Tải bản đầy đủ

Luận văn mạnh SD 08 11

Luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

LỜI CAM ĐOAN
Tôi là Nguyễn Xuân Mạnh, học viên lớp Cao học ngành Công nghệ Hàn –
Khoá 2011, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, thực hiện đề tài: “Nghiên cứu ảnh
hưởng của thành phần mẻ liệu đến tính công nghệ hàn của thuốc hàn thiêu kết
tương đương với F7A(P)2 theo AWS A5.17-80”.
Tác giả tham gia đề tài nhánh thuộc Đề tài Khoa học và Công nghệ Trọng
điểm cấp Nhà nước mã số KC.02.04/11-15 do TS. Vũ Huy Lân làm Chủ nhiệm Đề
tài. Tác giả xin cam đoan rằng: Ngoại trừ các số liệu, các bảng biểu, các đồ thị,….
đã được trích dẫn từ tài liệu tham khảo thì các số liệu, nội dung còn lại được công
bố trong Luận văn này là của tác giả và nhóm tác giả tham gia Đề tài đưa ra. Nếu
sai tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm.
Hà Nội, ngày 25 tháng 9 năm 2013
Học viên

Nguyễn Xuân Mạnh

1
Học viên: Nguyễn Xuân Mạnh


1
CH11BCNH.KT


Luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

MỤC LỤC

2
Học viên: Nguyễn Xuân Mạnh

2
CH11BCNH.KT


Luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
AC
AWS
ASTM
ASME
DC
DCEN, DCDCEP, DC+
DT
EN
HAZ
IIW
ISO
JIS
KLCB
NDT
PWHT
SAW
SMAW
TCVN
VAHN
WPS
WPQR
ak

σch
σk
δ
Ψmh
Ψn

3
Học viên: Nguyễn Xuân Mạnh

Alternating Curent
American Welding Society
American Society for Testing of Materials
American Society of Machine Engineers
Direct Current
Direct Current Electrode Negative
Direct Current Electrode Positive
Destructive Testing
European Standards
Heat affected zone
International Institute Welding
International Standard Organization
Japanese Industrial Standards
Kim loại cơ bản
Nondestructive Testing
Post Weld Heat Treatment
Submerged Arc Welding
Shielded Metal Arc Welding
Tiêu chuẩn Việt Nam
Vùng ảnh hưởng nhiệt
Welding Procedure Specification
Welding Procedure Qualiffication Recode
Độ dai va đập
Giới hạn chảy
Độ bền kéo
Độ dãn dài tương đối
Hệ số hình dạng mối hàn
Hệ số ngấu mối hàn

3
CH11BCNH.KT


Luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

DANH MỤC CÁC BẢNG
Số bảng
Bảng 1.1

Tên bảng
Chỉ tiêu cơ tính của kim loại mối hàn của thuốc hàn-dây

Bảng 2.1
Bảng 2.2
Bảng 2.3
Bảng 2.4

hàn F7A(P)2-EL8 theo AWS A5.17-80
Phân loại và ký hiệu thuốc hàn theo IIW - 545 - 78
Yêu cầu về cơ tính kim loại mối hàn theo AWS A5.17 - 80
Công thử dai va đập của kim loại mối hàn
Thành phần hóa học và một số thông số chủ yếu của dây

Bảng 2.5

hàn tự động dưới lớp thuốc theo AWS A5.17-80
Các loại xỉ hàn theo thành phần hóa học và các chất chính

Bảng 2.6
Bảng 3.1
Bảng 3.2
Bảng 3.3
Bảng 3.4
Bảng 3.5
Bảng 4.1
Bảng 4.2
Bảng 4.3
Bảng 4.4

theo IIW
Thành phần sơ bộ mẻ liệu thuốc hàn (mẻ liệu khô)
Giá trị và khoảng biến thiên của các yếu tố đầu vào
Kế hoạch thực nghiệm bậc 2 trực giao (với biến mã hóa)
Thành phần hóa học của dây hàn SM400B, (%)
Thành phần hóa học của dây hàn EL8, (%)
Các chi tiêu cơ tính dây hàn
Giá trị và khoảng biến thiên của các yếu tố
Kế hoạch thực nghiệm bậc 2trực giao
Các thông số chế độ hàn
Kết quả thí nghiệm

Trang
20
29
32
32
32
45
52
63
65
71
71
71
80
80
81
85

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ
Hình số
Hình 1.1
Hình 1.2
Hình 1.3
Hình 1.4

Tên hình vẽ
Sơ đồ nguyên lý quá trình hàn tự động dưới lớp thuốc
Một số thiết bị hàn hồ quang tự động dưới lớp thuốc
Hình ảnh về hàn hồ quang tự động dưới lớp thuốc
Sơ đồ nguyên lý hàn hồ quang dưới lớp thuốc bằng điện cực
băng

4
Học viên: Nguyễn Xuân Mạnh

4
CH11BCNH.KT

Trang
12
12
13
13


Luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

Hình 1.5
Hình 1.6
Hình 2.1
Hình 2.2

Hàn hồ quang dưới lớp thuốc bằng điện cực băng
Dạng thuốc hàn
Sơ đồ ký hiệu thuốc hàn – dây hàn AWS A5.17 - 80
Hàm lượng oxi trong kim loại đắp phụ thuộc vào hệ số hoạt tính

14
15
31
37

hoá học của thuốc-xỉ hàn khi hàn ở chế độ hàn trung bình trên
Hình 2.3
Hình 2.4
Hình 2.5
Hình 2.6
Hình 2.7
Hình 2.8
Hình 2.9
Hình 3.1

thép các bon và thép hợp kim thấp
Độ sệt của xỉ ở nhiệt độ 14000C, poa
Sự thay đổi độ nhớt của xỉ phụ thuộc vào nhiệt độ
Giản đồ trạng thái nhiệt độ của hệ xỉ hàn, 0C
Độ sệt của xỉ hàn ở nhiệt độ 16000C, pa.s
Sức căng bề mặt của hệ xỉ hàn ở 16000c, J/m2
Sơ đồ nghiên cứu tổng quan thuốc hàn
Sơ đồ nghiên cứu của đề tài
Ảnh hưởng của một số hợp chất đến chiều dài tới hạn của hồ

