Giáo trình Hàn thép không rỉ (Nghề: Hàn - Trình độ: Cao đẳng) - CĐ Kỹ thuật Công nghệ Quy Nhơn

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:69

Thêm vào BST

Báo xấu

10
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình "Hàn thép không rỉ (Nghề: Hàn - Trình độ: Cao đẳng)" biên soạn với mục tiêu giúp người học hiểu được nguyên nhân và biện pháp phòng ngừa khuyết tật khi hàn thép không rỉ bằng công nghệ SMAW, TIG, MIG, FCAW; nắm được sự ảnh hưởng của các thông số chế độ que hàn thuốc bọc, MIG, TIG, FCAW đến chất lượng mối hàn. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Hàn thép không rỉ (Nghề: Hàn - Trình độ: Cao đẳng) - CĐ Kỹ thuật Công nghệ Quy Nhơn

UBND TỈNH BÌNH ĐỊNH TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ QUY NHƠN GIÁO TRÌNH MÔN HỌC/MÔ ĐUN: HÀN THÉP KHÔNG GỈ NGHỀ: HÀN TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG Ban hành kèm theo Quyết định số: 99/QĐ-CĐKTCNQN ngày 14 tháng 3 năm 2018 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Kỹ thuật Công nghệ Quy Nhơn Bình Định, năm 2018
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình lưu hành nội bộ nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.
LỜI GIỚI THIỆU Trong những năm qua, dạy nghề đã có những bước tiến vượt bậc cả về số lượng và chất lượng, nhằm thực hiện nhiệm vụ đào tạo nguồn nhân lực kỹ thuật trực tiếp đáp ứng nhu cầu xã hội. Cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ trên thế giới, lĩnh vực cơ khí chế tạo nói chung và ngành Hàn ở Việt Nam nói riêng đã có những bước phát triển đáng kể. Chương trình khung quốc gia nghề hàn đã được xây dựng trên cơ sở phân tích nghề, phần kỹ thuật nghề được kết cấu theo các môđun. Để tạo điều kiện thuận lợi cho các cơ sở dạy nghề trong quá trình thực hiện, việc biên soạn giáo trình kỹ thuật nghề theo theo các môđun đào tạo nghề là cấp thiết hiện nay. Mô đun 21: Hàn thép không rỉ là mô đun đào tạo nghề được biên soạn theo hình thức tích hợp. Trong quá trình thực hiện, tác giả đã tham khảo nhiều tài liệu công nghệ hàn trong và ngoài nước, kết hợp với kinh nghiệm trong thực tế sản xuất. Mặc dầu có rất nhiều cố gắng, nhưng không tránh khỏi những khiếm khuyết, rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của độc giả để giáo trình được hoàn thiện hơn. Ý kiến đóng góp gởi về địa chỉ mail: thanhsangcdnqn@gmail.com Xin chân thành cảm ơn! KS. Nguyễn Thanh Sang 1
MỤC LỤC Trang BÀI 1: GIỚI THIỆU MÔ ĐUN, AN TOÀN LAO ĐỘNG 5 1. Giới thiệu Mô đun và các tài liệu tham khảo:......................................................... 5 1.1. Giới thiệu nội dung mô đun:............................................................................ 5 1.2. Tài liệu tham khảo............................................................................................6 2. Phạm vi ứng dụng....................................................................................................6 3. An toàn lao động..................................................................................................... 6 BÀI 2: HÀN THÉP TẤM KHÔNG RỈ BẰNG QUE HÀN THUỐC BỌC 8 2.1. Lý thuyết liên quan...............................................................................................8 2.1.1. Chế độ hàn.....................................................................................................8 2.1.2. Kỹ thuật hàn:............................................................................................... 