Bài giảng Khái niệm chung về hàn thép

Công nghệ hàn điện nóng chảy HK9. 2005-06 1 N g ô L ê T h ô n g, B/ m H à n C N K L , ĐH B K H a n oi 1 C HƯƠN G 1: K H Á I NIỆM C H U N G VỀ H À N T H É P 1.1 Ph â n loạ i th ép dù n g cho chế tạo kế t cấu h àn 1.2 Tín h hàn của thép 1.3 Nứ t và độ làn h lặn của liên kế t hàn th é p 1 .4 T iêu ch í lự a chọn cô n g ng hệ và ch ế độ n h iệ t c h o hàn th é 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 , ĐH B K H a n oi 2 1 . 1 P H Â N L OẠ I T H É P D Ù N G C H O C H Ế TẠO K ẾT CẤU H À N • T h é p đượ c p h â n loạ i th e o n hữn g tiêu ch í nào: – C ô n g n g hệ hà n đ iện n ó n g c hảy . N g u y ễn V ăn Tự 1 9 8 0, N g ô Lê T h ô n g 2 0 0 5. Lưu ý ản h hưở n g của các tha y đổ i tro n g cô n g n g h ệ lu yện thé p đến c hấ t lượ n g thé p. P h â n loạ i : the o IIW , the o AI SI, v .v. 1 .1 T h é p ca c b o n 1.2 T h é p kế t cấu hợp k i m th ấp 1.3 T h é p hợp kim t hấp 1 .4 T h é p hợp kim c a o Công nghệ hàn điện nóng chảy HK9. 2005-06 3 N g ô L ê T h ô n g , B / m H à n C N K L , ĐH B K H a n oi 3 1 . 1 P H Â N L O Ạ I T H É P D Ù N G C H O C H Ế TẠO K Ế T CẤU H À N 1. 1. 1 T h é p c a c b o n ( T C V N 1 7 6 5 : 19 7 5 T h é p ca c b o n k ế t cấu th ô n g thườ n g – M á c thé p v à yê u cầu kỹ th u ậ t ; T C V N 1 7 6 6 : 1 9 7 5 T h é p c a c b o n kế t cấu c hấ t lư ợ n g tố t – M á c thé p v à y ê u cầu kỹ t h u ậ t ) • Địn h n g h ĩa: • C ơ t í n h củ a thé p p hụ t h uộ c v à o: • T h é p c a c b o n thấp/cự c thấp: • T h é p c a c b o n thấp đ ã n hiệ t lu y ện: • T h é p c a c b o n – m a n g a n: • T h é p c a c b o n tru n g bìn h: • T h é p c a c b o n c a o: • T h é p c a c b o n cực ca o: Công nghệ hàn điện nóng chảy HK9. 2005-06 4 N g ô Lê Thông, B/ m Hàn CN K L, ĐH B K Hanoi 4 1.1 P H Â N L OẠ I TH É P D Ù N G C H O C HẾ TẠO KẾT CẤU H À N • 1.1.2 T hé p kết cấu hợp ki m thấp (thép hợp kim thấp độ bền cao) • Định ngh ĩa: • T hép kế t cấu bền ăn mòn khí quyển: • T hép cán có kiểm soát (C R): • T hép ít perlit: • T hép hợp ki m vi lượng: • T hép ferit hình kim: • T hép 2 pha ferit – m actenzit: Công nghệ hàn điện nóng chảy HK9. 2005-06 5 Ngô Lê Thông, B/m Hàn CNKL, ĐHBK Hanoi 5 1.1 PHÂN LOẠI THÉP DÙNG CHO CHẾ TẠO KẾT CẤU HÀN • 1.1.3 Thép hợp kim thấp • Định nghĩa: • Thép tôi và ram nồng độ cacbon thấp: • Thép độ bền cực cao có nồng độ cacbon trung bình: • Thép chịu nhiệt Cr – Mo/ Cr – Mo – V: • Công nghệ hàn điện nóng chảy HK9. 