39
41
47
48
49
53
54
57

quang
Hình 3.2

Sơ đồ nghiên cứu ảnh hưởng của thàn phần thuốc hàn đến tính

công nghệ hàn.
Hình 3.3 Máy hàn tự động Dosun DZ1000
Hình 3.4 Mẫu phôi hàn xác định độ ổn định của hồ quang
Hình 3.5 Mẫu phôi hàn xác định hình dạng mối hàn
Hình 3.6 Mẫu phôi xác định tính bong xỉ.
Hình 3.7 Thước cặp
Hình 3.8 Thước đo mối hàn đa năng
Hình 3.9 Cách đo các thông số mối hàn
Hình 3.10 Thí nghiệm đo công bong xỉ
Hình 4.1 Chiều dài hồ quang tới hạn
Hình 4.2. Hồ quang tới hạn.
Hình 4.3 Đo chiều dài hồ quang tới hạn
Hình 4.4 Mặt cắt ngang mối hàn
Hình 4.5 Thiết bị thử công bong xỉ
Hình 4.6 Trọng lượng búa tính công bong xỉ
Hình 4.7 Mẫu hàn sau khi thử công bong xỉ
Hình 4.8 Mẫu hàn đắp
Hình 4.9 Xỉ hàn
Hình 5.1 Sự phụ thuộc của chiều dài hồ quang vào hàm lượng MgOtrong
mẻ liệu thuốc hàn
Hình 5.2 Sự phụ thuộc của chiều dài hồ quang vào hàm lượng Al 2O3
trong mẻ liệu thuốc hàn
Hình 5.3 Sự phụ thuộc của chiều dài hồ quang vào hàm lượng CaF2
trong mẻ liệu thuốc hàn
Hình 5.4 Sự phụ thuộc của chiều dài hồ quang vào hàm lượng TiO 2 trong
mẻ liệu thuốc hàn
5
Học viên: Nguyễn Xuân Mạnh

5
CH11BCNH.KT

58
72
74
74
75
75
76
77
78
82
82
82
83
84
84
84
84
84

91
91
92
92


Luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

Hình 5.5
Hình 5.6
Hình 5.7
Hình 5.8
Hình 5.9
Hình 5.10
Hình 5.11
Hình 5.12
Hình 5.13
Hình 5.14
Hình 5.15
Hình 5.16
Hình 5.17
Hình 5.18
Hình 5.19
Hình 5.20
Hình 5.21
Hình 5.22
Hình 5.23
Hình 5.24
Hình 5.25

Sự phụ thuộc của chiều dài hồ quang vào hàm lượng MgO,
Al2O3 ,CaF2, với TiO2 = 25%trong mẻ liệu thuốc hàn
Sự phụ thuộc của bề rộng mối hàn vào hàm lượng MgO trong
mẻ liệu thuốc hàn
Sự phụ thuộc của bề rộng mối hàn vào hàm lượng Al2O3 trong
mẻ liệu thuốc hàn
Sự phụ thuộc của bề rộng mối hàn vào hàm lượng CaF2 trong
mẻ liệu thuốc hàn
Sự phụ thuộc của bề rộng mối hàn vào hàm lượng TiO2 trong
mẻ liệu thuốc hàn
Sự phụ thuộc của bề rộng mối hàn vào hàm lượng MgO, Al 2O3,
CaF2, với TiO2 = 25%trong mẻ liệu thuốc hàn
Sự phụ thuộc của chiều cao mối hàn vào hàm lượng MgO trong
mẻ liệu thuốc hàn
Sự phụ thuộc của chiều cao mối hàn vào hàm lượng CaF2 trong
mẻ liệu thuốc hàn
Sự phụ thuộc của chiều cao mối hàn vào hàm lượng Al2O3trong
mẻ liệu thuốc hàn
Sự phụ thuộc của chiều cao mối hàn vào hàm lượng TiO2 trong
mẻ liệu thuốc hàn
Sự phụ thuộc của chiều cao mối hàn vào hàm lượng MgO,
Al2O3 ,CaF2,với TiO2 = 25%trong mẻ liệu thuốc hàn
Sự phụ thuộc của chiều sâu ngấu mối hàn vào hàm lượng MgO
trong mẻ liệu thuốc hàn
Sự phụ thuộc của chiều sâu ngấu mối hàn vào hàm lượng
Al2O3 trong mẻ liệu thuốc hàn
Sự phụ thuộc của chiều sâu ngấu mối hàn vào hàm lượngCaF2
trong mẻ liệu thuốc hàn
Sự phụ thuộc của chiều sâu ngấu mối hàn vào hàm lượng TiO 2
trong mẻ liệu thuốc hàn
Sự phụ thuộc của chiều sâu ngấu mối hàn vào hàm lượng MgO,
Al2O3 ,CaF2,T với TiO2 = 25%trong mẻ liệu thuốc hàn
Sự phụ thuộc của hệ số hình dạng mối hàn vào hàm lượng MgO
trong mẻ liệu thuốc hàn
Sự phụ thuộc của hệ số hình dạng mối hàn vào hàm lượng AlO3
trong mẻ liệu thuốc hàn
Sự phụ thuộc của hệ số hình dạng mối hàn vào hàm lượng CaF2
trong mẻ liệu thuốc hàn
Sự phụ thuộc của hệ số hình dạng mối hàn vào hàm lượng TiO2
trong mẻ liệu thuốc hàn
Sự phụ thuộc của hệ số hình dạng mối hàn vào hàm lượng
MgO, Al2O3 ,CaF2,với TiO2 = 25%trong mẻ liệu thuốc hàn

6
Học viên: Nguyễn Xuân Mạnh

6
CH11BCNH.KT

93
93
94
94
95
95
96
96
97
97
98
98
99
99
100
100
101
101
102
102
103


Luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

7
Học viên: Nguyễn Xuân Mạnh

7
CH11BCNH.KT


Luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

MỞ ĐẦU
Trong sự nghiệp công nghiệp hoá ở Việt Nam ngành công nghệ hàn cũng
không ngừng phát triển, để nâng cao năng suất và chất lượng hàn ngành hàn ứng
dụng nhiều công nghệ hàn tiên tiến, trong số đó công nghệ hàn tự động dưới lớp
thuốc được dùng trong lĩnh vực đóng tàu và chế tạo kết cấu thép,... Tuy nhiên,
thuốc hàn chủ yếu còn phải nhập từ nước ngoài, để khắc phục tình trạng này một số
cơ sở nghiên cứu và sản xuất vật liệu hàn trong nước đã nghiên cứu và chế tạo thử.
Tuy nhiên kết quả còn hạn chế, do chưa nghiên cứu đầy đủ các chỉ tiêu cơ bản cần
thiết để nâng cao chất lượng thuốc hàn.
Nội dung nghiên cứu của luận văn: “Nghiên cứu ảnh hưởng của thành phần
mẻ liệu đến tính công nghệ hàn của thuốc hàn thiêu kết tương đương với
F7A(P)2 theo AWS A5.17-80”.
Các nội dung chủ yếu của đề tài gồm:

 Tổng quan về hàn dưới lớp thuốc, tình hình nghiên cứu, ứng dụng thuốc hàn
thiêu kết trên thế giới và Việt Nam để hàn tự động dưới lớp thuốc hàn thiêu
kết hệ bazơ thấp và những giải pháp điều chỉnh hàm lượng các chất khi chế
tạo thuốc hàn.

