, Đ H B K Hanoi
Công nghệ hàn điện nóng chảy HK9. 2005-06
10
2 . 1 C Ô N G N G H Ệ H À N T H É P C A C B O N T H Ấ P V À T H É P K Ế T C Ấ U H Ợ P K I M T H Ấ P
Công nghệ hàn điện nóng chảy HK9. 2005-06
• C ô n g n g h ệ h à n h ồ q u a n g d ư ớ i l ớ p t h u ố c:
– T h é p c a c b o n t h ấ p :
– V ớ i t h é p k ết c ấ u h ợ p kim t h ấ p:
– L ư u ý c h ế đ ộ n h i ệt h à n đ ối v ới c á c l o ại t h é p k h á c n h a u:
1 1
N g ô L ê T h ô n g , B / m H à n C N K L , Đ H B K H a n o i
11
2 . 1 C Ô N G N G H Ệ H À N T H É P C A C B O N T H Ấ P V À T H É P K Ế T C Ấ U H Ợ P K I M T H Ấ P
2 . 1. 3 C ô n g n g h ệ h à n t h é p c a c b o n t h ấ p v à t h é p k ế t c ấ u h ợ p
k i m t h ấ p :
• H à n tro n g m ô i tr ư ờ n g k hí b ả o v ệ:
– T h à n h p h ầ n k hí: – T ạ p c h ấ t tr o n g C O 2 ả n h h ư ở n g đ á n g k ể đ ế n tí n h c h ất k i m l o ại
m ố i h à n .
– K h i h à n b á n t ự đ ộ n g tr o n g C O 2, d â y h à n n h ỏ (t ối đ a 1, 2 h o ặ c 1 , 6 m m ) . D â y h à n t h ư ờ n g l à d â y t h é p h ợ p ki m C в - 0 8 Г C , C в - 0 8 Г 2 C
– K h i h à n t h é p h ợ p ki m t h ấ p l o ại 1 4 X Г C , 1 0 X C H Д , 1 5 X C H Д , c ũ n g n h ư t h é p c a c b o n t h ấ p C т 1 v à C т 2 ( t h é p l ặ n g ), c ó t h ể d ù n g d â y h à n C в - 1 2 Г C .
– K h i đi ệ n á p h ồ q u a n g t ă n g , c á c n g u y ê n t ố h ợ p k i m s ẽ bị o x y
1 2
h ó a n hi ề u h ơ n, là m gi ả m c ơ tí n h m ố i h à n.
N g ô L ê T h ô n g , B / m H à n C N K L , Đ H B K H a n o i
Công nghệ hàn điện nóng chảy HK9. 2005-06
12
2. 1 C Ô N G N G H Ệ H À N T H É P C A C B O N T H Ấ P V À T H É P K Ế T C Ấ U H Ợ P K I M T H Ấ P
Công nghệ hàn điện nóng chảy HK9. 2005-06
– S ử d ụ n g r ộ n g rãi ch o hà n các k ết cấ u tấ m d à y t ừ thé p
c a c b o n thấ p v à thé p h ợ p kim t h ấ p .
– Đ ộ b ề n m ối hà n: th ô n g q u a h ợ p kim h ó a từ dâ y h à n
v à ki m loại cơ b ả n.
– N h i ệt lu y ệ n sa u k hi h à n: giả m ứ n g s u ất d ư, cải thiệ n
tổ c h ứ c ki m l oại và tín h c h ất liên kế t hà n.
– D â y h à n v à thu ố c h à n: c h ọ n th e o thà n h p h ầ n v à tín h
1 3
c h ất kim l o ại c ơ b ả n.
