Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội LỜI CAM ĐOAN Tôi Nguyễn Văn Huấn, học viên lớp Cao học Công nghệ hàn – Khoá 2012, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, thực đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng thành phần mẻ liệu đến tính công nghệ hàn thuốc hàn thiêu kết tương đương loại F7A(P)6 theo AWS A5.17-80” Tác giả đã tham gia Đề tài Khoa học Công nghệ Trọng điểm cấp Nhà nước mã số KC.02.04/11-15 TS Vũ Huy Lân làm Chủ nhiệm Đề tài Tác giả xin cam đoan rằng: Ngoại trừ số liệu, bảng biểu, đồ thị,… đã trích dẫn từ tài liệu tham khảo số liệu nội dung lại công bố Luận văn tác giả nhóm tác giả tham gia Đề tài đưa Nếu sai xin hoàn toàn chịu trách nhiệm Hà Nội, ngày 11 tháng năm 2014 Học viên Nguyễn Văn Huấn GVHD: TS Vũ Huy Lân Học viên: Nguyễn Văn Huấn Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội MỤC LỤC GVHD: TS Vũ Huy Lân Học viên: Nguyễn Văn Huấn Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT AC AWS ASTM ASME DC DCEN, DC DCEP, DC + DT EN HAZ IIW ISO JIS KLCB NDT PWHT SAW SMAW TCVN VAHN WPS WPQR ak σch σk δ Ψmh (Dmh) Ψn 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 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 DANH MỤC CÁC BẢNG GVHD: TS Vũ Huy Lân Học viên: Nguyễn Văn Huấn Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ GVHD: TS Vũ Huy Lân Học viên: Nguyễn Văn Huấn Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội MỞ ĐẦU Trong nghiệp công nghiệp hoá đất nước ngành khoa học công nghệ phát triển rất mạnh, ngành công nghệ hàn không ngừng phát triển bề rộng chiều sâu với công nghệ hàn rất đa dạng giải pháp nâng cao suất chất lượng hàn Do ngành hàn ngày ứng dụng rộng rãi, số công nghệ hàn tự động lớp thuốc đã ứng dụng rất phổ biến giới Ở Việt Nam công nghệ ngày ứng dụng rộng rãi, đặc biệt lĩnh vực đóng tàu chế tạo kết cấu thép, Tuy nhiên, thuốc hàn chủ yếu phải nhập từ nước ngoài, để khắc phục tình trạng số sở sản xuất vật liệu hàn lớn nước Công ty sản xuất que hàn Việt Đức, công ty sản xuất vật liệu hàn Nam Triệu, đã nghiên cứu chế tạo thử Nhưng việc ứng dụng hạn chế, chưa nghiên cứu đầy đủ tiêu cần thiết để nâng cao chất lượng thuốc hàn Trong số tiêu quan trọng này, vai trò các chất nhóm tạo xỉ đến tính công nghệ hàn thuốc hàn thiêu kết Nội dung cụ thể luận văn tốt nghiệp: “Nghiên cứu ảnh hưởng thành phần mẻ liệu đến tính công nghệ hàn thuốc hàn thiêu kết F7A(P)6 theo AWS A5.17-80” Các vấn đề cần giải sau:  Giới thiệu việc nghiên cứu thuốc hàn giới Việt Nam, Ảnh hưởng chất chủ yếu thành phần mẻ liệu hàn đến tính cộng nghệ hàn thuốc hàn hàn tự động lớp thuốc hàn thiêu kết hệ bazơ giải pháp điều chỉnh hàm lượng hàm lượng chất chế tạo thuốc hàn  Phân tích lựa chọn tạo xỉ chất đưa vào thành phần thuốc hàn với số bazơ hợp lý sử dụng tối đa nguồn nguyên vật liệu nước  Nghiên cứu ảnh hưởng chất tạo xỉ thành phần thuốc hàn đến tính công nghệ hàn thuốc hàn thiêu kết hệ bazơ  Xác định hàm lượng chất tạo xỉ chủ yếu thành phần thuốc hàn đảm bảo tiêu công