2005-06 6 N g ô L ê T h ô n g, B/ m H à n C N K L , ĐH B K H a n oi 6 1 .1 P H Â N L OẠ I T H É P D Ù N G C H O C HẾ TẠO K ẾT CẤU H À N • 1.1.4 T h ép hợp k i m ca o • Địn h n g h ĩa: • T h é p k h ô n g g ỉ crom ( F và M / F- M ) • T h é p k h ô n g g ỉ austenit ( A) • T h é p k h ô n g g ỉ du p lex (F- A) • T h é p k h ô n g g ỉ biến cứn g kế t tủa • T h é p m aragin g: • T h é p aus tenit m a n g a n: Công nghệ hàn điện nóng chảy HK9. 2005-06 7 N g ô Lê Th ôn g, B/ m H àn C N K L, ĐH B K H a n oi 7 1 .2 TÍN H H À N CỦA T H É P V À C Á C C H Ỉ TIÊ U CƠ BẢN CỦA TÍ N H H À N 1.2.1 M ộ t số khá i niệm cơ bản 1.2.2 C h u trình nhiệ t hàn và tính chấ t vùn g ảnh hưởn g nhiệ t 1.2.3 G iản đồ phân hủy của austenit vùng ảnh hưởng nhiệ t và kim loạ i mố i hàn Công nghệ hàn điện nóng chảy HK9. 2005-06 8 N gô Lê Thông, B/m Hàn CN K L, ĐH B K Hanoi 8 1.2.1 Mộ t số khái niệm cơ bản về tính hàn • Định nghĩa AW S: • ISO 581:1980: 1. M ố i hàn lành lặn, không nứ t 2. Cơ tính thích hợp 3. D uy trì tính chấ t khi vận hành • Các ch ỉ tiêu đánh giá tính hàn: 1. … … … . (liên quan đến chế độ nhiệt) 2. … … … . (liên quan đến khả năng nứ t) 3. … … … Công nghệ hàn điện nóng chảy HK9. 2005-06 9 N g ô L ê T h ô n g, B/ m H à n C N K L, ĐH B K H a n oi 9 1 .2.2 Ch u trình n hiệ t hàn và tín h chấ t vùn g ảnh hưởn g nhiệ t • Địn h ng h ĩa (h ình vẽ m i n h họa): • Ý n g h ĩa của việc tín h toán: • K hi nào cần xác địn h ch u trình n hiệ t hàn: 1. T h é p (loạ i nào) : T h ô n g số thờ i g ian nguộ i 800 – 500 o C là gì: G iá trị tiêu biểu cho từng loạ i quá trình hàn: 2. H ợp kim titan Công nghệ hàn điện nóng chảy HK9. 2005-06 10 N g ô L ê T h ô n g, B/ m H à n C N K L , ĐH B K H a n oi 1 0 1 . 2 .3 Giản đồ ph â n hủy của a us tenit v ù n g ản h hưởn g n hiệ t và ki m loạ i m ố i h à n • C á c loạ i thé p có ch u y ển b iến p h a ở trạn g thái rắn • G i ản đồ p h â n hủy của a uste nit (tạ i kh u vự c nà o của liê n kế t hàn ) k hi h à n c ó ý n g h ĩa gì? • G i ản đồ p h â n hủy kh ô n g đẳn g n h iệ t ch o hà n (C C T dia gram s ) . Ý ng h ĩa. Công nghệ hàn điện nóng chảy HK9. 2005-06 11 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 1 1 1 . 3 NỨ T V À ĐỘ L À N H LẶN CỦ A L I Ê N K Ế T H À N T H É P 1. 3 . 1 K h ái n iệm , p h â n loạ i nứ t : l i ê n q u a n đến k h ái n iệm k h u y ế t tậ t 2 c h iều, 3 c hiều. C h ủ y ếu : t h é p . 1 . 3 . 2 N ứ t n ó n g : thờ i g i a n v à n hiệ t độ hì n h t h à n h. 1 . 3 . 3 N ứ t n g u ộ i: thờ i g i a n v à n hiệ t độ hì n h t h à n h : . 1 . 3 . 