11 2.1.3. Các dạng sai hỏng, nguyên nhân và biện pháp khắc phục.......................... 12 2.2. Trình tự thực hiện............................................................................................... 13 2.3. Bài tập áp dụng...................................................................................................14 BÀI 3: HÀN THÉP TẤM KHÔNG RỈ BẰNG HÀN TIG 15 3.1. Lý thuyết liên quan.............................................................................................15 3.1.1. Chế độ hàn...................................................................................................15 3.1.2. Kỹ thuật hàn................................................................................................ 16 3.1.3. Các dạng sai hỏng, nguyên nhân và biện pháp khắc phục.......................... 17 3.2. Trình tự thực hiện............................................................................................... 17 3.3. Bài tập áp dụng...................................................................................................18 BÀI 4: HÀN THÉP TẤM KHÔNG RỈ BẰNG HÀN MIG 19 4.1. Lý thuyết liên quan.............................................................................................19 4.1.1. Chế độ hàn...................................................................................................19 4.1.2. Kỹ thuật hàn................................................................................................ 20 4.1.3. Các dạng sai hỏng, nguyên nhân và biện pháp khắc phục.......................... 21 4.2. Trình tự thực hiện............................................................................................... 22 4.3. Bài tập áp dụng...................................................................................................24 BÀI 5: HÀN THÉP TẤM KHÔNG RỈ BẰNG HÀN FCAW 25 5.1. Lý thuyết liên quan.............................................................................................25 5.1.1. Chế độ hàn...................................................................................................25 5.1.2. Kỹ thuật hàn................................................................................................ 25 5.1.3. Các dạng sai hỏng thường gặp, nguyên nhân và biện pháp khắc phục....... 27 5.2. Trình tự thực hiện............................................................................................... 27 5.3. Bài tập áp dụng...................................................................................................28 2
BÀI 6: HÀN THÉP ỐNG KHÔNG RỈ BẰNG QUE HÀN THUỐC BỌC 29 6.1. Lý thuyết liên quan.............................................................................................29 6.1.1. Chế độ hàn...................................................................................................29 6.1.2. Kỹ thuật hàn................................................................................................ 29 6.1.3. Các dạng sai hỏng thường gặp, nguyên nhân và biện pháp khắc phục....... 32 6.2. Trình tự thực hiện............................................................................................... 32 6.3. Bài tập áp dụng...................................................................................................32 BÀI 7: HÀN ỐNG KHÔNG RỈ BẰNG HÀN TIG 34 7.1. Lý thuyết liên quan.............................................................................................34 7.1.1. Đặc điểm mối hàn ống vị trí 2G..................................................................34 7.1.2. Chế độ hàn...................................................................................................34 7.1.3. Kỹ thuật hàn................................................................................................ 35 7.1.4. Các sai hỏng thường gặp, nguyên nhân và biện pháp khắc phục................37 7.2. Trình tự thực hiện............................................................................................... 37 7.3. Bài tập áp dụng...................................................................................................38 BÀI 8: HÀN ỐNG KHÔNG GỈ BẰNG HÀN MIG 39 8.1. Lý thuyết liên