nghệ hàn chế tạo thuốc hàn thiêu kết hệ bazơ F7A(P6) theo tiêu chuẩn AWS A5.17-80 GVHD: TS Vũ Huy Lân Học viên: Nguyễn Văn Huấn Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Kết nghiên cứu đề tài trợ giúp hiệu cho việc xác định thành phần đơn thuốc hàn sản xuất nguyên vật liệu nước, nhằm nâng cao chất lượng kim loại mối hàn Tác giả xin chân thành cảm ơn hướng dẫn giúp đỡ nhiệt tình giảng viên Bộ môn hàn công nghệ kim loại, trường đại học bách khoa hà nội Và đặc biệt giảng viên TS Vũ Huy Lân, Ban lãnh đạo cán Công ty Que hàn điện Việt Đức,… việc hoàn thành luận văn tốt nghiệp GVHD: TS Vũ Huy Lân Học viên: Nguyễn Văn Huấn Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội CHƯƠNG KHÁI QUÁT CHUNG VỀ THUỐC HÀN THIÊU KẾT 1.1 Hàn tự động lớp thuốc 1.1.1 khái niệm, nguyên lý hàn tự động dưới lớp thuốc  Khái niệm hàn tự động lớp thuốc bảo vệ: Hàn tự động lớp thuốc bảo vệ gọi hàn hồ quang chìm, tiếng Anh viết tắt SAW (Submerged Arc Welding) trình hàn điện nóng chảy, dùng nguồn nhiệt từ hồ quang điện sinh điện cực hàn (dây hàn, băng hàn) vật hàn Một phần lượng nhiệt sinh hồ quang điện làm nóng chảy kim loại điện cực kim loại bản, sau kim loại vũng hàn kết tinh tạo thành mối hàn Phần nhiệt khác làm nóng chảy thuốc hàn, tạo thành lớp xỉ (vòm vỉ) bảo vệ vùng hồ quang vũng hàn khỏi xâm nhập ảnh hưởng có hại môi trường khí xung quanh  Nguyên lý hàn tự động lớp thuốc: Dưới tác dụng nhiệt hồ quang, mép hàn, dây hàn phần thuốc hàn sát hồ quang bị nóng chảy tạo thành vòm hồ quang (vòm xỉ) vũng hàn Dây hàn đẩy vào vũng hàn cấu cấp dây với tốc độ phù hợp với tốc độ nóng chảy đảm bảo trì hồ quang cháy ổn định Khi hồ quang hàn di chuyển theo hướng hàn kim loại lỏng vũng hàn nguội kết tinh tạo thành mối hàn Trên mặt vũng hàn phần mối hàn kết tinh hình thành lớp xỉ có tác dụng tham gia vào trình luyện kim hàn, bảo vệ giữ nhiệt cho mối hàn tách khỏi mối hàn sau hàn Phần thuốc hàn chưa bị nóng chảy sử dụng lại Các chuyển động cấp dây hàn, dao động điện cực chuyển động theo đường hàn thường giới hóa Tùy theo mức độ tự động chuyển động mà chia thành hàn tự động bán tự động lớp thuốc Sơ đồ nguyên lý trình hàn tự động lớp thuốc tham khảo hình 1.1 GVHD: TS Vũ Huy Lân Học viên: Nguyễn Văn Huấn Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lý trình hàn tự động lớp thuốc Máy hàn tự động SUMERGED-1000 Máy hàn tự động ZD-1000 Hình 1.2 Một số thiết bị hàn hồ quang tự động lớp thuốc GVHD: TS Vũ Huy Lân Học viên: Nguyễn Văn Huấn Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Hình 1.3 Hình ảnh hàn hồ quang tự động lớp thuốc tại nhà máy kết cấu thép Đức Phát (khu công nghiệp Đình trám tỉnh Bắc Giang) Hình 1.4 Hình ảnh hàn hồ quang lớp thuốc tại phòng thí nghiệm (Bộ môn Hàn Công nghệ kim loại trường Đại học Bách khoa Hà nội) GVHD: TS Vũ Huy Lân Học viên: Nguyễn Văn Huấn Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội  Đặc điểm hàn hồ quang lớp thuốc: - Hồ quang cháy ngầm lớp thuốc, phần thuốc hàn nóng chảy tạo thành vòm xỉ bảo vệ vùng hồ quang