 Nghiên cứu, lựa chọn loại nền tạo xỉ hàn đáp ứng chỉ số bazơ (B≈1,1) và
khảo sát, lựa chọn nguồn nguyên liệu tạo xỉ đưa vào thành phần thuốc hàn
hợp lý với nguyên tắc sử dụng tối đa nguồn nguyên vật liệu trong nước.

 Nghiên cứu ảnh hưởng của các nguyên liệu tạo xỉ chủ yếu đưa vào thuốc hàn
đến tính công nghệ hàn của thuốc hàn thiêu kết hệ bazơ thấp.

 Tối ưu hóa thành phần các chất tạo xỉ chủ yếu trong mẻ liệu thuốc hàn thiêu
kết hệ bazơ thấp F7A(P)2-BK đảm bảo các chỉ tiêu công nghệ hàn của thuốc.
Những kết quả nghiên cứu của đề tài này là một phần quan trọng và có tính nền
tảng cho việc xác định thành phần đơn thuốc hàn sản xuất bằng nguyên vật liệu
trong nước loại F7A(P)2-BK.
Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn và giúp đỡ nhiệt tình của TS.Vũ Huy
Lân và các thày cô bộ môn Hàn & công nghệ kim loại, viện Cơ khí, Trường ĐH

8
Học viên: Nguyễn Xuân Mạnh

8
CH11BCNH.KT


Luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

Bách Khoa, Ban Giám đốc và tập thể cán bộ Công ty Que hàn điện Việt Đức,… đã
tận tình giúp đỡ tôi trong việc hoàn thành luận văn này.

9
Học viên: Nguyễn Xuân Mạnh

9
CH11BCNH.KT


Luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH HÀN DƯỚI LỚP THUỐC
1.1. Sơ lược về quá trình hàn dưới lớp thuốc hàn
1.1.1. Sơ đồ nguyên lý quá trình hàn dưới lớp thuốc

 Khái niệm hàn hồ quang dưới lớp thuốc:
Quá trình hàn hồ quang dưới lớp thuốc bảo vệ còn gọi là hàn hồ quang chìm
(hồ quang ngầm) (SAW- Submerged Arc Welding) là quá trình hàn điện nóng chảy,
dùng nguồn nhiệt từ hồ quang điện sinh ra giữa điện cực hàn và vật hàn. Một phần
lượng nhiệt sinh ra do hồ quang điện làm nóng chảy kim loại điện cực và kim loại
cơ bản, sau đó kim loại vũng hàn kết tinh tạo thành mối hàn. Phần nhiệt khác làm
nóng chảy thuốc hàn, tạo thành lớp xỉ bảo vệ vùng hồ quang và vũng hàn khỏi sự
xâm nhập và ảnh hưởng có hại của môi trường khí quyển.

 Nguyên lý của quá trình hàn hồ quang dưới lớp thuốc:
Do tác dụng nhiệt của hồ quang, mép hàn, dây hàn và một phần thuốc hàn
sát hồ quang bị nóng chảy tạo thành vòm hồ quang và vũng hàn. Dây hàn được đẩy
vào vũng hàn bằng một cơ cấu cấp dây với tốc độ phù hợp với tốc độ nóng chảy của
nó và đảm bảo duy trì hồ quang cháy ổn định. Khi hồ quang hàn di chuyển theo
hướng hàn kim loại lỏng trong vũng hàn sẽ nguội và kết tinh tạo thành mối hàn.
Trên mặt vũng hàn và phần mối hàn kết tinh hình thành một lớp xỉ có tác dụng tham
gia vào các quá trình luyện kim khi hàn, bảo vệ và giữ nhiệt cho mối hàn và sẽ tách
khỏi mối hàn sau khi hàn.
Các chuyển động cấp dây hàn, dao động điện cực và chuyển động theo
đường hàn thường được cơ giới hóa. Tùy theo mức độ tự động của các chuyển động
này mà chia thành hàn tự động và bán tự động dưới lớp thuốc.
Sơ đồ nguyên lý của quá trình hàn tự động dưới lớp thuốc có thể tham khảo
trên hình 1.1.

10
Học viên: Nguyễn Xuân Mạnh

10
CH11BCNH.KT


Luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

Hình 1.1. Sơ đồ nguyên lý quá trình hàn tự động dưới lớp thuốc

Hình 1.2. Thiết bị hàn hồ quang tự động dưới lớp thuốc

Hình 1.3. Thiết bị hàn hai phía tự động dưới lớp thuốc

11
Học viên: Nguyễn Xuân Mạnh

11
CH11BCNH.KT


Luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

Hình 1.4. Sơ đồ nguyên lý hàn hồ quang dưới lớp thuốc bằng điện cực băng

Hình 1.5. Hàn hồ quang dưới lớp thuốc bằng điện cực băng

12
Học viên: Nguyễn Xuân Mạnh

12
CH11BCNH.KT


Luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

 Đặc điểm hàn hồ quang dưới lớp thuốc:
- Quá trình hàn hồ quang cháy ngầm dưới lớp thuốc, một phần thuốc hàn nóng
chảy tạo thành vòm xỉ bảo vệ vùng hồ quang hàn và vũng hàn khỏi tác dụng có hại
của oxi và nitơ của môi trường xung quanh.
- Hồ quang rất tập trung và nhiệt độ cao (so với các phương pháp hàn khác
như hàn hồ quang tay, hàn TIG, MIG/MAG,..) , cho phép hàn với tốc độ lớn và có
thể hàn những chi tiết có chiều dày lớn, tiết kiệm kim loại và sức lao động.
- Chất lượng kim loại mối hàn cao do vùng hàn được bảo vệ tốt khỏi tác dụng
của oxi và nitơ trong khí quyển xung quanh. Lớp thuốc và xỉ hàn làm mối hàn nguội
chậm nên tổ chức kim loại mịn và đồng đều hơn.
- Mối hàn có hình dạng đều đẹp, ít khuyết tật như không ngấu, rỗ khí, rỗ xỉ.
- Giảm tiêu hao vật liệu, không bắn tóe kim loại, nên hệ số đắp cao, ít tổn thất.
- Điều kiện lao động cải thiện do hồ quang được bao bọc kín bởi thuốc hàn
nên không làm hại mắt và da của thợ hàn. Lượng khí (khói, bụi) sinh ra trong quá
trình hàn rất ít so với hàn hồ quang tay.
- Dễ cơ khí hóa và tự động hóa quá trình hàn, năng suất hàn cao .