quan.............................................................................................39 8.1.1. Chế độ hàn...................................................................................................39 8.1.2. Kỹ thuật hàn................................................................................................ 39 8.1.3. Các sai hỏng thường gặp, nguyên nhân và biện pháp khắc phục................40 8.2. Trình tự thực hiện............................................................................................... 40 8.3. Bài tập áp dụng...................................................................................................40 PHIẾU HƯỚNG DẪN THỰC HIỆN 40 TIÊU CHÍ ĐÁNH GIÁ 48 BẢN VẼ BÀI TẬP 55 3
GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN Tên mô đun: HÀN THÉP KHÔNG GỈ Mã mô đun: MĐ21 Thời gian thực hiện mô đun: 90 giờ (Lý thuyết: 30; Thực hành: 58; Kiểm tra: 02) I. Vị trí, tính chất của mô đun: - Vị trí: Môn đun này được bố trí sau khi học xong các mô đun hàn hồ quang tay, MIG-MAG và mô đun hàn TIG. - Tính chất: Là mô đun chuyên ngành trang bị cho người học kỹ năng hàn thép không rỉ tấm và ống ở vị trí 1G, 2G. II. Mục tiêu mô đun: - Kiến thức: + Hiểu được nguyên nhân và biện pháp phòng ngừa khuyết tật khi hàn thép không rỉ bằng công nghệ SMAW, TIG, MIG, FCAW. + Hiểu được sự ảnh hưởng của các thông số chế độ que hàn thuốc bọc, MIG, TIG, FCAW đến chất lượng mối hàn. - Kỹ năng: + Lựa chọn được dòng điện hàn phù hợp với vật liệu, loại mối hàn, tư thế hàn theo quy trình hàn. + Vận hành máy, điều chỉnh tốc độ ra dây, điện áp hàn và lưu lượng khí bảo vệ phù hợp với chiều dày vật liệu. + Hàn được thép tấm, ống không rỉ bằng hồ quang tay đảm bảo yêu cầu kỹ thuật + Hàn được thép tấm, ống không rỉ bằng TIG đảm bảo yêu cầu kỹ thuật + Hàn được thép tấm, ống không rỉ bằng MIG đảm bảo yêu cầu kỹ thuật + Hàn được thép tấm, ống không rỉ bằng FCAW đảm bảo yêu cầu kỹ thuật + KT thiết bị phòng chống cháy nổ trước khi hàn, sử dụng bảo hộ lao động theo quy định. - Năng lực tự chủ và trách nhiệm: + Có ý thức tự giác, tính kỷ luật cao, tinh thần trách nhiệm trong công việc, sẵn sàng hợp tác, giúp đỡ lẫn nhau. + Tham gia học tập đầy đủ. 4
BÀI 1: GIỚI THIỆU MÔ ĐUN, AN TOÀN LAO ĐỘNG Mã bài: MĐ21-01 Giới thiệu: Khi thực hiện hàn thép không rỉ hay bất kỹ phương pháp hàn điện hồ quang nào thì thợ hàn cũng cần chú ý tới an toàn về điện, an toàn về hồ quang hàn, an toàn về nhiệt và an toàn phòng chống cháy nổ trong suốt quá trình hàn. Đòi hỏi thợ hàn cần phải nắm được những nội dung của chương trình và từ đó có phương án bảo hộ lao động tốt nhất. Mục tiêu: - Hiểu được bố cục nội dung chương trình và chựa chọn các tài liệu tham khảo. - Trình bày được phạm vi ứng dụng của phương pháp hàn. - Hiểu được các nguyên tắc an toàn và vệ sinh máy móc. Nội dung: 1. Giới thiệu Mô đun và các tài liệu tham khảo: 1.1. Giới thiệu nội dung mô đun: Số Thời gian (giờ) Tên các bài trong mô đun TT TS LT TH KT 1 Bài 1: Giới thiệu mô đun, an toàn lao động 6 6 0 0 1.1. Giới thiệu chương trình và các tài liệu tham khảo 2.2. Phạm vi ứng dụng 2.3. An toàn khi sử dụng máy 2 Bài 2: Hàn thép tấm không rỉ bằng que hàn thuốc bọc 12 3 9 0 2.1. Lý thuyết liên quan 2.2. Trình tự thực hiện 2.3. Bài tập áp dụng 3 Bài 3: Hàn thép tấm không rỉ bằng hàn TIG 12 3 9 0 3.1. Lý thuyết liên quan 3.2. Trình tự thực hiện 3.3. Bài tập áp dụng 4 Bài 4: Hàn thép tấm không rỉ bằng hàn MIG 12 3 9 0 4.1. Lý thuyết liên quan 4.2. Trình tự thực hiện 4.3. Bài tập áp dụng 5 Bài 5: Hàn thép tấm không rỉ bằng hàn FCAW 12 3 8 1 5.1. Lý thuyết liên quan 5.2. Trình tự thực hiện 5.3. Bài tập áp dụng 6 Bài 6: Hàn thép ống không rỉ bằng que hàn thuốc bọc 12 3 9 0 6.1. Lý thuyết liên quan 5