hàn vũng hàn khỏi tác dụng có hại ôxi nitơ môi trường xung quanh - Nhiệt lượng hồ quang rất tập trung nhiệt độ cao (so với phương pháp hàn khác hàn hồ quang tay, hàn TIG, MIG/MAG, ), cho phép hàn với tốc độ lớn hàn chi tiết có chiều dày lớn mà không cần phải vát mép, tiết kiệm kim loại - Chất lượng kim loại mối hàn cao vùng hàn (hồ quang hàn vũng hàn) bảo vệ tốt khỏi tác dụng oxi nitơ khí xung quanh Kim loại mối hàn đồng nhất thành phần hóa học Lớp thuốc xỉ hàn làm mối hàn nguội chậm nên bị thiên tích, thoát hidrô tốt - Mối hàn có hình dạng đẹp, đặn, bị khuyết tật không ngấu, rỗ khí, rỗ xỉ - Giảm tiêu hao vật liệu (dây hàn), không bắn tóe kim loại, nên hệ số đắp cao, tổn thất - Năng suất hàn cao - Hồ quang bao bọc kín thuốc hàn nên không làm hại mắt da thợ hàn Lượng khí (khói, bụi độc hại) sinh trình hàn rất so với hàn hồ quang tay - Dễ khí hóa tự động hóa trình hàn  Phạm vi ứng dụng hàn hồ quang lớp thuốc: - Hàn kết cấu thép dạng tấm, vỏ kích thước lớn, dầm thép có độ chiều cao, ống thép có đường kính lớn, bồn, bể chứa, bình chịu áp lực công nghiệp đóng tàu, dầu khí, giao thông, chế tạo máy, lắp máy, thủy điện, nhiệt điện, GVHD: TS Vũ Huy Lân Học viên: Nguyễn Văn Huấn 10 Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội - Sự phụ thuộc chất lượng bề mặt mối hàn vào chất Hình 5.26 Sự phụ thuộc chất lượng bề mặt mối hàn vào hàm lượng MgO mẻ liệu thuốc hàn Nhận xét: Qua đồ thị 2D hình 5.26 cho thấy chất lượng bề mặt mối hàn giảm tăng hàm lượng MgO thành phần mẻ liệu thuốc hàn Hình 5.27 Sự phụ thuộc chất lượng bề mặt mối hàn vào hàm lượng Al2O3 mẻ liệu thuốc hàn Nhận xét: Qua đồ thị 2D hình 5.27 cho thấy chất lượng bề mặt mối hàn tăng tăng hàm lượng Al2O3 thành phần mẻ liệu thuốc hàn GVHD: TS Vũ Huy Lân Học viên: Nguyễn Văn Huấn 111 Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Hình 5.28 Sự phụ thuộc chất lượng bề mặt mối hàn vào hàm lượng CaF2 mẻ liệu thuốc hàn Nhận xét: Qua đồ thị 2D hình 5.28 cho thấy chất lượng bề mặt mối hàn tăng tăng hàm lượng CaF2 thành phần mẻ liệu thuốc hàn Hình 5.29 Sự phụ thuộc chất lượng bề mặt mối hàn vào hàm lượng TiO2 mẻ liệu thuốc hàn Nhận xét: Qua đồ thị 2D hình 5.29 cho thấy chất lượng bề mặt mối hàn giảm tăng hàm lượng TiO2 thành phần mẻ liệu thuốc hàn - Sự phụ thuộc chất lượng bề mặt mối hàn vào MgO, Al2O3 , CaF2, TiO2 GVHD: TS Vũ Huy Lân Học viên: Nguyễn Văn Huấn 112 Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Hình 5.30 Sự phụ thuộc chất lượng bề mặt mối hàn vào hàm lượng MgO, Al2O3, CaF2, với TiO2 = 7% mẻ liệu thuốc hàn Hình 5.30 Sự phụ thuộc chất lượng bề mặt mối hàn vào hàm lượng MgO, Al2O3, TiO2, với CaF2=22% mẻ liệu thuốc hàn GVHD: TS Vũ Huy Lân Học viên: Nguyễn Văn Huấn 113 Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Hình 5.30 Sự phụ thuộc chất lượng bề mặt mối hàn vào hàm lượng MgO, CaF2, TiO2 với Al2O3=20% mẻ liệu thuốc hàn Hình 5.30 Sự phụ thuộc chất lượng bề mặt mối hàn vào hàm lượng, Al2O3, CaF2, TiO2 với MgO =30% mẻ liệu thuốc hàn GVHD: TS Vũ Huy Lân Học