 Phạm vi ứng dụng của hàn hồ quang dưới lớp thuốc:
- Hàn các kết cấu thép dạng tấm, vỏ kích thước lớn, các dầm thép có khẩu độ
và chiều cao, các ống thép có đường kính lớn, các bồn, bể chứa, bình chịu áp lực và
trong công nghiệp.
- Được ứng dụng để hàn các mối hàn ở tư thế hàn bằng (hàn sấp), hàn góc tư
thế hàn ngang, mối hàn ngang với các mối hàn có chiều dài lớn và có quỹ đạo
không phức tạp, đường kính không quá nhỏ.
- Hàn được các chi tiết có chiều dày từ vài mm cho đến hàng trăm mm.
1.1.2. Chức năng, công dụng của thuốc hàn

 Khái niệm: Thuốc hàn là hỗn hợp gồm nhiều thành phần, được chế tạo ở dạng hạt
có kích thước xác định trong khoảng 0,25 ÷ 2,0 mm.

Hình 1.6. Dạng thuốc hàn

13
Học viên: Nguyễn Xuân Mạnh

13
CH11BCNH.KT


Luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

 Chức năng, công dụng của thuốc hàn:
- Bảo vệ vùng hồ quang hàn và vũng hàn khỏi tác dụng có hại của môi trường xung
quanh.

- Tạo ra môi trường ion hóa dễ gây hồ quang và ổn định hồ quang hàn.
- Tạo dáng mối hàn, làm cho kim loại mối hàn nguội chậm và tạo điều kiện thuận lợi
thoát hiđrô từ mối hàn và vùng ảnh hưởng nhiệt, cải thiện tổ chức tế vi.

- Khử oxi và các tạp chất có hại (S, P), tinh luyện kim loại mối hàn.
- Có thể hợp kim hóa kim loại mối hàn để cải thiện tổ chức kim loại và nâng cao cơ
tính kim loại mối hàn.

- Tránh bức xạ của hồ quang, cải thiện điều kiện lao động.
- Quá trình hàn kim loại điện cực không bị bắn toé, nâng cao năng suất hàn, giảm tổn
thất.

- Giảm khuyết tật bên trong: rỗ khí, ngậm xỉ, không ngấu,... do cải thiện điều kiện
hình thành mối hàn và có thể sử dụng chế độ hàn cao.

- Có các tiêu chí vệ sinh công nghiệp tốt: giảm lượng khí thải và bụi sinh ra trong quá
trình hàn.
1.2. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng thuốc hàn
1.2.1. Nghiên cứu và ứng dụng thuốc hàn trên Thế giới
Quá trình phát triển công nghiệp, ngành công nghệ hàn đóng vai trò quan
trọng trong việc chế tạo các kết cấu thép bằng hàn cho các ngành công nghiệp mũi
nhọn như ngành dầu khí, hóa dầu, công nghiệp đóng tàu, giao thông, chế tạo máy,
lắp máy, thủy điện, nhiệt điện, ... để nâng cao năng suất và chất lượng các kết cấu
hàn, ngày càng ứng dụng nhiều phương pháp hàn tiên tiến có mức độ cơ giới hóa, tự
động hóa cao, trong đó phải kể đến phương pháp hàn tự động dưới lớp thuốc để
hàn những đường hàn dài ở tư thế hàn bằng và hàn góc trong các kết cấu hàn lớn và
yêu cầu chất lượng cao.
Vật liệu hàn dùng trong công nghệ hàn dưới lớp thuốc gồm dây hàn và thuốc
hàn. Thuốc hàn có vai trò rất quan trọng, nó bảo vệ kim loại vùng hàn khỏi tác dụng
có hại của không khí, ổn định quá trình hàn, tinh luyện và hợp kim hóa kim loại mối

14
Học viên: Nguyễn Xuân Mạnh

14
CH11BCNH.KT


Luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

hàn. Trên thế giới sản xuất nhiều mác thuốc hàn khác nhau, tuy nhiên theo phương
pháp chế tạo và công nghệ có thể chia làm 3 loại chủ yếu: thuốc hàn nung chảy,
thuốc hàn gốm (nhiệt độ sấy ≤ 500°C) và thuốc hàn thiêu kết (nhiệt độ thiêu kết >
500 °C).
Trên thế giới thuốc hàn thiêu kết ngày càng được ứng dụng rộng rãi do có
nhiều ưu điểm như: khả năng tinh luyện các tạp chất có hại và hợp kim hóa kim loại
mối hàn cao, thành phần thuốc hàn dễ điều chỉnh để đạt được thành phần hóa học
kim loại mối hàn theo yêu cầu với số chủng loại mác dây hàn tiêu chuẩn không cần
nhiều, giá thành hạ. Nó đã khắc phục được nhược điểm rất quan trọng là độ ẩm cao
của thuốc hàn gốm và cho phép nhận được mối hàn chất lượng cao, nên thuốc hàn
thiêu kết ngày càng được sự quan tâm và phát triển ở nhiều nước công nghiệp tiên
tiến. Các nhà nghiên cứu và sản xuất lớn trên thế giới như: Thụy Điển (hãng Esab),
Ucraine (viện Hàn Paton), Hàn Quốc (hãng Hyundai, Chosun, Kiswel ....), Mỹ
(Hobart), Đài Loan,...
Để phân loại và kí hiệu thuốc hàn tồn tại các hệ thống kí hiệu và tiêu chuẩn
về thuốc hàn đối với các nước có khác nhau, hiện nay tiêu chuẩn của Hiệp hội hàn
Mỹ (AWS) được sử dụng phổ biến hơn cả, tuy nhiên Tiêu chuẩn của AWS chỉ đưa
ra cặp thuốc hàn – dây hàn tương ứng để đạt được các chỉ tiêu về cơ tính và thành
phần hóa học kim loại mối hàn, mà không giới thiệu thành phần thuốc hàn và các
chỉ số quan trọng có liên quan đến chất lượng thuốc hàn. Hãng ESAB (Thụy Điển)
ngoài việc áp dụng theo tiêu chuẩn AWS, còn giới thiệu về các chỉ số về tính chất
hóa học (chỉ số bazơ của thuốc hàn – xỉ hàn, tính chất thuốc hàn, lượng thuốc hàn
nóng chảy theo chế độ hàn,...) và thành phần của xỉ hàn trong phạm vi cho phép để
người sử dụng tham khảo và các khuyến cáo rất rõ ràng.
1.2.2. Nghiên cứu và ứng dụng thuốc hàn ở Việt Nam
Trong công cuộc kiến thiết đất nước ở Việt Nam, các ngành công nghiệp
đóng tàu, chế tạo các kết cấu thép trong dầu khí, hóa dầu, nhiệt điện, thủy điện, hóa
chất, ... phát triển mạnh, thúc đẩy ngành công nghệ hàn phát triển và có nhu cầu
nhiều về vật liệu hàn. Trong đó có nhu cầu về thuốc hàn để hàn tự động dưới lớp
thuốc nhằm nâng cao năng suất và chất lượng các công trình và kết cấu hàn. Tuy số