Số Thời gian (giờ) Tên các bài trong mô đun TT TS LT TH KT 6.2. Trình tự thực hiện 6.3. Bài tập áp dụng 7 Bài 7: Hàn ống không rỉ bằng hàn TIG 12 3 9 0 7.1. Lý thuyết liên quan 7.2. Trình tự thực hiện 7.3. Bài tập áp dụng 8 Bài 8: Hàn ống không rỉ bằng hàn MIG 12 6 5 1 8.1. Lý thuyết liên quan 8.2. Trình tự thực hiện 8.3. Bài tập áp dụng Cộng 90 30 58 2 1.2. Tài liệu tham khảo [1]. Ngô Lê Thông- Công nghệ hàn điện nóng chảy (tập1- cơ sở lý thuyết) NXBGD - 2015. [2]. Nguyễn Thúc Hà, Bùi Văn Hạnh- Giáo trình công nghệ hàn- NXBGD- 2015 [3]. ASME Section IX, “Welding and Brazing Qualifications”, American Societyt mechanical Engineer” - 2015. [4]. AWS D1.1, “Welding Structure Steel”, American Welding Society - 2015 [5]. The Handbook Electrode- Kobecol - 2015 2. Phạm vi ứng dụng Trong nền công nghiệp hoá dầu, hoá chất... ứng dụng nhiều kết cấu thép không gỉ và để chế tạo được các kết cấu này đòi hỏi thợ hàn cần phải nắm vững kỹ thuật hàn đối với từng loại công nghệ hàn được áp dụng. Hiện nay công nghệ hàn hồ quang tay que hàn thuốc bọc, hàn hồ quang điện cực nóng chảy và không nóng chảy trong môi trường khí bảo vệ hay là hiện bằng điện cực lõi bột được ứng dụng nhiều để hàn các loại thép không gỉ, đảm bảo nhận được mối hàn có kích thước, hình dạng và chất lượng yêu cầu. 3. An toàn lao động Vấn đề an toàn luôn cần phải quan tâm trong quá trình hàn, cả ở ngoài công trường và trong phân xưởng. Bảo đảm an toàn là trách nhiệm của từng cá nhân, không chỉ cho riêng mình mà cho cả những người khác. Giám sát hàn có chức năng đặc biệt quan trọng trong việc đảm bảo quá trình hàn diễn ra đúng theo các quy định(luật) về an toàn trong phạm vi giám sát. Người giám sát hàn được phép yêu cầu kiểm tra trang thiết bị trước khi hàn, chấp nhận hay không chấp nhận theo các yêu cầu công việc. Người giám sát hàn có trách nhiệm giám sát quá trình hàn tại từng công đoạn cụ thể trong suốt quá trình hàn. Các văn bản yêu cầu người giám sát hàn phải tham khảo và tuân thủ: 6
Luật nhà nướcvề Sức khỏe và An toàn trong sản xuất. Các quy định về Sức khỏe và An toàn có liên quan. Các chỉ dẫn liên quan đến công việc tại nơi sản xuất các công việc được phép thực hiện, văn bản cảnh báo nguy cơ có thể gây mất an toàn,… Các quy định riêng tại nơi tiến hành sản xuất. Nắm vấn đề cần phải quan tâm khi thực hiện công việc giám sát quá trình hàn: + Điện giật. + Nguồn nhiệt + Tia hồ quang. + Khói và khí hàn. + Tiếng ồn. 7
BÀI 2: HÀN THÉP TẤM KHÔNG RỈ BẰNG QUE HÀN THUỐC BỌC Mã bài: MĐ21-02 Giới thiệu Hàn thép không rỉ bằng công nghệ hàn hồ quang tay que hàn thuốc bọc được ứng dụng rộng rãi trong thực tế bởi tính linh động trong quá trình hàn nhưng trong quá trình hàn gây ra vùng ảnh hưởng nhiệt lớn và khả năng tạo dạng mối hàn chưa thực sự thẩm mĩ, cần phải làm nguội để tăng tính thẩm mĩ chỉ chi tiết. Bên cạnh đó trong quá trình hàn cần chú ý tới tính hàn của thép không rỉ vì có thể xảy ra nứt gãy sau khi hàn. Mục tiêu: - Hiểu được tính hàn của từng loại thép không rỉ - Tính và chọn chế độ hàn phù hợp với tính chất vật liệu, thứ tự từng lớp hàn. - Trình bày được kỹ thuật hàn giáp mối, hàn góc khi hàn thép không rỉ bằng hàn hồ quang tay que hàn thuốc bọc. - Hàn được mối hàn giáp mối, hàn góc đúng kích thước và yêu cầu kỹ thuật. - Kiểm tra, đánh giá được chất lượng mối hàn. Mức chấp nhận khuyết tật theo TCVN 7472-2005 - Rèn luyện tính cẩn thận, tỉ mỷ, chính xác trong công việc. Nội dung: 2.1. Lý thuyết liên quan. 2.1.1. Chế độ hàn Chế độ hàn cần được tính toán và lựa chọn để mối hàn đảm bảo đúng yêu cầu kỹ thuật và được tính dựa và vật liệu dùng để hàn, các yêu cầu về kích thước và tính chất trong quá trình vận hành (Ở đây tác giả cuốn giáo trình này chỉ nêu những vấn đề chính cần chú ý khi hàn thép không rỉ. Cụ thể hơn cần đọc chương 2 giáo trình Vật liệu hàn - được lưu hành nội bộ của Trường Cao đẳng Kỹ thuật Công nghệ Quy Nhơn) - Vật liệu thép không rỉ (Inox 1, SUS 2, SS 