N g ô L ê T h ô n g , B/ m H à n C N K L , Đ H B K H a n oi
13
2. 1 C Ô N G N G H Ệ H À N T H É P C A C B O N T H Ấ P V À T H É P K Ế T C Ấ U H Ợ P K I M T H Ấ P
2. 1. 4 C ô n g n g h ệ h à n th é p k ế t c ấ u h ợ p ki m th ấ p đ iể n hì n h: •
H à n t h é p k ết cấ u b ề n ă n m ò n k hí q u y ể n C O R - T E N (t h é p A S T M A 3 7 4 / 3 7 5 ), 1 0 X C H Д , 1 5 X C H Д , S M 4 9 0 A , F e 3 5 5 W ( T C V N 6 5 2 1: 1 9 9 9 ) …
– Đ ộ b ề n t ố i thiể u 4 8 0 M P a , C r v à C u ( N i): c h ố n g ă n m ò n c a o tr o n g k h í q u y ể n. N h à c a o tầ n g v à c ầ u. T h à n h p h ầ n % tiê u b i ể u: m a x . 0, 1 2 C ; 0, 2 5 ÷ 0, 7 5 S i; m a x 0,6 0 M n ; m a x 0, 0 5 S ; 0 ,0 7 ÷ 0, 1 5 P ; 0, 3 0 ÷ 1, 2 5 C r; 0, 2 5 ÷ 0, 5 5 C u ; m a x 0, 6 5 N i.
– C h ọ n v ật liệ u h à n:
•
T h é p c a c b o n t h ấ p c hị u lạ n h, t h é p c hị u lạ n h c h ứ a 2, 2 5 % ; 3 , 5 % ; 5 % ; 9 % Ni; th é p c ốt b ê t ô n g ( T C V N 3 1 0 4 : 1 9 7 9 v à T C X D 2 2 7: 1 9 9 9 ).
1 4
N g ô L ê T h ô n g , B/ m H à n C N K L , Đ H B K H a n o i
Công nghệ hàn điện nóng chảy HK9. 2005-06
14
2 . 2 C Ô N G N G H Ệ H À N T H É P H Ợ P K I M V I L Ư Ợ N G
2 . 2 . 1 T h à n h p h ầ n v à tí n h c h ấ t k i m l o ạ i c ơ b ả n – A I S I : g ọ i l à t h é p H S L A . – T h ự c c h ấ t c h ỉ l à t h é p c a c b o n t h ấ p c h ứ a m ộ t l ư ợ n g n h ỏ N b , T i, V ,
A l , T a , v à Z r ( d ạ n g c a c b i t, n itrit h o ặ c c a c b o n it r it). T C V N 6 2 5 9 - 7 : 1 9 9 7 g ọ i l à t h é p c a c b o n t h ấ p c ư ờ n g đ ộ c a o .
– T ổ n g l ư ợ n g c á c n g u y ê n t ố h ợ p k i m v i l ư ợ n g k h ô n g v ư ợ t q u á 0 , 1 5 % ( c h ú n g l à m t ă n g tí n h d ẻ o v à g i ả m n h i ệ t đ ộ c h u y ể n ti ế p c ủ a t h é p ). – K h ô n g c ó q u y đ ịn h c h ặ t c h ẽ đ ố i v ớ i t h à n h p h ầ n h ó a h ọ c c ủ a c h ú n g – T i ê u b i ể u : C t ố i đ a 0 , 2 2 % ; M n 1 , 0 ÷ 1 , 5 % ; S i k h o ả n g 0 , 3 % ; S , P t ố i
đ a 0 , 0 4 % t ừ n g n g u y ê n t ố.
L o ạ i t h é p
G i ớ i h ạ n c h ả y
Đ ặ c đ i ể m h ợ p k i m h ó a
Đ ộ b ề n [ M P a ]
[ M P a ]
Đ ộ d ã n d à i t ư ơ n g đ ố i m i n ., 5 d [ % ]
A l , h o ặ c V , N b , Z r , T i A l , N b , V , T i A l , N b , V , T i
2 2 2 0 2 0
3 5 3 3 9 2 4 4 1
5 4 0 ÷ 6 3 8 5 4 0 ÷ 6 8 7 5 6 9 ÷ 7 3 6
C l a s s 3 6 C l a s s 4 0 C l a s s 4 5
1 5
N g ô L ê T h ô n g , B / m H à n C N K L , Đ H B K H a n o i
Công nghệ hàn điện nóng chảy HK9. 2005-06
15
2. 2 C Ô N G N G H Ệ H À N T H É P H Ợ P K I M V I L Ư Ợ N G
2. 2. 1 T h à n h p h ầ n v à tín h c h ất ki m lo ại c ơ bả n – C a c b o n: tă n g t ỷ lệ p e clit v à độ b ề n; làm gi ả m đ ộ dai va đ ậ p. M a x . 0, 2 0 % . M n l à m mị n h ạ t per clit n h ư n g c ũ n g c ó gi ới h ạ n trê n n h ất đị n h.
