Độ bền bám dính của dây hàn bù nhờ sự hình thành một lớp trung gian bao gồm các lớp
vật liệu nóng chảy với các oxyt được hòa trộn và phân lớp rõ rệt. Độ bền bám dính khi hàn với
dây hàn bù 65 Mn có giá trị trung bình là 533,2 MPa, giảm 11 – 14 % so với độ bền kéo của kim
loại nền C45 là 598 MPa. Giá trị này có thể chấp nhận được, vì chiều dày của lớp đắp nhỏ (≤ 0,5
mm) và là lớp bọc lót trên toàn bộ chu vi của cổ trục trong quá trình làm việc.
Khi gia tăng lực ép trên điện cực thì biến dạng dẻo của dây hàn bù tăng lên đáng kể. Tuy
nhiên dưới tác động của dòng điện hàn, dây hàn bù sẽ được nung nóng đến trạng thái gần chảy
dẫn đến suy giảm đặc tính cơ học của kim loại bù. Trạng thái biến dạng dẻo kim loại dây hàn bù
có thể thay đổi từ 15 đến 45 % vì vậy liên kết hàn phụ thuộc phần lớn vào lực ép điện cực và
cường độ dòng điện hàn.
Độ cứng bề mặt của trục mẫu sau gia công đạt trung bình 52,4 HRC. Độ cứng của vùng
kim loại đắp có giá trị cao nhất, tương ứng với bản chất của kim loại bù trên nền 65Mn, sau đó là
vùng ảnh hưởng nhiệt do vật liệu nóng chảy hòa trộn và có thể còn có các oxyt kim loại hòa tan,
thấp nhất là vùng kim loại nền tương ứng với bản chất của trục thép C45.
Trên Hình 10, 11 ta thấy sự bám dính của dây hàn bù 65 Mn vào bề mặt trục thép C45 và
bản thân các lớp dây hàn bù liền kề nhau có sự hình thành lớp trung gian bao gồm các lớp vật
liệu nóng chảy cùng với các oxyt được hòa trộn và phân lớp rõ rệt.
11 trang |
Chia sẻ: honghp95 | Lượt xem: 610 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem nội dung tài liệu Công nghệ hàn đắp phục hồi kích thước trục thép c45 bằng hàn lăn tự động với dây thép hợp kim - Nguyễn Minh Tân, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Journal of Science and Technology 54 (5A) (2016) 34-44
CÔNG NGHỆ HÀN ĐẮP PHỤC HỒI KÍCH THƯỚC TRỤC THÉP
C45 BẰNG HÀN LĂN TỰ ĐỘNG VỚI DÂY THÉP HỢP KIM
Nguyễn Minh Tân1, *, Lê Văn Thoài1, Ngô Thị Thảo1, Hoàng Văn Châu2,
Đào Quang Kế3
1Trường ĐH SPKT Hưng Yên, Dân Tiến, Khoái Châu, Hưng Yên
2Hội KHKT Hàn Việt, số 4, đường Phạm Văn Đồng, quận Cầu Giấy, thành phố Hà Nội
3Học viện Nông nghiệp Việt Nam, Trâu Quỳ, Gia Lâm, Hà Nội
*Email: nguyenminhtan.utehy.2008@gmail.com
Đến Tòa soạn: 15/7/2016; Chấp nhận đăng: 3/12/2016
TÓM TẮT
Bài báo giới thiệu công nghệ hàn phục hồi chi tiết trục C45 có đường kính Ø ≤ 100 bằng
phương pháp hàn lăn tự động với dây thép hợp kim. Với công nghệ này cho năng suất cao vì quá
trình hàn sử dụng dòng điện hàn có cường độ rất lớn, thời gian tác dụng ngắn, tốc độ hàn ổn định
nhờ thiết bị dễ được cơ khí hóa và tự động hóa nên chi tiết hàn ít bị biến dạng. Chất lượng mối
hàn tốt, mối hàn không có xỉ, quá trình hàn không cần đến thuốc hàn hay khí bảo vệ. Bằng công
nghệ hàn đắp phục hồi này có thể làm cho độ cứng và tính chống mài mòn của lớp bề mặt các
chi tiết máy làm từ thép C45 tăng lên khoảng 1,5 lần (đạt được độ cứng từ 50 đến 55 HRC).