3) được ứng dụng rộng rãi trong thực tế và nổi bật nhất là khả năng chống ăn mòn, tăng lên khi tăng hàm lượng crôm. Bổ sung molypden làm tăng khả năng chống ăn mòn trong việc giảm axit và chống lại sự tấn công rỗ trong dung dịch clorua. Do đó, có rất nhiều loại thép không rỉ với hàm lượng crôm và molypden khác nhau để phù hợp với môi trường mà hợp kim phải chịu đựng. Khả năng chống ăn mòn và nhuộm màu của thép không rỉ, bảo trì thấp và độ bóng quen thuộc làm cho nó trở thành vật liệu lý tưởng cho nhiều ứng dụng đòi hỏi cả cường độ của thép và chống ăn mòn. (1) - Stainless steel (2)- Là chữ viết tắt của steel use stainless, dịch ra cũng có thể hiểu là thép không rỉ, SUS là tên gọi các mác thép theo tiêu chuẩn công nghiệp Nhật Bản (JIS), chúng ta thường thấy các ký hiệu như SUS201, SUS304, SUS316... 8
(3)- Chữ viết tắt của Stainless steel (thép không rỉ), chúng ta thường thấy các ký hiệu SS304, SS316... - Thép không rỉ được cuộn thành tấm, thanh, dây và ống được sử dụng trong: dụng cụ nấu ăn, dao kéo, dụng cụ phẫu thuật, dụng cụ chính; vật liệu xây dựng trong các tòa nhà lớn, thiết bị công nghiệp (ví dụ, trong các nhà máy giấy, nhà máy hóa chất, xử lý nước); và bể chứa và tàu chở dầu cho hóa chất và thực phẩm (ví dụ, tàu chở hóa chất và tàu chở dầu). Khả năng chống ăn mòn của thép không rỉ, dễ dàng làm sạch và khử trùng bằng hơi nước và không cần lớp phủ bề mặt cũng có ảnh hương đến mức độ phổ biến trong ứng dụng nó trong nhà bếp thương mại và nhà máy chế biến thực phẩm. - Phân loại + Austenitic là loại thép không rỉ thông dụng nhất. Thuộc dòng này có thể kể ra các mác thép SUS 201, 304, 304L, 316, 316L, 321, 310s… Loại này có chứa tối thiểu 7% Niken, 16% Crôm, Cacbon (C) 0.08% max. Thành phần như vậy tạo ra cho loại thép này có khả năng chịu ăn mòn cao trong phạm vi nhiệt độ khá rộng, không bị nhiễm từ, mềm dẻo, dễ uốn, dễ hàn. Loai thép này được sử dụng nhiều để làm đồ gia dụng, bình chứa, ống công nghiệp, tàu thuyền công nghiệp, vỏ ngoài kiến trúc, các công trình xây dựng khác… + Ferritic là loại thép không rỉ có tính chất cơ lý tương tự thép mềm, nhưng có khả năng chịu ăn mòn cao hơn thép mềm (thép cacbon thấp). Thuộc dòng này có thể kể ra các mác thép SUS 430, 410, 409... Loại này có chứa khoảng 12% - 17% Crôm. Loại này, với 12%Cr thường được ứng dụng nhiều trong kiến trúc. Loại có chứa khoảng 17%Cr được sử dụng để làm đồ gia dụng, nồi hơi, máy giặt, các kiến trúc trong nhà... + Austenitic-Ferritic (Duplex) Đây là loại thép có tính chất "ở giữa" loại Ferritic và Austenitic có tên gọi chung là DUPLEX. Thuộc dòng này có thể kể ra LDX 2101, SAF 2304, 2205, 253MA. Loại thép duplex có chứa thành phần Ni ít hơn nhiều so với loại Austenitic. DUPLEX có đặc tính tiêu biểu là độ bền chịu lực cao và độ mềm dẻo được sử dụng nhiều trong ngành công nghiệp hoá dầu, sản xuất giấy, bột giấy, chế tạo tàu biển... Trong tình hình giá thép không rỉ leo thang do Niken khan hiếm thì dòng DUPLEX đang ngày càng được ứng dụng nhiều hơn để thay thế cho một số mác thép thuộc dòng thép Austenitic như SUS 304, 304L, 316, 316L, 310s… + Martensitic Loại này chứa khoảng 11% đến 13% Cr, có độ bền chịu lực và độ cứng tốt, chịu ăn mòn ở mức độ tương đối. Được sử dụng nhiều để chế tạo cánh tuabin, lưỡi dao... - Các đặc tính của nhóm thép không rỉ có thể được nhìn dưới góc độ so sánh với họ thép carbon thấp. Về mặt chung nhất, thép không rỉ có: + Tốc độ hóa bền rèn cao + Độ dẻo cao hơn + Độ cứng và độ bền cao hơn + Độ bền nóng cao hơn 9