15
Học viên: Nguyễn Xuân Mạnh

15
CH11BCNH.KT


Luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

lượng cơ sở sản xuất vật liệu hàn ở nước ta khá lớn, nhưng chủ yếu chỉ sản xuất que
hàn điện và dây hàn, còn thuốc hàn chủ yếu phải nhập ngoại.
Một số viện nghiên cứu và cơ sở sản xuất vật liệu hàn đã tiến hành nghiên
cứu và chế tạo thuốc hàn gốm. Điển hình là các công trình nghiên cứu sau:
- Thuốc hàn mác H400 của Công ty CP Công nghiệp Vật liệu hàn Nam Triệu
mới dừng lại ở mức độ sản xuất thử.
- Đề tài nghiên cứu thuốc hàn tự động của Viện Công nghệ, Bộ Công
Thương cũng chỉ dừng lại ở kết quả thử nghiệm (2007).
- Công ty CP Que hàn điện Việt Đức, Bộ Công Thương đã nghiên cứu đề tài
về thuốc hàn gốm mác F7-VD (hoặc AR-7) (2008).
Đó là tình hình nghiên cứu và sản xuất thuốc hàn gốm và thuốc hàn thiêu kết
ở nước ta. Trong khi đó xu thế của thế giới là sử dụng thuốc hàn thiêu kết để đáp
ứng yêu cầu của các công trình và kết cấu hàn chất lượng cao, Việt Nam ngày càng
phải nhập khẩu lượng thuốc hàn thiêu kết rất lớn với giá cao. Do vậy, cần chủ động
tự nghiên cứu và sản xuất thuốc hàn để tận dụng nguồn nguyên liệu tiềm năng và
dồi dào trong nước để hàn tự động dưới lớp thuốc các kết cấu thép cacbon thấp và
thép hợp kim thấp.
1.3. Đối tượng, mục tiêu và nội dung nghiên cứu
1.3.1. Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu trong công trình này là thuốc hàn thiêu kết hệ bazơ thấp
loại F7A(P)2-EL8 (kết hợp với dây hàn EL8) được hàn trên kim loại cơ bản thép
SM 400 – thép cacbon kết cấu hàn theo JIS G3106 -1999 tương đương ASTM A573.

Bảng 1.1. Chỉ tiêu cơ tính của kim loại mối hàn của thuốc hàn-dây hàn
F7A(P)2-EL8 theo AWS A5.17-80
Loại thuốc hàn-dây hàn
theo AWS A5.17-80
F7A(P)2-EL8

Độ bền kéo σk

Độ bền chảy σc
tối thiểu

ksi

MPa

ksi

MPa

Độ giãn
dài tương
đối δ, (%)

70-95

480-660

58

400

22

Công độ dai va đập
Ak tối thiểu theo
Charpy V, J
ở nhiệt độ (oC)
27 (-29 oC)

Các chỉ tiêu cơ tính kim loại mối hàn được kiểm tra theo tiêu chuẩn
ANSI/AWS B4.0.

16
Học viên: Nguyễn Xuân Mạnh

16
CH11BCNH.KT


Luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

Nguồn nguyên liệu để sản xuất thuốc hàn sẽ tận dụng những nguyên liệu sẵn
có trong nước đến mức tối đa (phụ lục 1).
1.3.2. Mục tiêu nghiên cứu
Nghiên cứu ảnh hưởng của các chất trong thành phần mẻ liệu thuốc hàn thiêu
kết hệ bazơ F7A(P)2 theo tiêu chuẩn AWS A5.17-80 đến các đặc tính công nghệ
hàn của thuốc, trên cơ sở đó xác định được hàm lượng các chất tạo xỉ chủ yếu trong
thành phần thuốc hàn đảm bảo tính công nghệ hàn khi chế tạo thuốc hàn thiêu kết
hệ bazơ F7A(P)2 theo tiêu chuẩn AWS A5.17-80.
1.3.3. Nội dung nghiên cứu
- Nội dung của Luận văn gồm 5 và phần Kết luận, kiến nghị.
- Các nội dung chính được thực hiện gồm:
+ Khảo sát, chọn xỉ hàn và các chất đưa vào thành phần thuốc hàn với chỉ số
bazơ thấp (B≈1,1).
+ Nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng của các chất tạo xỉ chủ yếu trong thuốc
hàn đến tính công nghệ hàn của thuốc hàn thiêu kết hệ bazơ thấp.
+ Ứng dụng quy hoạch thực nghiệm xác định hàm lượng các chất tạo xỉ chủ yếu
trong thành phần mẻ liệu thuốc hàn thiêu kết hệ bazơ thấp F7A(P)2-BK.

17
Học viên: Nguyễn Xuân Mạnh

17
CH11BCNH.KT


Luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

CHƯƠNG 2: SƠ LƯỢC VỀ THUỐC HÀN VÀ NỀN TẠO XỈ HÀN
2.1. CÁC CHỈ TIÊU CƠ BẢN CỦA THUỐC HÀN-DÂY HÀN

2.1.1. Các chỉ tiêu cơ bản của thuốc hàn – dây hàn
Khi hàn dưới lớp thuốc, thuốc hàn kết hợp với dây hàn phải đạt được các chỉ
tiêu chính sau đây :






Chỉ tiêu về cơ tính của kim loại mối hàn.
Chỉ tiêu thành phần hóa học cần thiết cho kim loại mối hàn.
Chỉ tiêu hàm lượng hiđrô trong kim loại mối hàn và VAHN theo yêu cầu.
Các chỉ tiêu tính công nghệ hàn của thuốc hàn.
Giá thành thuốc hàn thấp.