Từ khóa: hàn lăn tự động, lớp đắp, thép C45, độ cứng, mài mòn, dây thép hợp kim, dòng điện
hàn, phục hồi, công nghệ đắp.
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Nâng cao độ bền chống mài mòn, chịu ăn mòn, làm việc trong các môi trường áp suất cao,
nhiệt độ cao, dưới biển, trong lòng đất của từng chi tiết, bộ phận hay toàn bộ thiết bị bằng công
nghệ hàn lăn tự động với dây thép hợp kim trên bề mặt các chi tiết dạng trục là hết sức cần thiết
đối với công nghệ phục hồi các sản phẩm cơ khí.
Công nghệ hàn lăn tự động với dây thép hợp kim trên bề mặt các chi tiết dạng trục sẽ tạo
cho các sản phẩm cơ khí có độ bền, các tính năng công nghệ cần thiết đáp ứng đòi hỏi ngày càng
cao và ngặt nghèo của các quy trình công nghệ sản xuất.
Rất nhiều loại chi tiết yêu cầu cần có độ bền dẻo ở bên trong và đồng thời có độ cứng, độ
chịu mài mòn tốt ở lớp ngoài, trong đa số các trường hợp lớp hàn đắp phủ bề mặt có chiều dầy
nhỏ so với chiều dày của cả chi tiết nhưng có tầm quan trọng rất lớn quyết định đến độ bền, tuổi
thọ làm việc của chi tiết.
C/N hàn đắp phục hồi kích thước trục thép C45 bằng hàn lăn tự động với dây thép hợp kim
35
Nội dung bài báo trình bày kết quả nghiên cứu thực nghiệm thăm dò và chọn lựa các thông
số cơ bản của chế độ công nghệ hàn lăn tự động với dây thép hợp kim tạo lớp đắp trên bề mặt
chi tiết dạng trục thép C45 có đường kính Ø ≤ 100 [1, 2, 3, 4].
2. TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ HÀN ĐẮP PHỤC HỒI BẰNG HÀN LĂN TỰ ĐỘNG VỚI
DÂY THÉP HỢP KIM
Một trong các phương pháp phục hồi chi tiết trục tiên tiến, và có thể cho chất lượng phục
hồi tốt hiện nay là sử dụng phương pháp hàn lăn tự động với lớp kim loại đắp được sử dụng là
dây thép hợp kim [5].
Để có được lớp hàn đắp hợp kim trên bề mặt trục thép C45 bằng hàn lăn tự động, phương
pháp này dựa trên nguyên lí của quá trình hàn điện tiếp xúc đường. Nhiệt lượng sinh ra do nhiệt
điện trở hình thành tại bề mặt tiếp xúc làm kim loại tại vị trí tiếp xúc bị rớm chảy hoặc chảy dẻo,
sau đó dùng lực ép thông qua cơ cấu khí nén hoặc thủy lực để ép hàn hai chi tiết lại với nhau.
Phương pháp này có ưu điểm rất tốt vì quá trình hàn xảy ra ở dưới nhiệt độ nóng chảy nên
không làm đốt cháy các nguyên tố hợp kim của dây bù trong quá trình hàn.
Hình 1. Một số chi tiết máy có thể phục hồi được bằng hàn lăn tự động với dây thép hợp kim.
Hình 1 thể hiện các chi tiết mà phương đề xuất có thể thực hiện như các cổ trục, trục trơn,
trục bậc, trục khuỷu
Hàn lăn tự động với dây thép hợp kim, điện cực thứ nhất là con lăn điện đồng, còn chi tiết
trục cần phục hồi đóng vai trò con lăn điện thứ hai như được biểu diễn trên Hình 2.
Con lăn điện đồng và trục cần phục hồi phải có tốc độ quay tương đối và phù hợp để cho
dòng điện đi qua bề mặt tiếp xúc đồng thời tác dụng lực ép để ép dán dây hợp kim vào bề mặt
trục cần phục hồi tạo ra lớp kim loại hàn đắp [5, 6].