viên: Nguyễn Văn Huấn 114 Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội 5.2.2 Các kết luận Trên sở phương trình hồi qui đường đặc trưng nhận cho phép rút kết luận quan trọng sau đây: • Đã xây dựng phương trình hồi qui phản ánh ảnh hưởng chất tạo xỉ chủ yếu mẻ liệu thuốc hàn đến đặc tính công nghệ hàn thuốc hàn có độ tương thích cao, với hệ số tương quan R2 = 0,522 ÷ 0,759 • Các tiêu công nghệ hàn thuốc hàn, gồm chiều dài hồ quang tới hạn, chiều rộng, chiều cao, chiều sâu ngấu hệ số hình dạng mối hàn, chất lượng bề mặt mối hàn phụ thuộc rất rõ vào hàm lượng chất: MgO, Al2O3, CaF2 TiO2 thành phần mẻ liệu thuốc hàn F7A(P)6 qua biểu đồ 2D 3D • Các đặc tính biểu đồ nêu có phù hợp cao lý thuyết, đã phản ánh tính chất vật lý mức độ hoạt tính hóa học thuốc hàn – xỉ hàn thiêu kết hệ bazơ cao (B ≈ 2,8) • Một số đặc điểm quan trọng cần ý: => Khi hệ số bazơ cao thông thường xỉ hàn thuộc loại xỉ ngắn tính ổn định hồ quang hàn giảm => Đặc biệt chất lượng bề mặt mối hàn rất nhạy cảm với thành phần chất tạo xỉ mẻ liệu thuốc hàn Điều thể rõ qua ảnh chất lượng bề mặt mối hàn => Trong số tiêu kích thước mối hàn, chiều sâu ngấu mối hàn nhậy cảm so với chiều rộng chiều cao lồi mối hàn thay đổi biến đầu vào (MgO, Al2O3, CaF2, TiO2) Điều giải thích tính chất vật lý xỉ hàn hệ bazơ cao có đặc điểm khác biệt so với hệ xỉ khác Các kết nghiên cứu sở để xác định hàm lượng chất MgO, Al2O3, CaF2, TiO2 cách hợp lý để đưa vào mẻ liệu thuốc hàn F7A(P)6 đảm bảo tiêu công nghệ hàn thuốc hàn Đó tính ổn định hồ quang, hình dạng kích thước mối hàn, tính bong xỉ chất lượng bề mặt mối hàn 5.3 Xác định hàm lượng chất thành phần thuốc hàn 5.3.1 Giới thiệu phương pháp xác định Xác định giá trị hợp lý (tối ưu) yếu tố (biến số) từ mô hình xây dựng đảm bảo tiêu chí kinh tế - Công nghệ Do vậy, việc giải toán phải đáp ứng điều kiện ràng buộc GVHD: TS Vũ Huy Lân Học viên: Nguyễn Văn Huấn 115 Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Bài toán quy hoạch đa mục tiêu trường hợp tổng quát với n biến, m buộc, p mục tiêu mô tả dạng tổng quát sau: Max(min) j k ( x1 , x , , x n ), k = 1,2, , p  g ( x1 , x , , x n ) ≤ bi  x j ≥ i = 1,2,…,m; j = 1,2,…,n Ta ký hiệu miền buộc miền D Trong toán việc giải toán tìm giá trị biến đầu vào thỏa mãn giá trị hàm mục tiêu cho trước - Xác định hàm lượng MgO, Al2O3, CaF2, TiO2 chất khác hợp lý mẻ liệu thuốc hàn đảm bảo thành phần hóa học tính mối hàn, đặc tính công nghệ hàn, hàm lượng hiđrô sở ràng buộc - Các ràng buộc: + Các ràng buộc tường minh (các giới hạn biên) biến số: 25% ≤ MgO ≤ 35% ; 15% ≤ Al2O3 ≤ 25% ; 17% ≤ CaF2 ≤ 27% ; 4% ≤ TiO2 ≤ 10% ; Và ∑Zi = 80% ∑Xi = 0,80 Các chất lại Z5 = 20% hay X5 = 0,20 = constant + Các ràng buộc ẩn: cặp thuốc hàn – dây hàn (F7A6 – EH14), xác định giá trị biến (MgO, Al2O3, CaF2, TiO2 ) thỏa mãn điều kiện hàm mục tiêu sau: Lhq ≥ 15,5 mm; 4,0 ≤ Dmh ≤ 6.0 6,0 ≤ Bm ≤ 10 5.3.2 Kết xác định hàm lượng chất thành phần thuốc hàn Giải toán tối ưu xác định hàm lượng hợp lý chất chủ yếu đảm bảo tiêu công