2.1.2. Các chỉ tiêu công nghệ hàn
Các đặc tính công nghệ của thuốc hàn gồm những chỉ tiêu chính như sau:
- Đảm bảo dễ gây hồ quang và hồ quang hàn cháy ổn định;
- Bảo vệ tin cậy vùng hồ quang hàn và vũng hàn khỏi sự tác dụng của môi
trường xung quanh;
- Tạo dáng mối hàn và hình thành mối hàn tốt;
- Tạo xỉ dễ nổi lên bề mặt vũng hàn và phủ đều trên bề mặt mối hàn để bảo vệ
và giúp mối hàn nguội chậm, xỉ phải dễ tách khỏi mối hàn (tính bong xỉ
tốt);
- Đảm bảo tinh luyện kim loại mối hàn và khử tạp chất theo yêu cầu;
- Có khả năng cải thiện và hợp kim hoá kim loại mối hàn, nâng cao cơ tính kim
loại mối hàn;
- Đảm bảo khuyết tật trong giới hạn cho phép: rỗ khí, ngậm xỉ, không ngấu
khe hở hàn,...
- Lượng khí độc thải ra ở mức độ cho phép, đảm bảo yêu cầu vệ sinh công nghiệp.
2.1.3. Các yêu cầu kỹ thuật chung khi sản xuất thuốc hàn
Ngoài các chỉ tiêu kỹ thuật chung và các đặc tính công nghệ hàn, khi sản xuất
thuốc hàn phải đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật như sau:
- Thuốc hàn phải đảm bảo độ đồng đều về thành phần theo yêu cầu.
- Đảm bảo độ bền cơ học của hạt thuốc hàn.

18
Học viên: Nguyễn Xuân Mạnh

18
CH11BCNH.KT


Luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

- Đảm bảo độ ẩm của thuốc hàn theo yêu cầu.
- Đảm bảo kích thước hạt thuốc và tỷ lệ các cỡ hạt thuốc hàn theo yêu cầu.
2.2. CÁC NHÓM CHẤT CHỦ YẾU, PHÂN LOẠI VÀ KÍ HIỆU THUỐC HÀN

2.2.1. Các nhóm chất chủ yếu trong thành phần mẻ liệu thuốc hàn
Trong thành phần mẻ liệu thuốc hàn gồm những nhóm chất có công dụng và
thành phần chủ yếu như sau:

− Nhóm tạo khí: vai trò sinh ra một lượng khí để bảo vệ vùng hàn. Tuy nhiên, đối với
hàn dưới lớp thuốc yêu cầu này không lớn như hàn hồ quang tay. Nhóm chất có
chức năng tạo khí gồm những hợp chất như có chứa gốc cacbonat (đá vôi (CaCO 3)
hoặc đôlômit (CaCO3.Mg CO3)) để tạo khí và tạo xỉ.
Khi hàn các hợp chất này sẽ phân hủy và sinh khí theo các phản ứng sau:
CaCO3 → CaO + CO2

(1.1)

MgCO3 → MgO + CO2

(1.2)

CO2

CO + 1/2O2

(1.3)

Khí CO2 tạo ra theo các phản ứng trên, một phần tham gia vào thành phần
khí bảo vệ vùng hồ quang và kim loại vũng hàn, đồng thời ở điều kiện hàn sẽ bị
phân huỷ thành khí CO theo phản ứng (1.3).
− Nhóm tạo xỉ: có vai trò quan trọng hàng đầu, thuốc hàn nóng chảy sẽ hình thành lớp
xỉ, vòm xỉ bảo vệ vùng hồ quang và vũng hàn. Các tính chất lý nhiệt của xỉ hàn có
ảnh hưởng quan trọng đến sự hình thành mối hàn, chức năng bảo vệ và tính bong xỉ.
Nhóm các chất tạo xỉ hàn gồm có:

• Các ôxit: SiO2, MnO, CaO, MgO, FeO, Fe2O3, Fe3O4, Al2O3, TiO2, ... từ quặng
mangan (Mn2O, MnO), cát thạch anh (SiO 2 ), rutil (TiO2), ilmenit (TiO2, SiO2,
Fe2O3), cao lanh (Al2O3, SiO2), bôxit, bột tan, hêmatit (ôxyt sắt màu đỏ sẫm Fe 2O3),
magnetit (Fe3O4), trường thạch, ...

• Các muối halogen: CaF2 (huỳnh thạch), KF, ...
• Các phức chất khác: Na2SiF6, Na3AlF6 (criolit), ...

19
Học viên: Nguyễn Xuân Mạnh

19
CH11BCNH.KT


Luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

Đối với thuốc hàn để hàn thép: tuỳ theo các loại hợp chất đưa vào thành phần mẻ
liệu của nó và tính chất của các sản phẩm nhận được từ quá trình phân huỷ chúng khi
hàn, mà tên gọi của thuốc hàn thường dựa trên tính chất hoặc tên gọi của xỉ hàn.
Đối với thuốc hàn nhôm: nhôm là nguyên tố có ái lực hoá học mạnh với ôxi,
nên để hàn nhôm thường dùng thuốc hàn gồm các hợp chất không chứa ôxi, như các
hợp chất gốc cluorit và fluorit: NaCl, KCl, KF, NaF, LiCl, BaCl2, ....



Nhóm ổn định hồ quang: Nhóm này gồm những hợp chất chứa nguyên tố có điện
thế ion hoá thấp, giúp cho việc dễ gây hồ quang và duy trì hồ quang cháy ổn định,
và còn giúp cho việc hình thành mối hàn tốt hơn.
Những hợp chất loại này gồm:

• Kim loại kiềm: K2O, Na2O từ nước thuỷ tinh kali (potas K2SiO3), nước thuỷ
tinh natri (soda Na2 SiO3).

• Kim loại kiềm thổ: CaO, MgO, .... từ các chất CaCO 3, MgCO3, trừ CaF2 chất
này làm giảm tính ổn định của hồ quang hàn.

• Trường thạch: chứa các oxit kali, natri.


Nhóm chất khử và hợp kim hoá: sử dụng các fero hợp kim và bột kim loại.

• Chất khử: là những nguyên tố có ái lực hóa học mạnh với oxi, có tác dụng khử ôxi
và các tạp chất có hại.

• Hợp kim hoá kim loại mối hàn (đặc biệt thường được sử dụng khi hàn đắp) và cải
thiện các tính chất kim loại mối hàn.
Một nguyên tố có thể vừa làm chức năng chất khử và hợp kim hóa. Trong
trường hợp này, sau khi hoàn thành chức năng chất khử, lượng còn lại sẽ đóng vai
trò nguyên tố hợp kim hóa. Đó là các fero hợp kim hoặc bột kim loại, như Fe-Si,
Fe-Mn, Fe-Cr, Fe-V, Fe-Mo, Fe-W, Fe-Nb, bột Al, ... với hàm lượng fero hợp kim
khác nhau và kích thước hạt phù hợp với chức năng khử hoặc hợp kim hóa.
- Nhóm các chất khử tạp chất: S, P. Ngoài các chất đưa vào nhóm tạo khí
(CaCO3, MgCO3) sẽ phân huỷ thành các chất, trong đó có các ôxit bazơ (CaO,
MgO) để khử S, P, còn có thể đưa thêm một lượng khá lớn CaF 2 có tác dụng khử S,
P và làm giảm lượng hyđrô và cải thiện tính chất kim loại mối hàn.