Nguyễn Minh Tân và NNK
36
• Nguyên lí của phương pháp hàn lăn tự động dây thép hợp kim trên bề mặt các chi tiết
dạng trục.
1 - Trục cần hàn đắp, 2 - Con lăn điện, 3 - dây (dải hợp kim) phụ,
4 – Bề mặt tiếp xúc giữa dải hợp kim với trục cần hàn đắp phục hồi
5 - Bề mặt tiếp xúc giữa dải hợp kim với con lăn điện,
6 – Kim loại hợp kim hàn đắp, 7 – Tiết diện cơ bản của lớp đắp hợp kim
Hình 2. Sơ đồ nguyên lí quá trình hàn lăn tự động với dây thép hợp kim.
• Một số dạng mô hình của hàn lăn tự động với dây thép hợp kim trên bề mặt các chi tiết
dạng trục, có thể thực hiện bằng các phương pháp được thể hiện như Hình 3.
1 – Trục cần phục hồi; 2 – Dải hoặc dây hàn phụ; 3 – Con lăn điện cực; 4 – Mâm cặp kẹp và quay trục;
5 - Lớp kim loại đắp; 6 - Biến áp hàn; 7 – Công tác đóng cắt nguồn điện hàn.
Hình 3. Một số dạng phục hồi chi tiết máy dạng trục bằng dây thép hợp kim.
C/N hàn đắp phục hồi kích thước trục thép C45 bằng hàn lăn tự động với dây thép hợp kim
37
Đặc điểm của quá trình công nghệ hàn phục hồi chi tiết máy dạng trục sử dụng công nghệ
hàn lăn tự động với dây thép hợp kim:
- Dòng điện có cường độ rất lớn.
- Thời gian tác dụng ngắn.
- Không cần dùng thuốc hàn hay khí bảo vệ.
- Chất lượng mối hàn cao, mối hàn không có xỉ.
- Năng suất quá trình hàn cao, chi tiết hàn biến dạng ít.
- Dễ cơ khí hóa và tự động hóa quá trình hàn.
3. VẬT LIỆU, THIẾT BỊ, PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM
3.1. Vật liệu
3.1.1. Vật liệu trục
Các chi tiết trục sử dụng trong các kết cấu máy như ôtô, các máy công cụ, máy nông
nghiệp thường được chế tạo từ thép C45. Để nghiên cứu thăm dò công nghệ tác giả đã lựa
chọn nghiên cứu hàn đắp phục hồi trên trục thép C45 có đường kính Ø = 100 TCVN 1766 – 75
(Mác thép tương đương với AISI - 1045; JIS - S45C; DIN - C45; BS - 06A45; GB - 45). Thành
phần hóa học và cơ tính của thép C45 được liệt kê theo thứ tự trên Bảng 1 và Bảng 2.
Bảng 1. Thành phần hoá học của thép C45.
Mác thép %C %Si %Mn %P ≤ %S ≤ %Cr %Ni %Cu
C45 0,42∼0,50 0,17∼0,37 0,50∼0,80 0,035 0,04 ≤ 0,25 ≤ 0,25 ≤ 0,25
Bảng 2. Cơ tính của thép C45
Mác thép
Cơ tính, ≥ Độ cứng (HB)
Độ bền
kéo σb
(MPa)
Giới hạn
chảy σt
(MPa)
Độ dãn dài
δ (%)
Độ co thắt
tương đối
Ψ, %
Độ dai va
đập ak
(J*cm-2)
Cán nóng Ủ hoặc ram nhiệtđộ cao
C45 598 353 16 40 49 229 197
3.1.2. Vật liệu dây hàn hợp kim tạo lớp phủ
Bảng 3. Thành phần hóa học thép 65 Mn.