nghệ hàn: + Các ràng buộc tường minh (các giới hạn biên) biến số: X5 Constant 0.2 GVHD: TS Vũ Huy Lân Học viên: Nguyễn Văn Huấn 116 Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội MgO Al2O3 CaF2 TiO2 Free Free Free Free 0.25 0.15 0.17 0.04 0.35 0.25 0.27 0.1 15.5 17 19 4.0 4.5 6.0 10 + Các ràng buộc có điều kiện: Lhq b Target Exclud e c Exclud h Exclud Dmh Bm e Target Target e GVHD: TS Vũ Huy Lân Học viên: Nguyễn Văn Huấn 117 Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Kết số liệu chạy chương trình tối ưu: MgO 0.2824 0.2715 0.333 0.3133 0.3 0.27 0.25 0.25 Al2O3 0.1796 0.2453 0.192 0.1817 0.22 0.25 0.22 0.2267 CaF2 0.27 0.2046 0.2151 0.2417 0.22 0.22 0.25 0.2233 TiO2 0.068 0.0786 0.0599 0.0633 0.06 0.06 0.08 0.1 Lhq 16.8467 17.6053 16.4455 16.4735 17.1623 17.4555 17.0428 16.9371 b 16.8928 17.0212 16.74 16.6722 16.5764 17.1652 17.47 17.5444 c 3.8174 3.6663 3.9375 3.8658 3.8212 3.5581 3.5787 3.5167 h 3.7548 3.4653 3.6746 3.632 3.6219 3.5429 3.5938 3.5874 Dmh 4.4368 4.6752 4.2528 4.3141 4.3301 4.8441 4.9253 5.0233 Bm 7.3338 7.7181 7.1178 7.5418 7.9217 7.8908 7.219 7.3313 iter 0 15 0 0 log(D) -1.3392 -1.3799 -0.7169 -0.9802 -1.3853 -1.4458 -1.1091 -1.1056 Với hàm lượng chất MgO, Al 2O3, CaF2, TiO2 tìm hàn thử nghiệm với dây hàn EH14 mẫu hàn tiến hành đặc tính công nghệ hàn ta kết sau đây: MgO Hàm lượng chất mẻ liệu thuốc hàn, % Al2O CaF2 Rutil CaCO Trườn Cao Fe- Thuôc hàn F7A6-BK 27 25 22 g lanh Mn thạch Fe-Si Các chất lại: 20% GVHD: TS Vũ Huy Lân Học viên: Nguyễn Văn Huấn 118 Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận: Đề tài đã nghiên cứu ảnh hưởng thành phần mẻ liệu đến tính công nghệ hàn thuốc hàn thiêu kết tương đương loại F7A(P)6 AWS A5.17-80 Kết ý nghĩa khoa học thực tiễn tóm tắt số điểm chủ yếu sau đây: Trong phạm vi nghiên cứu, tác giả đã giải nội dung sau: - Xác định hàm lượng chất chủ yếu thành phần mẻ liệu thuốc hàn thuộc nhóm đảm bảo tính công nghệ thuốc - Ứng dụng quy hoạch thực nghiệm, xây dựng phương trình toán học mô tả ảnh hưởng chất chủ yếu thành phần mẻ liệu thuốc hàn hàn tự động đến tính ổn định hồ quang, chiều rộng mối hàn, chiều cao mối hàn, chiều sâu ngấu, hệ số hình dạng mối hàn chất lượng bề mặt mối hàn - Sự mô tả dạng 2D 3D quan hệ toán học nghiên cứu phản ánh trực quan kết nghiên cứu cho thấy phù hợp với lý thuyết - Kết nghiên cứu đề tài sở để thiết kế hoàn chỉnh thành phần mẻ liệu thuốc hàn cần nghiên cứu - Các kết tìm đã dùng để chế tạo thử nghiệm thuốc hàn F7A6-BK cho hồ quang cháy ổn định, hình thành mối hàn tốt, bề mặt sáng, vẩy hàn đều, xỉ hàn rất dễ bong, chất lượng bề mặt tốt, khuyết tật hàn phạm vi cho phép - Các kết phương pháp nghiên cứu đề tài có ý nghĩa quan trọng lý thuyết thực tiễn lĩnh vực nghiên cứu sản xuất vật liệu hàn Kiến nghị: Các kết nghiên cứu khảo sát ảnh hưởng chất tạo xỉ chủ yếu mẻ liệu thuốc hàn đến tiêu tính công nghệ hàn Để thiết kế hoàn chỉnh mẻ liệu thuốc hàn cần tiếp tục nghiên cứu chất ảnh hưởng đến tiêu tính, thành phần hóa học kim loại mối hàn