Khả năng hàn của thép
Khả năng hàn của thép đề cập đến khả năng hàn của chúng trong các điều kiện chế tạo cụ thể và hoạt động thỏa đáng trong dịch vụ. Đặc tính này phụ thuộc chủ yếu vào thành phần hóa học của thép, đặc biệt là hàm lượng carbon, cũng như các nguyên tố hợp kim khác, xử lý nhiệt và tính chất vật lý.
Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hàn của thép
-
: Yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến khả năng hàn là hàm lượng carbon. Khi cacbon tăng, độ cứng của thép tăng lên, làm cho thép dễ bị nứt hơn trong quá trình hàn. Thép cacbon thấp (dưới 0,3% cacbon, lý tưởng nhất là dưới 0,2%) có khả năng hàn tốt và dễ hàn hơn. Thép có hàm lượng cacbon trên 0,25% có xu hướng dễ bị nứt hơn và yêu cầu các kỹ thuật hàn đặc biệt như quy trình hydro thấp hoặc làm nóng sơ bộ135.
-
Các : Các nguyên tố như mangan, molypden, crom, vanadi, niken và silicon ảnh hưởng đến độ cứng và khả năng hàn. Thép hợp kim, chứa lượng lớn các nguyên tố này, thường có khả năng hàn kém hơn do tăng độ cứng và nguy cơ nứt. Thép niken có 1-3% niken có thể được hàn cẩn thận với các quy trình hydro thấp, nhưng hàm lượng niken cao hơn (5-9%) làm giảm đáng kể khả năng hàn135.
-
: Thép đã trải qua quá trình làm nguội và ủ để đạt được độ bền cao thường bị giảm khả năng hàn do ứng suất dư và thay đổi cấu trúc vi mô. Có thể cần làm nóng sơ bộ và xử lý nhiệt sau hàn để tránh nứt và đảm bảo tính toàn vẹn của mối hàn34.
-
: Các tạp chất lưu huỳnh và phốt pho ảnh hưởng tiêu cực đến khả năng hàn bằng cách gây xốp và nứt. Hàm lượng lưu huỳnh trên 0,04% có thể dẫn đến “ngắn đỏ” và nứt trong quá trình hàn135.
-
Các : Kích thước hạt, chu kỳ nhiệt mối hàn và biến đổi cấu trúc vi mô ảnh hưởng đến độ dẻo dai của kim loại mối hàn và tính nhạy cảm với các khuyết tật. Hàn đầu vào nhiệt thấp có thể cải thiện độ dẻo dai bằng cách tạo ra các cấu trúc hạt mịn hơn trong vùng ảnh hưởng nhiệt (HAZ)4.
Khả năng hàn của các loại thép khác nhau
| Loại thép | Hàm lượng và thành phần carbon | Đặc điểm khả năng hàn |
|---|---|---|
| <0,3% carbon, lên đến 0,9% mangan | Khả năng hàn tốt; dễ hàn với các quy trình thông thường; nguy cơ nứt thấp. Thép dưới 0,2% carbon là lý tưởng. Một số độ xốp có thể xảy ra nếu carbon rất thấp13. | |
| >0,3% carbon | Giảm khả năng hàn; dễ bị nứt; yêu cầu gia nhiệt sơ bộ, hàn hydro thấp và xử lý nhiệt sau hàn13. | |
| Thép cacbon hợp kim với Cr, Mo, Ni, V, v.v. | Nói chung khả năng hàn kém hơn do độ cứng; dễ bị nứt trừ khi áp dụng kiểm soát cẩn thận nhiệt trước, nhiệt độ xen kẽ, tốc độ làm mát và xử lý sau hàn135. | |
| 1-3% Ni (có thể hàn), 5-9% Ni (khả năng hàn kém) | Yêu cầu hàn hydro thấp; Hàm lượng niken cao hơn làm tăng độ cứng và nguy cơ nứt15. | |
| ≥10,5% crom cộng với các nguyên tố hợp kim khác | Khả năng hàn khác nhau; nói chung khó hơn thép cacbon; Các kỹ thuật hàn đặc biệt cần thiết để tránh nứt và duy trì khả năng chống ăn mòn13. | |
| 0,3-2,5% carbon | Khả năng hàn kém do độ cứng cao và nguy cơ nứt; Có thể hàn với các kỹ thuật tiên tiến và thợ hàn lành nghề nhưng thường không được khuyến khích1. |
Những thách thức và cân nhắc hàn phổ biến
-
: Nhiều khả năng ở thép có độ cứng và hàm lượng carbon cao hơn; được kiểm soát bằng cách sử dụng các quy trình hàn hydro thấp và xử lý trước / sau nhiệt thích hợp5.
-
: Các chế độ hỏng hóc khác liên quan đến khả năng hàn, bị ảnh hưởng bởi thành phần thép và điều kiện hàn5.
-
: Thép cacbon thấp có thể được hàn với hầu hết các quy trình phổ biến (SMAW, GTAW, MIG), trong khi thép hợp kim và cacbon cao hơn yêu cầu các quy trình chuyên dụng và vật liệu độn được kiểm soát để giảm thiểu nứt và khuyết tật13.
-
: Hàn đầu vào nhiệt thấp giúp tinh chỉnh kích thước hạt trong HAZ, cải thiện độ dẻo dai và giảm nguy cơ nứt, đặc biệt là đối với thép cacbon thấp4.
Tóm lại, khả năng hàn của thép phần lớn được xác định bởi hàm lượng cacbon và các nguyên tố hợp kim của nó, với thép cacbon thấp là dễ hàn nhất. Hợp kim và thép cacbon cao yêu cầu kiểm soát cẩn thận các thông số hàn và xử lý trước / sau hàn để tránh nứt và đảm bảo chất lượng mối hàn. Hiểu được những yếu tố này là điều cần thiết để lựa chọn phương pháp hàn thích hợp và đạt được mối hàn đáng tin cậy ở các loại thép khác nhau.
Ý kiến bạn đọc (0)