Mác thép %C %Si %Mn %P %S %Cr %Ni
65Mn 0.62 ~ 0.70 0.17 ~ 0.37 0.90 ~ 1.20 ≤ 0.035 ≤ 0.035 ≤ 0.25 ≤ 0.25
Nguyễn Minh Tân và NNK
38
Trong các thí nghiệm thăm dò ban đầu tác giả sử dụng dây thép lò xo 65 Mn đường kính
1,8 mm theo TCVN 1767-75 với thành phần hóa học, cơ tính như Bảng 3, 4 (tương đương mác
thép ASTM – 1066; DIN – 66Mn4; BS – 080A67; GB – 65Mn; GOST – 65G).
Bảng 4. Cơ tính thép 65 Mn
Mác thép
Nhiệt luyện Cơ tính
Nhiệt độ tôi (oC)
và làm nguội
Nhiệt độ ram
(oC)
Độ bền kéo σb
(MPa)
Giới hạn chảy σt
(MPa)
Độ dãn dài
δ (%)
Độ cứng
(HB)
65 Mn 830 - dầu 540 980 785 8 302
3.2. Thiết bị
a) Máy hàn lăn tác giả lựa chọn sử dụng trong các thí ngiệm thăm dò này là loại máy: ARO
WELDING 72500-SEAM của Pháp (Hình 4). Thông số kĩ thuật của máy hàn được trình bày
trong Bảng 5.
Hình 4. Máy hàn lăn ARO WELDING 72500-SEAM.
b) Đồ gá kẹp trục để đóng vai trò của điện cực thứ hai được tác giả nghiên cứu chế tạo tại
trường Đại học Sư Phạm Kĩ Thuật Hưng Yên (Hình 5) với các thông số công nghệ của đồ gá
được liệt kê trong Bảng 6.
C/N hàn đắp phục hồi kích thước trục thép C45 bằng hàn lăn tự động với dây thép hợp kim
39
Bảng 5. Thông số công nghệ máy hàn lăn ARO WELDING 72500-SEAM
TT Thông số Đơn vị đo Giá trị
1 Nguồn vào V 2 pha × 400 V – 50 Hz
2 Công suất max kVA 253
3 Điện áp thứ cấp V 11,7
4 Dòng hàn ngắn hạn max kA 27
5 Đường kính điện cực mm 220
6 Chiều dày điện cực mm 20
7 Khoảng dịch chuyển điện cực mm 3,5 ÷ 6
8 Áp lực nước làm mát bar 2,5
9 Lưu lượng nước làm mát lít/phút 20
10 Lực ép max N 1800
11 Trọng lượng kG 2500
Trên đồ gá chế tạo có hai bộ phận chính đó là bộ phận quay phôi và bộ phận tịnh tiến của
bàn kẹp phôi để tạo ra đường xoắn ốc quấn chặt dây thép hợp kim vào bề mặt trục phục hồi.
Cả hai bộ phận truyền động của đồ gá tác giả đều sử dụng hai bộ điều tốc, một điều tốc rời
và một điều tốc gắn liền với động cơ.
Động cơ của cả hai phần truyền động tác giả đều có sử dụng biến tần để có khả năng thay
đổi tốc độ vô cấp trên một khoảng làm việc yêu cầu. và có bộ phận phản hồi tốc độ khi có sự
thay đổi. Đồng thời động cơ có gắn bộ phận encoder để đo tốc độ của động cơ nhằm tiện dụng
cho việc kiểm soát tốc độ của quá trình hàn cho phù hợp với lí thuyết đã tính toán.
Hình 5. Đồ gá hàn cho hàn lăn tự động với dây thép hợp kim.