hàm lượng hiđrô mối hàn GVHD: TS Vũ Huy Lân Học viên: Nguyễn Văn Huấn 119 Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội PHỤ LỤC Phụ lục Danh sách nguyên vật liệu để sản xuất thuốc hàn Việt Nam ST T Tên nguyên liệu Thành phần hoá học yêu cầu, % Nguồn cung cấp Ôxít Titan (Ti2O) Kỹ thuật TiO2 ≥ 95 P ≤ 0,03 S ≤ 0,03 - Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội; - Các sở có chất lượng tương đương Rutil TiO2 ≥ 85 FeO ≤ 3,5 P ≤ 0,03 S ≤ 0,03 - Bình Định TiO2 = 50 - 52 FeO = 38 - 40 P ≤ 0,03 S ≤ 0,03 - Bình Định - Quảng Trị - Hà Tĩnh, Thái Nguyên,… Ilmenit hoàn nguyên Đá vôi (Vôi bột) CaCO3 ≥ 97 P ≤ 0,03 S ≤ 0,03 - Hà Nam - Hà Tĩnh - Yên Bái,… Đôlômit CaCO3 = 41 - 48 MgO3 = 43 - 76 - Hà Nam - Hà Tĩnh,… Huỳnh thạch CaF2 ≥ 80 SiO2 = - 18 Fe2O3 = 0,1 - 0,5 K2O = - 12 P = ≤ 0,03 S ≤ 0,03 - Hải Dương - Sơn La; - Phú Thọ,… GVHD: TS Vũ Huy Lân Học viên: Nguyễn Văn Huấn 120 Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội SiO2 = 63 - 67 Al2O3 = 14 - 19 Fe2O3 = 0,1 - 0,5 K2O + Na2O = 12 P ≤ 0,03 S ≤ 0,03 - Yên Bái - Lào Cai,… Cao lanh SiO2 = 50 - 56 Al2O3 = 28 - 35 Fe2O3 = max P ≤ 0,03 S ≤ 0,03 - Hải Dương; - Hưng Yên - Phú Thọ,… Alumina Al2O3 ≥ 98 SiO2 ≤ 2,0 Fe2O3 ≤ 0,03 P ≤ 0,03 S ≤ 0,03 - Lâm Đồng - Đắc K nông Fe - Mn Mn ≥ 80 C ≤1 Si≤ 1,5 P ≤ 0,2 S ≤ 0,03 - Thái Nguyên - Hà Tĩnh,… 11 Fe - Si Si ≥ 45 C≤1 Mn ≤ 1,5 P ≤ 0,2 S ≤ 0,03 - Thái Nguyên 12 Nước thủy tinh Tỷ trọng ≥1,5 g/m1 Modun: 3,3 – 3,7 - Hải Phòng - Hà Nội 10 Trường thạch (Fenspat) GVHD: TS Vũ Huy Lân Học viên: Nguyễn Văn Huấn 121 Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Phụ lục Các chỉ tiêu kỹ thuật nguyên vật liệu sản xuất thuốc hàn STT Tên nguyên liệu Độ ẩm, % Ôxít Titan (Ti2O) Kỹ thuật ≤1 Rutil Ilmenit Đá vôi (Vôi bột) Thành phần hoá học, Độ hạt, % μm TiO2 : ≥ 95 P : ≤ 0,03 S : ≤ 0,03 74-150 TiO2 : ≥ 85 FeO : ≤ 3,5 P : ≤ 0,03 S : ≤ 0,03 ≤1 TiO2 FeO P S ≤1 : 50 - 52 : 38 - 40 : ≤ 0,03 : ≤ 0,03 CaCO3 : ≥ 97 P : ≤ 0,03 S : ≤ 0,03 ≤1 (≤ 3) 74-150 74-150 61-100 CaCO3 : 41 - 48 MgO3 : 43 - 76 Đôlômit Huỳnh thạch ≤1 61-100 CaF2 : ≥ 80 SiO2 : - 18 Fe2O3 : 0,1 - 0,5 K2 O : - 12 P : ≤ 0,03 S : ≤ 0,03 ≤1 GVHD: TS Vũ Huy Lân 61-100 Học viên: Nguyễn Văn Huấn 122 Luận văn Thạc sỹ 10 11 Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Trường thạch (Fenspat) Cao lanh Alumin Fe - Mn Fe - Si 12 Bột tan SiO2 : 63 - 67 Al2O3 : 14 - 19 Fe2O3 : 0,1 - 0,5 K2O +Na2O : - 12 P : ≤ 0,03 S : ≤ 0,03 ≤1 ≤1 ≤1 ≤1 ≤1 ≤1 GVHD: TS Vũ Huy Lân SiO2 Al2O3 Fe2O3 P S : 50 - 56 : 28 - 35 : max : ≤ 0,03 : ≤ 0,03 Al2O3 SiO2 Fe2O3 P S : ≥ 98 : ≤ 2,0 : ≤ 0,03 : ≤ 0,03 : ≤ 0,03 Mn C Si P S : ≥ 80 :≤1 : ≤ 1,5 : ≤ 0,2 : ≤ 0,03 Si C Mn P S : ≥ 45 :≤1 : ≤ 1,5 : ≤ 0,2 : ≤ 0,03 SiO2 MgO : 55 - 56 : 28 - 31 61-100 61-100 61-100 74-150 74-150 61-100 Học viên: Nguyễn Văn Huấn 123 Luận văn Thạc sỹ 13 14 Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Mica Al2O3 Fe2O3 P S SiO2 AL2O3 Fe2O3 P S ≤1 : max : max : ≤ 0,06 : ≤ 0,03 : 45 - 55 : 29 - 36 : max : ≤ 0,03 : ≤ 0,06 61-100 Tỷ trọng : ≥1,35-1,5 g/cm3 Modun: 3,3 – 3,7 Nước thủy tinh GVHD: TS Vũ Huy Lân Học viên: Nguyễn Văn Huấn 124 Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội TÀI LIỆU THAM KHẢO Vũ Huy Lân, Bùi Văn Hạnh Giáo trình Vật liệu hàn NXB Bách Khoa – Hà Nội, 2010 Quách Tuần Ngọc Giáo trình pascal NXB Bách Khoa, 1996 TS Ngô Lê Thông Công nghệ hàn điện nóng chảy (Tập 1&2), NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 2004 Nguyễn Minh Tuyển, Quy hoạch thực nghiệm, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội 2005 TCVN 3223 : 2000, Que hàn thép cacbon thép hợp kim thấp TCVN 2362 : 1978, Dây thép hàn TCVN 3909 : 2000, Que hàn điện dùng cho thép cacbon thấp thép hợp kim thấp 10 11 - phương pháp thử TCVN 7472-2005( ISO5817-20 ) - Mức chất lượng khuyết tật hàn Петров Г Л Сварочные материалы Машиностроение, Ленинград 1972 Подгаецкий В В Сварочные шлаки Наукова Думка, Киев 1964 Пoтaпов Н Н Сварочные материалы для дуговой сварки Машиностроение, Москва 1989 12 ASM Welding Handbook – vol – Welding, Brazing and Soldering,1993 13 AWS D1.1/D1.1M (2006), Structural Welding Code – Steel 14 AWS Welding Handbook, 9th Edition, 2001 15 Chosun Welding Consumables – Chosun Welding Co., LTD, Korea 2004 16 ESAB Welding Consumables – ESAB Welding Co., LTD, Korea 2005 17 Handbook of comparative World Steel Standards, ASTM 3th Edition, 2002 18 Hyundai Welding Consumables – Huyndai Welding Co., LTD, Korea 2007 19 Kobelco Welding Handbook – Kobe Steel LTD., Japan 2009 20 Lincoln Welding Handbook , Lincoln Welding Co., LTD., USA 2005 21 Các tài liệu từ internet GVHD: TS Vũ Huy Lân Học viên: Nguyễn Văn Huấn 125 [...]... động - Nhờ có lớp thuốc và vòm xỉ bảo vệ hồ quang hàn, nên trong quá trình hàn kim loại điện cực không bị bắn toé, giảm tổn thất, nâng cao năng suất hàn GVHD: TS Vũ Huy Lân Học viên: Nguyễn Văn Huấn 11 Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội - Giảm khuyết tật bên trong: rỗ khí, ngậm xỉ, không ngấu, do cải thiện điều kiện hình thành mối hàn và tinh luyện kim loại mối hàn - Cải thiện các... Trong công nghệ hàn tự động dưới lớp thuốc, 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 GVHD: TS Vũ Huy Lân Học viên: Nguyễn Văn Huấn 12 Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội trình hàn, tinh luyện và hợp kim hóa kim loại mối hàn Hiện nay trên thế giới sản xuất nhiều mác thuốc hàn khác nhau, tuy nhiên theo phương pháp chế... 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 – GVHD: TS Vũ Huy Lân Học viên: Nguyễn Văn Huấn 13 Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội 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... khiêm tốn, có thể dẫn ra một số kết quả dưới đây: - Thuốc hàn mác H400 của Công ty CP Công nghiệp Vật liệu hàn Nam Triệu mới dừng lại ở mức độ sản xuất thử GVHD: TS Vũ Huy Lân Học viên: Nguyễn Văn Huấn 14 Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội - Công ty CP Que hàn điện Việt Đức, Bộ Công Thương đã nghiên cứu đề tài về thuốc hàn gốm mác F7-VD (2008), kết quả