Công nghệ hàn điện nóng chảy - Chương 1: 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 , 
Đ H 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 , 
Đ H B K H a n oi
2
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 ẾT C Ấ U 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 , 
Đ H 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 C Ấ U 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 , 
Đ H B K H a n oi
6
1 .1 P H Â N L O Ạ I T H É P D Ù N G C H O C HẾ TẠO 
K ẾT CẤ U 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 , 
Đ H 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 N Ứ T V À ĐỘ L À N H L Ặ N C Ủ 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 iệ m 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 , 
Đ H 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 , 
Đ H 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 , 
Đ H 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 , 
Đ H 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, 
Đ H B K H a n o i
2 1
1 .4 C H Ỉ TI Ê U LỰ A C H Ọ N 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 L Ự A 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 , 
Đ H 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 L Ự A C H Ọ N 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