Nguyễn Minh Tân và NNK
40
Bảng 6. Thông số công nghệ của đồ gá hàn
TT Thông số Đơn vị đo Giá trị
1 Nguồn vào động cơ quay phôi V 3 pha x 380V
2 Công suất động cơ quay phôi kW 0,55
3 Tốc độ đầu ra của trục động cơ vòng/phút 500
4 Nguồn vào động cơ tịnh tiến phôi V 3 pha x 380V
5 Công suất động cơ tịnh tiến phôi kW 0,55
6 Tốc độ đầu ra của trục động cơ vòng/phút 450
7 Chiều dài chi tiết hàn max mm 300
8 Đường kính chi tiết hàn max mm 120
9 Tốc độ quay mâm cặp vòng/phút 1 ÷ 10
10 Bước tiến mm 0,5 ÷ 3,5
3.3. Phương pháp thực nghiệm
Phương pháp nghiên cứu ở đây là tìm hiểu lí thuyết kết hợp với thực nghiệm của quá trình
hằn đắp phục hồi chi tiết trục bằng dây thép hợp kim
Các thí nghiệm được tiến hành trên các mẫu trục thép C45 có đường kính 100 mm
Độ bền bám dính với kim loại cơ bản được xác định bằng phương pháp kéo chốt. Quy trình
của phương pháp gia công mẫu hàn và kiểm tra kéo chốt gồm các bước. Bước 1 cắt kích thước
trục theo chiều dài đã định như Hình 6. Bước 2 gia công bề mặt chi tiết hàn và tạo lỗ chốt để lắp
chốt chuẩn bị cho quá trình hàn (Hình 7). Bước 3 tiến hành hàn, mẫu hàn xong được dọc đôi
theo hướng vuông góc với chốt kéo, sau đó gia công ren trên thân chốt để lắp bulông kéo. Nửa
mẫu hàn sau khi gia công ren được thể hiện trên Hình 8.
Hình 6. Chi tiết trục được gia công
theo chiều dài.
Hình 7. Chi tiết trục được gia
công bề mặt và lỗ chốt.
Hình 8. Chi tiết trục sau dọc đôi
được tạo ren kéo chốt.
Cấu trúc tế vi, độ cứng và độ cứng tế vi của vùng hàn và vùng ảnh hưởng nhiệt HAZ được
nghiên cứu trên kính hiển vi, bằng các máy đo Rockwell, độ cứng tế vi đo trên máy Axiovert-
100A.
Các thí nghiệm thăm dò này sẽ là cơ sở tiến hành quy hoạch thực nghiệm xác định các
thông số công nghệ tối ưu của quá trình hàn.
4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
Các ngiên cứu thực nghiệm tập trung vào các thông số quan trọng có ảnh hưởng trực tiếp
đến chất lượng liên kết hàn là: Cường độ dòng điện hàn; Lực ép của điện cực hàn; Tốc độ quay
chi tiết và Bước tiến hàn.
C/N hàn đắp phục hồi kích thước trục thép C45 bằng hàn lăn tự động với dây thép hợp kim
41
Trên cơ sở lí thuyết và theo thông số kĩ thuật cụ thể của các thiết bị thực nghiệm, giá trị thí
nghiệm thăm dò ban đầu của các thông số chế độ công nghệ hàn được lựa chọn như sau:
Dòng hàn: 5,5 – 6,5 – 7,5 kA; Lực ép điện cực: 1,2 – 1,5 – 1,75 kN; Tốc độ quay chi
tiết: 3,2 – 4,5 – 5,8 v/ph; Bước tiến hàn: 2,5 – 3,0 – 3,5 mm/vg.
Quá trình hàn thì dây kim loại bù được nung nóng đến nhiệt độ gần với nhiệt độ nóng chảy,
khi đó các thuộc tính của thép tiếp cận tính chất của kim loại lỏng và có độ chảy nhất định. Khi
nhiệt và biến dạng của dây hàn bù sẽ làm tăng bề mặt tiếp xúc của trục và điện cực lăn tương
ứng, làm tăng lượng nhiệt thu hồi từ các vùng lân cận để hình thành liên kết hàn.
Trong thực tế, sự hình thành liên kết hàn bắt đầu ở giá trị ứng suất xuất hiện trong dây hàn
bù khoảng 0,95 ... 0,97 giá trị ứng suất biến dạng dẻo của kim loại cơ bản.
Các mẫu hàn trên trục thép C45 được đánh giá theo các chỉ tiêu như: độ bám dính của kim
loại bù với kim loại cơ bản, mức độ biến dạng của dây hàn bù và đo độ cứng bề mặt chi tiết
tương ứng với các chế độ công nghệ hàn biến thiên đơn yếu tố.