tuy đã được sản xuất thử, nhưng... suất cao, chất lượng mối hàn tốt, điều kiện vệ sinh môi trường tốt hơn đa số các phương pháp hàn khác Do vậy, xu hướng và nhu cầu về thuốc hàn thiêu kết GVHD: TS Vũ Huy Lân Học viên: Nguyễn Văn Huấn 15 Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội ở Việt Nam cũng như trên thế giới ngày càng tăng Trên thế giới đã nghiên cứu sâu và sản xuất nhiều thuốc hàn thiêu kết, còn ở Việt Nam nhu cầu thì... Quảng Trị - Hà Tĩnh, Thái Nguyên,… CaCO3 ≥ 97 P ≤ 0,03 S ≤ 0,03 - Hà Nam - Hà Tĩnh - Yên Bái,… 2 3 Ilmenit hoàn nguyên 4 Đá vôi (Vôi bột) GVHD: TS Vũ Huy Lân Nguồn cung cấp Học viên: Nguyễn Văn Huấn 16 Luận văn Thạc sỹ 5 Đôlômit 6 Huỳnh thạch 7 Trường thạch (Fenspat) 8 9 10 11 Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội CaCO3 = 41 - 48 MgO3 = 43 - 76 CaF2 ≥ 80 SiO2 = 3 - 18 Fe2O3 = 0,1 - 0,5 K2O = 9 - 12 P =... Lâm Đồng - Đắc K nông Fe - Mn Mn ≥ 80 C ≤1 Si≤ 1,5 P ≤ 0,2 S ≤ 0,03 - Thái Nguyên - Hà Tĩnh,… Fe - Si Si ≥ 45 C≤1 Mn ≤ 1,5 P ≤ 0,2 S ≤ 0,03 - Thái Nguyên GVHD: TS Vũ Huy Lân Học viên: Nguyễn Văn Huấn 17 Luận văn Thạc sỹ 12 Nước thủy tinh Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Tỷ trọng ≥1,5 g/m1 Modun: 3,3 – 3,7 - Hải Phòng - Hà Nội 1.3.2 Mục tiêu nghiên cứu - Nghiên cứu ảnh hưởng của các chất tạo xỉ trong... định được hàm lượng các chất tạo xỉ chủ yếu trong thành phần mẻ liệu thuốc hàn thiêu kết hệ bazơ thuộc nhóm đảm bảo các chỉ tiêu công nghệ hàn của thuốc GVHD: TS Vũ Huy Lân Học viên: Nguyễn Văn Huấn 18 Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội CHƯƠNG 2 THUỐC HÀN VÀ LỰA CHỌN XỈ HÀN 2.1 Các chỉ tiêu cơ bản của thuốc hàn 2.1.1 Các chỉ tiêu chung của thuốc hàn Thuốc hàn dùng trong hàn tự động,... 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: GVHD: TS Vũ Huy Lân Học viên: Nguyễn Văn Huấn 19 Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội - Thuốc hàn phải đảm bảo độ đồng đều về thành phần theo yêu cầu - Đảm bảo độ bền cơ học của hạt thuốc hàn - Đảm bảo độ ẩm của thuốc hàn theo yêu cầu... rutil (TiO2), ilmenit (TiO2, SiO2, Fe2O3), cao lanh (Al2O3, SiO2), bôxit, bột tan, hêmatit (ôxyt sắt màu đỏ sẫm Fe2O3), magnetit (Fe3O4), trường thạch, GVHD: TS Vũ Huy Lân Học viên: Nguyễn Văn Huấn 20 Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội - Các muối halogen: CaF2 (huỳnh thạch), KF, - Các phức chất khác: Na2SiF6, Na3AlF6 (criolit), Đối với thuốc hàn để hàn thép: tùy theo các loại hợp ... Huy Lân Học viên: Nguyễn Văn Huấn Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ GVHD: TS Vũ Huy Lân Học viên: Nguyễn Văn Huấn Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học...Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội MỤC LỤC GVHD: TS Vũ Huy Lân Học viên: Nguyễn Văn Huấn Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội... đạo cán Công ty Que hàn điện Việt Đức,… việc hoàn thành luận văn tốt nghiệp GVHD: TS Vũ Huy Lân Học viên: Nguyễn Văn Huấn Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội CHƯƠNG KHÁI QUÁT CHUNG