Nghiên cứu thiết kế quy trình công nghệ hàn tự động sử dụng trong chế tạo tàu vỏ thép, chương 5

Vùng ảnh hưởng nhiệt và các yếu tố ảnh hưởng đến kích thước của khu vực ảnh hưởng nhiệta) Vùng ảnh hưởng nhiệt Khi hàn nóng chảy, việc tạo thành vùng ảnh hưởng nhiệt luôn xảy ra. Kích thước vùng ảnh hưởng nhiệt phụ thuộc vào: - Phương pháp và chế độ hàn. - Thành phần và chiều dày của kim loại vật hàn. Tổ chức kim loại của khu vực ảnh hưởng nhiệt
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu thiết kế quy trình công nghệ hàn tự động sử dụng trong chế tạo tàu vỏ thép, chương 5 Chương 5: Vùng ảnh hưởng nhiệt và các yếu tố ảnh hưởng đến kích thước của khu vực ảnh hưởng nhiệt a) Vùng ảnh hưởng nhiệt Khi hàn nóng chảy, việc tạo thành vùng ảnh hưởng nhiệt luônxảy ra. Kích thước vùng ảnh hưởng nhiệt phụ thuộc vào: - Phương pháp và chế độ hàn. - Thành phần và chiều dày của kim loại vật hàn. Tổ chức kim loại của khu vực ảnh hưởng nhiệt Hình 2-6. Tổ chức kim loại của khu vực ảnh hưởng nhiệt  Vùng viền chảy Trong vùng này kim loại cơ bản bị nung nóng đến nhiệt gầnnhiệt độ nóng chảy (kim loại ở trạnh thái R-L). Thực chất ở đâyquá trình hàn đã xảy ra. Chiều rộng của vùng viền chảy tương đốinhỏ khoảng (0,10,5) mm.  Vùng quá nhiệt Vùng kim loại cơ bản bị nung nóng từ nhiệt độ khoảng1100oC đến gần nhiệt độ nóng chảy. Trong vùng này kim loại cóthể chuyển biến tổ chức, đồng thời do bị quá nhiệt nên hạt autennitphát triển rất mạnh, vì vậy sau khi nguội nhận được các hạt tinh thểlớn có độ dẻo, độ dai thấp. Chiều rộng của vùng quá nhiệt có thể đạt (3 ÷ 4) mm.  Vùng thường hóa Vùng kim loại cơ bản bị nung nóng đến nhiệt độ khoảng (900÷ 1100)oC. Ở nhiệt độ này kim loại có tổ chức hoàn toàn làautennit, sau khi nguội nhận được tổ chức P + F hạt nhỏ có cơ tínhcao. Chiều rộng của vùng thường hóa khoảng 0,25 mm.  Vùng kết tinh lại không hoàn toàn Vùng kim loại bị nung nóng đến nhiệt độ khoảng (727 ÷900)oC. Trong khoảng nhiệt độ này tổ chức của kim loại làautennit + ferit. Sau khi nguội nhận được tổ chức peclic và ferit hạtlớn. Tổ chức này có cơ tính tương đối thấp. Chiều rộng của vùngkết tinh lại khoảng (0,1 ÷ 5) mm.  Vùng kết tinh lại Vùng kim loại bị nung nóng đến nhiệt độ (500 ÷ 700)oC.Trong vùng này xảy ra quá trình sáp nhập của các hạt tinh thể nhỏlại với nhau để tạo ra các hạt tinh thể mới. Quá trình này chỉ xảy ravới những kim loại và hợp kim có biến dạng dẻo, còn những kimloại và hợp kim không có biến dạng dẻo thì không xảy ra quá trìnhnày. Kim loại ở vùng kết tinh lại có độ cứng thấp, độ dẻo cao.Chiều rộng của vùng kết tinh lại khoảng (0,1 ÷ 5) mm.  Vùng giòn xanh Vùng kim loại bị nung nóng đến nhiệt độ (200 ÷ 400)oC.trong vùng này kim loại không thay đổi về tổ chức, nhưng do ảnhhưởng của nhiệt nên tồn tại ứng suất dư. b) Các yếu tố ảnh hưởng đến kích thước của khu vực ảnhhưởng nhiệt Kích thước của khu vực ảnh hưởng nhiệt được xác định trênđường cong thay đổi tổ chức của cùng ảnh hưởng nhiệt. Khu vực ảnh hưởng nhiệt có ảnh hưởng rất lớn đến cơ tính vàchất lượng của mối hàn. Khu vực ảnh hưởng nhiệt càng nhỏ thì nội ứng suất sinh rakhi hàn lớn và dễ có khả năng phát sinh vết nứt. Khu vực ảnhhưởng nhiệt càng lớn thì khả năng biến dạng lớn. Cơ tính kim loại của khu vực ảnh hưởng nhiệt (trừ vùngthường hóa) thấp hơn kim loại cơ bản. Do vậy, khi hàn phải hạnchế kích thước của vùng ảnh hưởng nhiệt. Kích thước của khu vực ảnh hưởng nhiệt phụ thuộc vào: * Phương pháp hàn Hàn bằng các phương pháp khác nhau thì kích thước của khuvực ảnh hưởng nhiệt khác nhau. Bảng 2-1cho biết sự phụ thuộc của kích thước đối với khuvực ảnh hưởng nhiệt vào phương pháp hàn.Bảng 2-1. Sự phụ thuộc của kích thước đối với khu vực ảnhhưởng nhiệt vào phương pháp hàn. Kích thước trung bình của các Chiều dài vùng (mm) của khuPhương pháp Kết tinh vực ảnhhàn Thường Quá nhiệt lại không hưởng hóa hoàn toàn nhiệt (mm)Que hàn trần 1,2 0,6 0,7 2,5Que hàn thuốc 2,2 1,6 2,2 6bọc dàyHàn khí 21 4 2 27Hàn tự động 0,8 ÷ 1,2 0,8 ÷ 1,7 0,7 2,5 * Chế độ hàn Chế độ hàn có ảnh hưởng lớn đến kích thước của khu vựcảnh hưởng nhiệt. - Hàn với cường độ dòng điện hàn lớn hoặc hàn với ngọn lửacông suất lớn thì kích thước của khu vực ảnh hưởng nhiệt lớn. - Tốc độ hàn lớn thì kích thước của khu vực ảnh hưởng nhiệtnhỏ. * Thành phần kim loại vật hàn Tính dẫn nhiệt của kim loại vật hàn càng lớn thì kích thướccủa khu vực ảnh hưởng nhiệt càng nhỏ. ...