4.1. Kết quả chụp ảnh bề mặt mối hàn
Hình 9 là kết quả chụp ảnh tổng thể mẫu hàn, một phần bề mặt trục hàn được thể hiện trên
Hình 10. Ảnh chụp bề mặt mối hàn cho thấy các mối đắp tương đối đồng đều, các đường hàn
chồng lớp ổn định.
Hình 9. Chi tiết trục sau khi hàn. Hình 10. Bề mặt lớp hàn đắp.
4.2. Kết quả chụp cấu trúc tế vi
Hình 11. Tại vị trí chính giữa của dây hợp kim
(100x).
Hình 12. Vùng chuyển tiếp giữa hai lớp kim loại
hàn liền kề nhau (100x).
Trên các hình ảnh chụp cấu trúc tế vi mối hàn và vùng chuyển tiếp giữa hai vòng dây, ta
nhận thấy rằng:
- Mẫu hàn gồm có ba vùng: Kim loại cơ bản, vùng ảnh hưởng nhiệt và vùng kim loại hàn,
vùng chuyển tiếp giữa kim loại cơ bản và kim loại hàn rất hẹp (quan sát thấy tương đối rõ trên
(Hình 11). Và phần giao nhau giữa các kim loại hàn hợp kim liền kề nhau (Hình 12).
- Tổ chức tế vi các vùng cho thấy liên kết được hình thành rõ nét, kim loại hàn có liên kết
đều khắp với kim loại cơ bản cũng như bản thân các lớp kim loại hàn liền kề nhau.
Nguyễn Minh Tân và NNK
42
4.3. Đánh giá độ bền bám dính của kim loại đắp
Bảng 7. Kết quả đo độ bền bám dính.
TT Loại dây
Độ bền bám dính
(MPa) Giá trị trung bình
(MPa) Lần đo
1 2 3 4 5 6
1 Dây hàn bù 65G 537 517 543 540 534 528 533,2
Kim loại nền Kim loại đắp
Kim loại nền Kim loại đắp
Vùng ảnh hưởng nhiệt
Độ cứng HV
300 282 274
200 177 172 175
162 169 170 166
100
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 Vị trí đo
Hình 13. Dải phân bố độ cứng khi hàn dây 65Mn trên bề mặt trục thép C45.
Kết quả độ bám dính của lớp kim loại đắp thu được sau khi kéo chốt được tổng hợp ở Bảng
7. So sánh các kết quả đo độ bền bám dính trung bình của kim loại lớp đắp (533,2 MPa) thấp
hơn so với độ bền kéo của kim loại nền là thép C45 (598 MPa).
- Các giá trị độ bền bám dính giảm trung bình 11 - 14 % so với độ bền kéo của kim loại nền
là các giá trị có thể chấp nhận được, đảm bảo cho điều kiện làm việc hiệu quả của lớp đắp vì
C/N hàn đắp phục hồi kích thước trục thép C45 bằng hàn lăn tự động với dây thép hợp kim
43
chiều dày của lớp đắp nhỏ (≤ 0,5 mm) và đóng vai trò lớp bọc lót trên toàn bộ chu vi của cổ trục
trong quá trình làm việc.
4.4. Đánh giá độ cứng vùng kim loại đắp, kim loại nền và vùng ảnh hưởng nhiệt
Vị trí đo độ cứng và dải phân bố độ cứng khi hàn dây 65Mn trên bề mặt trục thép C45 được
thể hiện như Hình 13. Độ cứng của vùng kim loại đắp có giá trị cao nhất, tương ứng với bản chất
của kim loại bù trên nền 65 Mn, sau đó là vùng ảnh hưởng nhiệt, thấp nhất là vùng kim loại nền.
Vùng ảnh hưởng nhiệt do vật liệu nóng chảy hòa trộn và có thể còn có các oxyt kim loại hòa tan
nên độ cứng tăng lên so với kim loại nền.
Độ cứng bề mặt của trục mẫu sau gia công đạt trung bình 52,4 HRC.