+ Chống chịu ăn mòn cao hơn + Độ dẻo dai ở nhiệt độ thấp tốt hơn + Phản ứng từ kém hơn (chỉ với thép austenit) + Các cơ tính đó thực ra đúng cho họ thép austenit và có thể thay đổi khá nhiều đối với các mác thép và họ thép khác. Bảng 2.1. So sánh tính chất của họ thép không rỉ. Nhóm hợp kim Từ Tốc độ hoá bền Chịu ăn Khả năng hoá 4 5 tính rèn mòn bền Austenit Không Rất cao Cao Rèn nguội Duplex Có Trung bình Rất cao Không Ferrit Có Trung bình Trung bình Không Martensit Có Trung bình Trung bình Tôi và Ram Hoá bền tiết Có Trung bình Trung bình Hoá già pha (4)- Sức hút của nam châm đối với thép. Chú ý, một số mác thép bị nam châm hút khi đã qua rèn nguội. (5)- Biến động đáng kể giữa các mác thép trong mỗi nhóm, ví dụ, các mác không gia được có tính chịu ăn mòn thấp hơn, và khi có Mo cao hơn sẽ có tính kháng cao hơn. Bảng 2.2. So sánh cơ tính của họ thép không rỉ. Nhóm hợp Làm việc ở nhiệt Làm việc ở nhiệt Tính Tính dẻo kim độ cao độ thấp6 hàn Austenit Rất cao Rất cao Rất tốt Rất cao Duplex Trung bình Thấp Trung bình Cao Ferrit Trung bình Cao Thấp Thấp Martensit Thấp Thấp Thấp Thấp Hoá bền tiết Trung bình Thấp Thấp Cao pha (6)- Đo bằng độ dẻo dai hoặc độ dẻo ở gần 0°C. Thép không rỉ Austenit giữ được độ dẻo ở nhiệt độ thấp. - Khi hàn thép không rỉ thuộc họ Austenit cần chú ý các vấn đề sau: + Nứt nóng mối hàn và vùng ảnh hưởng nhiệt + Giòn kim loại mối hàn thép chịu nhiệt và thép bền nhiệt Austenit ở nhiệt độ cao + Suy giảm cơ tính thép Austenit do hệ số giãn nở nhiệt lớn + Phá huỷ liên kết hàn thép không rỉ Austenit do ăn mòn tinh giới + Phá huỷ liên kết hàn thép không rỉ Austenit do ăn mòn dưới ứng suất - Vật liệu hàn thép không rỉ: Thép không rỉ Austenit có khả năng dẫn nhiệt kém nhưng lại có hệ số giãn nở nhiệt cao, kết quả sau khi hàn chiều sâu nóng chảy lớn hơn so với thép hợp kim thấp và dễ xảy ra biến dạng sau khi hàn, đặc biệt với kết cấu tấm mỏng. Với điện trở riêng lớn gấp 5 lần thép thường điện cực có thể bị nung nóng quá 10
mức khi hàn. Que hàn thép không rỉ Austenit cần chọn từ nhóm que hàn có vỏ bọc bazơ và đòi hỏi phải sấy que trước khi hàn - Tính thông số chế độ hàn hồ quang tay que hàn thuốc bọc khi hàn thép không rỉ tương tự như khi tính chế độ hàn đối với thép cacbon. Thông số chế độ hàn gồm các thông số sau: + Đường kính que hàn (d) + Cường độ dòng điện hàn (I) + Chiều dài hồ quang (l) + Số đường hàn (n) + Tốc độ hàn (v) (Chú ý khi tính toán xong cần chọn thông số cụ thể) Bảng 2.3: Cường độ dòng điện hàn cho que hàn thép Austenit Chiều dày Que hàn [mm] Cường độ [A] ở tư thế hàn tấm [mm] Đường Chiều dài Sấp Đứng Trần kính ≤2,0 2 150÷200 30÷50 - - 2,5÷3,0 3 225÷250 70÷100 50÷80 45÷75 3,0÷8,0 3÷4 250÷300 85÷140 75÷130 65÷120 8,0÷12 4÷5 300÷400 85÷160 75÷150 65÷130 2.1.2. Kỹ thuật hàn: Khi hàn thép không rỉ bằng phương pháp hàn hồ quang tay que hàn thuốc bọc chú ý khi thay đổi tư thế hàn có thể dẫn đến chiều sâu nóng chảy và thành phần kim loại mối hàn. Khi hàn cần sử dụng năng lượng đường nhỏ, hàn không dao động ngang, chiều dài hồ quang ngắn, với dòng một chiều nghịch. Khi thực hiện hàn giáp mối hay hàn góc thì cần chú ý góc độ que hàn( tuỳ thuộc vào vị trí mối hàn trong không gian, tốc độ hàn và phương pháp di chuyển que hàn Hình 2.1. Góc độ que hàn khi hàn giáp mối Hình 2.2. Góc độ que hàn khi hàn góc 11
2.1.3. Các dạng sai hỏng, nguyên nhân và biện pháp khắc phục 2.1.3.1. Nứt Nứt là một trong những khuyết tật nghiêm trọng nhất mối hàn, có thể chia làm 2 loại nứt: Nứt trong và nứt ngoài. Đó là một trong các sai hỏng không được phép có trong mối hàn Hình 2.3. Mối hàn nứt - Nguyên nhân + Dòng điện hàn quá lớn + Sử dụng loại que hàn không phù hợp + Tốc độ hàn quá chậm - Biện pháp khắc phục + Điều chỉnh lại dòng điện hàn + Chọn loại que hàn vỏ bọc bazơ + Điều chỉnh tốc độ di chuyển nhanh hơn 2.1.3.2. Lẫn xỉ hàn Hình 2.4. Lẫn xỉ hàn - Nguyên nhân: + Dòng điện quá nhỏ + Mép hàn của đầu nối có vết bẩn + Khi hàn, góc độ và chuyển động que hàn không hợp lý + Làm nguội mối hàn quá nhanh - Biện pháp khắc phục: + Tăng cường độ dòng điện + Triệt để chấp hành công tác làm sạch chỗ hàn + Quan sát vùng nóng chảy để điều chỉnh góc độ que hàn. 2.1.3.3. Hàn chưa ngấu. Hình 2.5. Hàn chưa ngấu - Nguyên nhân: + khi hở đầu nối và góc độ vát cạnh nhỏ, mép cùn lớn + Dòng điện quá nhỏ hoặc tốc độ quá nhanh + Góc độ que hàn không hợp lý - Biện pháp khắc phục: + Tăng độ hở đầu nối 12