– F e rit đ ư ợ c b ề n h ó a b ằ n g d u n g dị c h rắ n :
– F e rit đ ư ợ c b ê n h ó a b ằ n g p h a p h â n tá n:
– B ề n h ó a thé p t h ô n g q u a là m mị n h ạt (cá n c ó kiể m s o át h o ặ c t hư ờ n g
h ó a ):
1 6
N g ô L ê T h ô n g, B/ m H à n C N K L , Đ H B K H a n o i
Công nghệ hàn điện nóng chảy HK9. 2005-06
16
2 . 2 C Ô N G N G H Ệ H À N T H É P H Ợ P K I M V I L Ư Ợ N G
2 . 2 . 2 T í n h h à n c ủ a t h é p h ợ p k i m v i l ư ợ n g – K h ó h à n h ơ n s o v ớ i th é p c a c b o n t h ấ p :
v ớ i t h é p h ợ p k i m v i l ư ợ n g N b
C
.3
Nb
=
+
+
C w
v ớ i t h é p h ợ p k i m v i l ư ợ n g V - N
C
.3
N
=
+
+
+
C w
Mn 10 Mn 10
V 3
•
•
C w = 0 , 3 5 ÷ 0 , 4 5 , c ầ n c ó q d ≤ 3 5 k J / c m k h i h à n d ư ớ i l ớ p th u ố c v à h à n t r o n g m ô i trư ờ n g C O 2 . K h i C w > 0 , 4 5 , c h ỉ n ê n h à n b ằ n g q u á trìn h h à n h ồ q u a n g t a y b ằ n g c á c q u e h à n c ó đ ộ b ề n v à đ ộ d a i v a đ ậ p t ư ơ n g đ ư ơ n g v ớ i k i m l o ạ i c ơ b ả n .
1 7
N g ô L ê T h ô n g , B / m H à n C N K L , Đ H B K H a n o i
Công nghệ hàn điện nóng chảy HK9. 2005-06
17
2. 2 C Ô N G N G H Ệ H À N T H É P H Ợ P K I M V I L Ư Ợ N G
2. 2. 3 C ô n g n g h ệ h à n th é p h ợ p ki m vi l ư ợ n g K h ô n g c ầ n n u n g n ó n g s ơ b ộ k hi chi ề u d à y n h ỏ •
•
S ử d ụ n g m ọi l o ạ i q u á trìn h h à n h ồ q u a n g
V ậ t liệ u tấ m A S T M A 5 7 2, c ấ p th é p
L o ại q u e h à n t h e o A W S
E 7 0 1 6, E 7 0 1 8 E 7 0 1 6, E 7 0 1 8 E 8 0 1 6 - C 3 , E 8 0 1 8 - C 3
G r . 4 2, 4 5 G r . 5 0, 5 5 G r . 6 0, 6 5
S A W : d â y h à n n ồ n g đ ộ M n tr u n g bì n h. F C A W : d â y h à n E 7 0 T - 1 , E 7 0 T - 4 G M A W : d â y h à n E 7 0 S - 3 v à E 7 0 S - 1 B
1 8
N g ô L ê T h ô n g , B/ m H à n C N K L , Đ H B K H a n o i
Công nghệ hàn điện nóng chảy HK9. 2005-06
18
Công nghệ hàn điện nóng chảy HK9. 2005-06
V ai trò củ a cac b o n đ ối v ới n ứt k hi hà n:
•
C á c biệ n p h á p v ật liệ u, c ô n g n g h ệ, kết cấu:
1 9
N g ô L ê T h ô n g , B/ m H à n C N K L , Đ H B K H a n oi
19
Công nghệ hàn điện nóng chảy HK9. 2005-06
1. T p v à T i p 2 0 0 ÷ 3 1 5 o C , n g u ội ch ậ m sa u k hi hà n. 2. C á c q u á trình h à n ít h y dr o . 3. C á c biệ n p h á p giả m lư ợ n g ki m l oại c ơ bả n h ò a tan
v à o m ối hà n.
4. T h é p c a c b o n ca o cần đ ư ợ c hà n ở trạ n g th ái ủ, sa u đ ó
c ầ n đ ư ợ c n hiệt lu y ệ n giả m ứ n g s u ất d ư
2 0
N g ô L ê T h ô n g , B/ m H à n C N K L , Đ H B K H a n oi
20