20
Học viên: Nguyễn Xuân Mạnh

20
CH11BCNH.KT


Luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

- Nhóm chất liên kết: nước thuỷ tinh đối với thuốc hàn gốm và thiêu kết.
2.2.2. Phân loại thuốc hàn

 Phân loại theo phương pháp chế tạo:
− Thuốc hàn nung chảy (Fused)
− Thuốc hàn gốm nói chung (không nung chảy – Bonded) và có thể phân chia nhỏ
hơn:
+ Thuốc hàn gốm: nhiệt độ sấy ≤ 500°C;
+ Thuốc hàn thiêu kết: nhiệt độ sấy thiêu kết > 500°C (agglomerated flux).
− M (Mechanically mixed): loại hỗn hợp cơ học (thuốc hàn nung chảy + bột hợp kim
hoặc fero hợp kim).

 Theo đặc điểm và tỷ trọng hạt thuốc:





Thuốc hàn hạt dạng thuỷ tinh có tỷ trọng: 1,4 ÷ 1,8 Kg/dm3
Thuốc hàn hạt dạng bọt nhẹ có tỷ trọng: 0,6 ÷ 1 Kg/dm3
Thuốc hàn hạt dạng tinh thể cũng có tỷ trọng như dạng thuỷ tinh: 1,4 ÷ 1,8 Kg/dm 3
Theo tính axit hoặc bazơ của xỉ hàn:
- Thuốc hàn hệ axit: hồ quang cháy ổn định, êm; giọt kim loại dịch chuyển
dạng tia, mối hàn rất đẹp. Tuy nhiên, khả năng khử tạp chất và tinh luyện kim loại
mối hàn bị hạn chế, hàm lượng hyđrô cao, nên thường dùng để hàn các kết cấu thép
cacbon thông thường.
- Thuốc hàn bazơ: hồ quang cháy kém ổn định hơn, giọt kim loại dịch chuyển
có kích thước lớn hơn nhiều, bề mặt kim loại mối hàn thô, và không dùng dòng điện
xoay chiều. Tuy nhiên, nó có ưu điểm là tinh luyện kim loại mối hàn rất tốt và hệ số
dịch chuyển của các nguyên tố hợp kim cao, hàm lượng hyđrô thấp, nên thích hợp
để hàn thép cacbon có độ bền cao, thép hợp kim và hàn đắp.
- Thuốc hàn trung tính: đặc điểm của nó có tính trung hoà giữa hai loại thuốc
hàn kể trên.

 Theo thành phần hoá học và hợp chất chính:
Theo thành phần hoá học và hợp chất chủ yếu của xỉ hàn có thể phân loại, kí
hiệu theo tiêu chuẩn của viện Hàn Quốc tế (tiêu chuẩn IIW – 545 – 78) như sau:
Bảng 2.1. Phân loại và kí hiệu thuốc hàn theo IIW – 545 –78
Kí hiệu

Thành phần chính, %

21
Học viên: Nguyễn Xuân Mạnh

21
CH11BCNH.KT

Loại thuốc hàn


Luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

MS

MnO + SiO2 ≥ 50

Hệ Mn – Silicat

CS

CaO + MgO + SiO2 ≥ 60

Hệ Canxi – Silicat

ZS

ZrO2 + SiO2 ≥ 30

Hệ Zirconi - Silicat

AR

Al2O3 + TiO2 ≥ 45
Al2O3 + CaO + MgO ≥ 45,

Ôxit nhôm – Rutil

AB
FB
ST

( Al2O3 ) ≥ 20.
CaO + MgO + MnO + CaF2 ≥ 50 ,
SiO2 max = 20, CaF2 ≥ 15 .
Chứa chất hợp kim hoá

Ôxit nhôm – Bazơ
Fluorit – Bazơ
Khác

 Theo tính axit hoặc bazơ của xỉ hàn:
− Thuốc hàn hệ axit: Hồ quang cháy ổn định, êm, giọt kim loại dịch chuyển dạng tia,
mối hàn rất đẹp.Tuy nhiên khả năng khử tạp chất và tinh luyện kim loại mối hàn bị
hạn chế, hàm lượng hyđrô cao, nên thường dùng để hàn các loại thép các bon thông
thường.
− Thuốc hàn bazơ: Hồ quang cháy kém ổn định hơn, giọt kim loại dịch chuyển có
kích thước lớn hơn nhiều, bề mặt kim loại mối hàn thô hơn và chủ yếu dùng nguồn
điện hàn là dòng điện một chiều. Tuy nhiên, nó có ưu điểm là khả năng tinh luyện
kim loại mối hàn rất tốt và hệ số dịch chuyển của các nguyên tố hợp kim cao, hàm
lượng hyđrô thấp, nên thích hợp hàn thép cacbon có độ bền cao, thép hợp kim và
hàn đắp.
− Thuốc hàn trung tính: Có tính trung hoà giữa hai lạo thuốc hàn kể trên.

 Theo hoạt tính hoá học (H) của xỉ hàn





Thuốc hàn hoạt tính cao H>0,6
Thuốc hàn hoạt tính khi H=0,6÷0,3
Thuốc hàn hoạt tính thấp khi H = 0,3÷0,1
Thuốc hàn trung tính khi H < 0,1

 Theo công dụng
− Thuốc hàn dụng hàn cơ giới hoá và hàn đắp
− Thuốc hàn điện xỉ
− Thuốc hàn hợp kim cao.