4 N ứ t tần g: y ếu tố t í nh c h ấ t v à hướ n g c h ịu tả i . 1 . 3 . 5 N ứ t d o r am m ố i h à n : thờ i g i a n h ì n h t h à n h . Công nghệ hàn điện nóng chảy HK9. 2005-06 12 N gô Lê Thông, B/m Hàn CN K L, ĐH B K Hanoi 12 1.3.1 Khái niệm, phân loại nứ t • Tính hàn đòi hỏ i: liên kết hàn lành lặn, có tính chất đáp ứng yêu cầu vận hành. • Độ lành lặn: đánh giá chủ yếu thông qua khả năng hình thành nứ t. • Các loạ i tính hàn: – Tố t – Bảo đảm – K é m • Phân loại nứt chủ yếu theo dải nhiệt độ xuất hiện (như trang trước). Công nghệ hàn điện nóng chảy HK9. 2005-06 13 N g ô L ê T h ô n g , B / m H à n C N K L , ĐH B K H a n oi 1 3 1 . 3 . 2 Nứ t n ó n g • N ơ i x u ấ t hiện • C h ỗ x u ấ t h iện • N g u y ê n n h â n: • Đặ c đ iểm c h u n g: 1. D ả i n h iệ t độ : 2 . K h ả năn g biến dạn g: 3 . D ạ n g tồn tạ i: • C ơ c h ế h ì n h th à n h : Công nghệ hàn điện nóng chảy HK9. 2005-06 14 N g ô L ê T h ô n g, B / m H à n C N K L , ĐH B K H a n o i 1 4 1 . 3 .2 N ứ t n ó n g • C á c yếu tố ản h hưở n g đến nứ t n ó n g • C á c dạn g nứ t n ó n g : 1 . T r o n g kim l o ạ i m ố i h à n : 2 . T r o n g v ù n g ản h hư ở n g n hiệ t : • Đ á n h g iá k h ả năn g nứ t n ó n g : • B i ện p h á p p h ò n g c hốn g: Công nghệ hàn điện nóng chảy HK9. 2005-06 15 N g ô Lê Th ôn g, B/ m H àn C N K L, ĐH B K H an oi 15 1 .3.3 Nứ t ng uộ i • N ơ i xuấ t hiện: • C hỗ xuấ t hiện: • N g u yên nhân: • Đ iều kiện hình thành: 1. Lượn g hydro khuyếch tán: 2. Tổ chức ki m loạ i nhạy cảm : 3. Sự tồn tại của ứng suấ t kéo: 4. N hiệ t độ thấp: Công nghệ hàn điện nóng chảy HK9. 2005-06 16 N g ô Lê Thông, B/ m H à n C N K L, ĐH B K H a noi 16 1 .3.3 Nứ t nguộ i • Đ á nh giá khả năng hình thành • C ác biện pháp hạn chế : 1. Kiểm soát nồng độ hydro: 2. Kiểm soát tổ chức tế vi: 3. Kiểm soát độ cứng vững: 4. Kiểm soát nhiệ t độ : Công nghệ hàn điện nóng chảy HK9. 2005-06 17 N g ô Lê Th ôn g, B/ m H àn C N K L, ĐH B K H a n oi 17 1 .3.4 Nứ t tần g • Nơ i xuấ t hiện: • H ình dạng: • N g u yên nhân : 1. Tín h chấ t thép theo hướn g chiều dày: 2. C ô n g ng hệ và chế độ hàn: 3. K ế t cấu : Công nghệ hàn điện nóng chảy HK9. 2005-06 18 N g ô L ê T h ô n g, B/ m H à n C N K L, ĐH B K H a n oi 18 1 .3.4 Nứ t tần g • Đ á n h giá khả năng h ình thành: 1. T hử mẫu: 2. Tín h toán : • C á c biện pháp hạn chế : 1. C họn kim loạ i cơ bản: 2. H à n đắp lớp lót: 3. V ậ t liệu hàn thích hợp: 4. K iểm soá t nhiệ t độ : 5. B iện pháp kế t cấu: Công nghệ hàn điện nóng chảy HK9. 