+ Điều chỉnh tốc độ và dòng điện + Góc độ que hàn không hợp lý 2.1.3.4. Khuyết cạnh Hình 2.6. Khuyết cạnh mối hàn - Nguyên nhân: + Dòng điện hàn quá cao + Tốc độ di chuyển chậm + Không có dừng biên khi hàn + Không làm sạch bề mặt phôi trước khi hàn - Biện pháp khắc phục: + Điều chỉnh lại dòng điện hàn + Tốc độ di chuyển phù hợp với tốc độ chảy của que hàn + Khi thực hiện dao động ngang cần dừng hai biên đề điền đầy chân mối hàn + Làm sạch bề mặt phôi trước khi hàn 2.2. Trình tự thực hiện Bước 1: Đọc và phân tích bản vẽ - Yêu cầu kích thước phôi hàn và kích thước mối hàn - Vật liệu hàn cơ bản - Yêu cầu về mức chấp nhận khuyết tật mối hàn - Các yêu cầu khác nếu có Bước 2. Chuẩn bị - Dụng cụ - Thiết bị - Bảo hộ lao động Bước 3. Gá đính - Thực hiện điều chỉnh cường độ dòng điện hàn dòng điện hàn đính - Tiến hành hàn đính, yêu cầu mối đính phải đảm bảo ngấu chắc, mối đính phải nhỏ hơn mối hàn Hình 2.7. Mối hàn đính 13
Bước 4. Hàn hoàn thiện - Sử dụng năng lượng đường nhỏ - Di chuyển que hàn theo đường thẳng không có dao động biên - Duy trì góc thao tác 900, góc hành trình 60÷700 đối với mối hàn giáp mối và góc thao tác 450, góc hành trình 600 đối với mối hàn góc - Di chuyển đều tốc độ từ đầu đường hàn đến cuối đường hàn Bước 5. Làm sạch và kiểm tra mối hàn Hình 2.8. Kiểm tra khuyết tật mối hàn - Tiêu chuẩn Việt Nam: TCVN 7472-2005 – Mức chấp nhận khuyết tật hàn - Làm sạch, kiểm tra các khuyết tật của mối hàn nếu có. Tìm nguyên nhân và biện pháp khắc phục 2.3. Bài tập áp dụng Hàn giáp mối thép tấm SUS 201 vị trí hàn 1G, thực hiện bằng phương pháp hàn hồ quang que hàn thuốc bọc (xem bản vẽ 21.2, phụ lục 03) mối hàn đảm bảo đúng kích thước, các khuyết tật trong phạm vi cho phép của TCVN. CÂU HỎI ÔN TẬP Câu 1: Hãy phân loại thép không rỉ. Tính hàn của thép không rỉ Austenit là gì? Câu 2: Trình bày các yêu cầu về vật liệu hàn và kỹ thuật hàn thép không rỉ Austenit để liên kết hàn đảm bảo chất lượng. 14
BÀI 3: HÀN THÉP TẤM KHÔNG RỈ BẰNG HÀN TIG Mã bài: MĐ21-03 Giới thiệu: Hàn thép không rỉ bằng công nghệ hàn trong môi trường khí bảo vệ bằng điện không nóng chảy được ứng dụng rộng rãi trong thực tế. Trong quá trình hàn cần chú ý tới tính hàn của thép không rỉ vì có thể xảy ra nứt gãy sau khi hàn. Mục tiêu: - Trình bày được kỹ thuật hàn thép không rỉ bằng công nghệ hàn Tig - Chọn chế độ hàn phù hợp với chiều dày, tính chất của kim loại và vị trí hàn - Hàn mối hàn giáp mối, hàn góc đảm bảo đúng kích thước và chất lượng yêu cầu - Kiểm tra, đánh giá đúng chất lượng mối hàn. Mức chấp nhận khuyết tật theo TCVN 7472-2005 - Rèn luyện tính kỷ luật, cẩn thận, tỉ mỷ, chính xác trong công việc. Nội dung 3.1. Lý thuyết liên quan 3.1.1. Chế độ hàn Để hàn thép không rỉ Austenit, khí bảo vệ thường là khí trở (Argon hoặc Heli). Hàn hồ quang trong môi trường khí bảo vệ có ưu điểm là có thể dùng cho các dải rộng chiều dày từ vài phần chục milimét đến vài chục milimet. Khí trơ không nhưng có tác dụng ổn định hồ quang tốt mà còn hạn chế mức độ ôxy hoá của các nguyên tố hợp kim khi hàn. Quá trình hàn bằng điện cực không nóng chảy trong môi trường khí trơ hoặc hỗn hợp khí trơ thích hợp nhất hàn cho các loại vật liệu có chiều dày tới 7mm. Với các kết cấu tấm mỏng tới 1,5mm, quá trình hàn này có ưu thế hơn mọi quá trình hàn hồ quang khác. Đối với hàn ống, quá trình hàn này đặc biệt có hiệu quả đối với lớp chân mối hàn (lớp đáy) do chất lượng cao của đường hàn, dòng hàn thường sử dụng là dòng một chiều cực thuận, trừ trường hợp thép chứa một lượng nhất định nhôm khi đó nên hàn bằng dòng điện xoay chiều. Khi hàn, có thể sử dụng chế độ dòng hàn thông thường lẫn chế độ dòng hàn xung. Dòng hàn ở chế độ xung cho phép giảm chiều rộng vùng ảnh hưởng nhiệt. Mức độ biến dạng và cho phép tạo dạng tốt mối hàn các kết cấu tấm mỏng. Do đặc trưng kết tinh, hàn bằng chế độ xung cho phép giảm tính định hướng kết tinh của tổ chức kim loại mối hàn, dẫn đến giảm khả năng hình thành nứt nóng. 15