22
Học viên: Nguyễn Xuân Mạnh

22
CH11BCNH.KT


Luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

2.2.3. Kí hiệu thuốc hàn và dây hàn
Hệ thống tiêu chuẩn để ký hiệu thuốc hàn của Việt Nam chưa hoàn chỉnh,
nên có thể tham khảo một số tiêu chuẩn phổ biến trên thế giới như AWS. Tiêu
chuẩn này thường giới thiệu kết hợp thuốc hàn với dây hàn đặc để hàn tự động dưới
lớp thuốc. Theo tiêu chuẩn AWS A5.17 – 80 “Quy định thuốc hàn và dây hàn thép
cacbon để hàn tự động dưới lớp thuốc” [11;14;13;16].
Thuốc hàn hhànhànhàn
Loại xỉ hàn, chữ cái này có thể không có
Chữ số chỉ giới hạn bền kéo tối thiểu của kim loại mối hàn
Chế độ nhiệt luyện của mối hàn
Số qui ước nhiệt độ thử độ dai va đập

F S X X X- ECXXX - HX

Kí hiệu hàm lượng hiđrô trong kim loại mối hàn

Kí hiệu Điện cực (dây hàn đặc)

Hình 2.1.Sơ đồ kí hiệu thuốc hàn – dây hàn AWS A5.17 - 80
Tiêu chuẩn AWS A5.17 – 80 quy định thuốc hàn được ký hiệu kết hợp với
dây hàn tương ứng để đạt được cơ tính cần thiết của kim loại mối hàn. Trong phần
ký hiệu thuốc hàn FXXX, chữ X đầu tiên là độ bền kéo tối thiểu của kim loại mối
hàn, ksi xem bảng 4.16. Chữ X thứ hai cho biết điều kiện nhiệt luyện khi thử mẫu.
Chữ A – mẫu được tiến hành thử sau khi hàn (As Welded) (không xử lý nhiệt) hoặc
chữ P (có xử lý nhiệt sau khi hàn) chế độ nhiệt luyện là 610 – 635 0C/1h. Chữ X thứ
3 có thể là chữ Z hoặc các số (xem bảng 2.3) cho biết nhiệt độ quy ước thử độ dai
va đập với giá trị.
Tiêu chuẩn AWS A5.17 – 80 chia dây hàn thép cacbon thành 8 loại trong 3
nhóm có hàm lượng mangan thấp, trung bình và cao (Kí hiệu là L, M và H). Trong

23
Học viên: Nguyễn Xuân Mạnh

23
CH11BCNH.KT


Luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

phần kí hiệu dây hàn EXXX – HX, chữ E là ký hiệu điện cực (dây hàn) và tiếp theo
là chữ C có thể không có, Còn chữ X đầu tiên là một trong 3 chữ L, M hoặc H; chữ
X thứ 2 là một hoặc 2 chữ số (8; 12; 13; 14; 15) chỉ hàm lượng cacbon danh nghĩa
(qui ước); còn nếu có chữ K ở cuối là dây hàn được chế tạo từ thép khử bằng silic.
Trong trường hợp dây hàn kí hiệu EG (hoặc ECG), ở đây chữ G là “general” có
nghĩa là kim loại đắp không yêu cầu qui định về thành phần hoá học.
Bảng 2.2.Yêu cầu về cơ tính kim loại mối hàn theo AWS A5.17 – 80
Chỉ tiêu về cơ tính
F6XX - EXXX
F7XX - EXXX

Độ bền kéo tối thiểu
MPa
ksi
415÷550
418÷650

60
70

Giới hạn chảy

Độ giãn dài

Tối thiểu, MPa
330
400

tương đối,%
22
22

Bảng 2.3. Công thử độ dai va đập của kim loại mối hàn
Công thử độ dai va đập kim loại mối hàn theo AWS A5.17 - 80
Chữ số
Nhiệt độ thử mẫu,oC
Công phá huỷ tối thiểu thử mẫu, J
Z
0
-18
27
2
-29
27
4
-40
27
5
-46
27
6
-51
27
8
-68
27
Bảng 2.4. Thành phần hoá học và một số thông số chủ yếu của dây hàn
tự động dưới lớp thuốc theo AWS A5.17 – 80
Kí hiệu
dây

C

Mn

Thành phần hoá học,%
Si
S
P

tố khác

hàn
EL8
EL8K
EL12
EM11K
EM12
EM12K

Cu và nguyên

Dây hàn có hàm lượng mangan thấp
0,10
0,25÷0,60 0,07
0,030 0,030
0,10
0,25÷0,60 0,10÷0,25 0,030 0,030
0,05÷0,15 0,25÷0,60 0,07
0,030 0,030
Dây hàn có hàm lượng mangan trung bình
0,07÷0,15 1,00÷1,50 0,65÷0,85 0,030 0,025
0,06÷0,15 0,80÷1,25 0,10
0,030 0,030
0,05÷0,15 0,80÷1,25 0,10÷0,35 0,030 0,030

24
Học viên: Nguyễn Xuân Mạnh

24
CH11BCNH.KT

0,35
0,35
0,35
0,35
0,35
0,35


Luận văn Thạc sĩ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

EM13K
EM14K

0,06÷0,16
0,06÷0,19

0,90÷1,40
0,90÷1,40

0,35÷0,75
0,35÷0,75

0,030
0,025

0,030
0,025

EM15K

0,10÷0,20

EH10K
EH11K

0,07÷0,15
0,07÷0,15

0,80÷1,25 0,10÷0,35 0,030 0,030
Dây có hàm lượng mangan cao
1,30÷1,70 0,05÷0,25 0,025 0,025
1,40÷1,85 0,80÷1,15 0,030 0,030

EH12K
EH14
EG

0,06÷0,15
0,10÷0,20

1,50÷2,00
1,70÷2,20

0,25÷0,65 0,025
0,10
0,030
Không quy định

0,025
0,030

0,35
0,35
Ti=0,03÷0,17
0,35
0,35
0,35
0,35
0,35

2.3. GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ XỈ HÀN

2.3.1. Khái niệm xỉ hàn
Khái niệm: Xỉ hàn là những hợp chất phi kim nóng chảy, bao gồm các ôxít,
các florua, clorua, sunfat, … Chúng có thể ở dạng đơn chất hay phức chất.
Đặc điểm: xỉ hàn nói chung không hoà tan trong kim loại. Ở trạng thái nóng
chảy, kim loại và xỉ hàn là những pha lỏng không hoà tan lẫn nhau, do sự khác nhau
về cấu trúc,trọng lượng riêng và sức căng bề mặt và các đặc điểm khác, giữa chúng
là mặt phân pha.
Các tính chất của xỉ hàn:
+ Tính chất vật lý gồm có: Nhiệt độ nóng chảy, trọng lượng riêng, độ nhớt,
tính dẫn nhiệt ở trạng thái nóng chảy, hệ số giãn nở nhiệt,..
+ Tính chất hoá học: Độ hoạt tính hoá học, tính axit(bazơ), khả năng tương
tác với kim loại,…
2.3.2. Các tính chất lý hóa của xỉ hàn

- Tính axit (bazơ) của xỉ hàn.
Tính axit của xỉ hàn có thể được đánh giá theo hệ số axit A và xác định theo
công thức sau:
(2.1)

ở đây ∑RO2 – Tổng số các phân tử của các ôxit, axit trong xỉ hàn, mol;
∑(R2O + RO) – Tương tự của các ôxit bazơ, mol.
25
Học viên: Nguyễn Xuân Mạnh

25
CH11BCNH.KT


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×