2005-06 19 N g ô L ê T h ô n g , B / m H à n C N K L , ĐH B K H a n oi 1 9 1 . 3 .5 N ứ t do r am m ố i hà n • P h ạm vi x u ấ t h iện ( loạ i kế t cấu, k i m l oạ i cơ bản): • P h â n lo ạ i v à b iện p h á p p h ò n g c hốn g : 1 . N ứ t t r on g dả i 20 0 – 3 0 0 o C: Công nghệ hàn điện nóng chảy HK9. 2005-06 20 N g ô L ê T h ô n g, B/ m H à n C N K L , ĐH B K H a n oi 2 0 1 . 3 .5 Nứ t do r am m ố i h àn • P h â n lo ạ i và b iện p h á p p h ò n g c hốn g: 2 . N ứ t t ron g v ù n g q u á n hiệ t của v ù n g ản h hưởn g n hiệ t : 3 . N ứ t dướ i mố i h à n đắp : Công nghệ hàn điện nóng chảy HK9. 2005-06 21 N g ô L ê T h ô n g, B/ m H à n C N K L, ĐH B K H a n o i 2 1 1 .4 C H Ỉ TI Ê U LỰA C HỌN C Ô N G N G H Ệ V À C H Ế ĐỘ N H IỆT C H O H À N T H É P 1.4.1 T h é p cán trướ c khi hàn v à k h ô n g n hiệ t luyện sa u k hi hàn • C h ỉ tiêu : – Độ dai v a đập tố i thiểu cần thiế t : tốc độ n g uộ i tố i ưu. – H iện tượn g h ó a già: nồn g độ O , N, H . – N ứ t n ó n g: nồn g độ M n, S. Công nghệ hàn điện nóng chảy HK9. 2005-06 22 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 . 4 . 2 T h é p thư ờ n g h ó a h o ặ c t h é p t ô i v à r a m c a o t rư ớ c k h i h à n v à n h iệ t l u y ện s a u k h i h à n • C h ỉ t i êu : – Y ê u c ầu v ề độ b ền v à cơ t í n h – C h ế độ h à n : c hố n g nứ t n g uộ i . T ố c độ n g u ộ i ch o p h é p ca o n h ấ t . – C h ố n g s u y g iảm đ ộ b ền tạ i k h u vự c r a m c a o củ a v ù n g ản h h ư ở n g n h iệ t 1 . 4 C H Ỉ T I Ê U LỰA C H Ọ N C Ô N G N G H Ệ V À C H Ế Đ Ộ N H IỆ T C H O H À N T H É P Công nghệ hàn điện nóng chảy HK9. 2005-06 23 N g ô L ê T h ô n g, B/ m H à n C N K L , ĐH B K H a n oi 2 3 1 . 4.3 T h é p thườ n g h ó a h o ặc ra m ca o trướ c k h i hàn và k h ô n g n hiệ t lu y ện sa u k hi h àn • C h ỉ tiêu : – L o ạ i kế t cấu – Y ê u cầu về k hả năn g c hốn g ph á hủy giò n – C h ế độ h à n: chốn g nứ t ng uộ i khi k h ô n g ra m v à trán h tăn g k íc h thướ c hạ t . T ố c độ n g uộ i tro n g k h o ản g tố i ưu. 1 . 4 C H Ỉ TI Ê U LỰA C HỌN C Ô N G N G H Ệ V À C H Ế ĐỘ N H IỆT C H O H À N T H É P Công nghệ hàn điện nóng chảy HK9. 2005-06 24 N g ô Lê Th ôn g, B/ m H àn C N K L, ĐH B K H a n oi 24 1 .4.4 T hé p ủ trướ c khí hàn và nhiệ t luyện sau khi hàn • C h ỉ tiêu: – L oạ i vậ t liệu cơ bản – Y ê u cầu giống như tại 1.4 .2 (tốc độ nguộ i cho phép cao nhấ t): bảo đảm không nứ t nguộ i trước khi ram vậ t hàn. 1.4 C H Ỉ TI Ê U LỰA C HỌN C Ô N G N G H Ệ V À C HẾ ĐỘ N H IỆT C H O H À N T H É P