Bảng 3.1. Thông số chế độ hàn khi hàn thép không rỉ Kích Khí bảo vệ Chiều Kích Kích thước Tốc độ dày Liên thước thước Dòng que CFH hàn tấm kết điện chụp Loại PSI điện hàn hàn (l/phút) (mm/p) (mm) cực khí bù GM 1 80-100 307,2 1,6 1,6 1,6 4,5,6 Argon 11 (5,5) 20 2 G 90-100 256 GM 120-140 307,2 3,2 1,6 2,4 4,5,6 Argon 11 (5,5) 20 G 130-150 256 GM 2,4 200-250 307,2 4,8 3,2 5,6,7 Argon 13 (6) 20 G 3,2 225-275 256 GM 275-350 256 6,4 3,2 4,8 8,10 Argon 13 (6) 20 G 300-375 204,8 (1) – Liên kết hàn giáp mối (2) – Liên kết hàn góc 3.1.2. Kỹ thuật hàn - Góc độ mỏ hàn + Khi thực hiện hàn góc thao tác duy trì 900 + Góc hành trình 700 + Góc que hàn phụ 200 Hình 3.1. Góc độ mỏ hàn khi hàn giáp mối 16
Hình 3.2. Góc độ mỏ hàn khi hàn góc - Dao động mỏ hàn: Đi theo đường thẳng, đường thẳng đi lại, răng cưa, hình bán nguyệt Hình 3.3. Dao động mỏ hàn - Ở cuối hàn hàn có thể giảm góc thao tác để hỗ trợ việc lấp đầy miệng bể hàn. Vì nếu hình thành vết lõm ở cuối đường hàn dễ dẫn đến các vết nứt gãy cho liên kết hàn. 3.1.3. Các dạng sai hỏng, nguyên nhân và biện pháp khắc phục 3.1.3.1. Lẫn Wonfram - Nguyên nhân + Chập điện cực vào bể hàn trong quá trình hàn - Biện pháp khắc phục + Thao tác di chuyển mỏ hàn và que hàn phụ phải đều, đặc biệt chú ý khoảng cách đầu điện cực tới bể hàn cần duy trì trong suốt quá trình hàn 3.1.3.2. Lõm cuối đường hàn - Nguyên nhân + Không giảm góc mỏ hàn + Không cho que bù ở cuối đường hàn - Biện pháp + Cuối đường hàn cần giảm góc độ mỏ hàn, nhiệt giảm tập trung vào mối hàn nhưng bể hàn vẫn được bảo vệ, hạn chế chảy sệ của bể hàn + Cần cho que bù nhiều vào bể hàn ở cuối đường hàn 3.1.3.3. Lồi cao - Nguyên nhân + Thao tác đưa que hàn bù không đều + Tốc độ đi chuyển nhanh, không đều - Biện pháp khắc phục + Điều chỉnh thao tác đưa hàn + Duy trì tốc độ di chuyển hợp lý 3.2. Trình tự thực hiện Bước 1: Đọc và phân tích bản vẽ - Yêu cầu kích thước phôi hàn và kích thước mối hàn - Vật liệu hàn cơ bản 17
- Yêu cầu về mức chấp nhận khuyết tật mối hàn - Các yêu cầu khác nếu có Bước 2. Điều chỉnh chế độ hàn Dựa vào bảng tra thông số chế độ hàn ở trên, chọn thông số chế độ hàn đối với chiều dày thép yêu cầu. + Đường kính điện cực + Đường kính que hàn bù + Cường độ dòng điện hàn + Lưu lượng khí bảo vệ + Tốc độ hàn Bước 3. Gá và hàn đính - Sử dụng đồ gá (nếu có) gá phôi đảm bảo đúng vị trí theo yêu cầu của bản vẽ. Kiểm tra kích thước khe hở nếu có yêu cầu - Đính phôi đảm bảo chắc chắn, đối vật liệu mỏng yêu cầu mối đính càng nhiều để hạn chế cong vênh do nhiệt trong quá trình hàn. - Mối đính có thể đính tại các đầu đường hàn. Lưu ý đối với các mối hàn góc ở đầu và cuối đường hàn cần phải khoá mối hàn. Bước 4. Hàn hoàn thiện - Cần duy trì góc độ mỏ hàn trong suốt quá trình hàn - Thao tác đưa que hàn bù phải đều - Tốc độ hàn đều trên toàn bộ đường hàn - Với mối hàn yêu cầu bề rộng đường hàn lớn có thể dao động ngang - Tốt nhất nên sử dụng dòng hàn xung để hàn, giảm được kích thước vùng ảnh hưởng nhiệt Bước 4. Làm sạch và kiểm tra - Kiểm tra các khuyết tật mối hàn dựa vào TCVN 7472-2005 - Kiểm tra ngoại dạng bằng mắt thường - Kiểm tra kích thước mối hàn bằng thước đo mối hàn đa năng Hình 3.3. Kiểm tra mối hàn bằng mắt và thước đo 3.3. Bài tập áp dụng Hàn giáp mối thép tấm SUS 201 vị trí hàn 1G, thực hiện bằng phương pháp hàn hồ quang điện cực không nóng chảy trong môi trường khí bảo vệ (xem bản vẽ 21.3- phụ lục 03) mối hàn đảm bảo đúng kích thước, các khuyết tật trong phạm vi cho phép của TCVN 7472-2005 CÂU HỎI ÔN TẬP 18