4.4. Thảo luận
Độ bền bám dính của dây hàn bù nhờ sự hình thành một lớp trung gian bao gồm các lớp
vật liệu nóng chảy với các oxyt được hòa trộn và phân lớp rõ rệt. Độ bền bám dính khi hàn với
dây hàn bù 65 Mn có giá trị trung bình là 533,2 MPa, giảm 11 – 14 % so với độ bền kéo của kim
loại nền C45 là 598 MPa. Giá trị này có thể chấp nhận được, vì chiều dày của lớp đắp nhỏ (≤ 0,5
mm) và là lớp bọc lót trên toàn bộ chu vi của cổ trục trong quá trình làm việc.
Khi gia tăng lực ép trên điện cực thì biến dạng dẻo của dây hàn bù tăng lên đáng kể. Tuy
nhiên dưới tác động của dòng điện hàn, dây hàn bù sẽ được nung nóng đến trạng thái gần chảy
dẫn đến suy giảm đặc tính cơ học của kim loại bù. Trạng thái biến dạng dẻo kim loại dây hàn bù
có thể thay đổi từ 15 đến 45 % vì vậy liên kết hàn phụ thuộc phần lớn vào lực ép điện cực và
cường độ dòng điện hàn.
Độ cứng bề mặt của trục mẫu sau gia công đạt trung bình 52,4 HRC. Độ cứng của vùng
kim loại đắp có giá trị cao nhất, tương ứng với bản chất của kim loại bù trên nền 65Mn, sau đó là
vùng ảnh hưởng nhiệt do vật liệu nóng chảy hòa trộn và có thể còn có các oxyt kim loại hòa tan,
thấp nhất là vùng kim loại nền tương ứng với bản chất của trục thép C45.
Trên Hình 10, 11 ta thấy sự bám dính của dây hàn bù 65 Mn vào bề mặt trục thép C45 và
bản thân các lớp dây hàn bù liền kề nhau có sự hình thành lớp trung gian bao gồm các lớp vật
liệu nóng chảy cùng với các oxyt được hòa trộn và phân lớp rõ rệt.
5. KẾT LUẬN
Quá trình nghiên cứu thực nghiệm thăm dò được tiến hành đã tập trung vào 04 thông số
quan trọng có ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng liên kết hàn là: cường độ dòng điện hàn; lực
ép của điện cực hàn; tốc độ quay chi tiết và bước tiến hàn.
Độ cứng bề mặt của trục mẫu sau gia công đạt trung bình 52,4 HRC. Độ cứng của vùng
kim loại đắp có giá trị cao nhất đạt 273 - 285 HV, tương ứng với độ cứng của kim loại bù là thép
65 Mn.
Độ bền bám dính của dây hàn bù nhờ sự hình thành lớp trung gian bao gồm các lớp vật
liệu nóng chảy cùng với các oxyt được hòa trộn và phân lớp rõ rệt. Giá trị đo độ bền bám dính
khi hàn với dây bù 65 Mn trung bình là 533,2 MPa, giảm 11 – 14 % so với độ bền kéo của kim
loại cơ bản.
Nguyễn Minh Tân và NNK
44
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nafikov M. Z. - Examination of the process of wear of a roller electrode in electric
resistance surfacing with a wire [Text] / M.Z. Nafikov, I.I. Zagirov // Welding
International 21 (2007) 757 – 759.
2. Nguyễn Minh Tân – Nghiên cứu công nghệ hàn đắp phục hồi chi tiết tròn xoay bằng hàn
lăn tự động với dây thép hợp kim - Hội nghị khoa học công nghệ toàn quốc về cơ khí lần
4, Bài số 121 – tập I - tháng 11 năm 2015, trang 36-43
3. Nafikov M. Z. - Parametru electrokontaktnoi naplavki [Test] / M.Z. Nafikov //
Technologia metallov 7 (2005) 29-31 (in Rusian).
4. Dubrovskii V. A. and Bulychev V. V. - Electric resistance surfacing with a wire and with
melting of the metals to be joined. Welding International 12 (1998) 570-572.
5. Emel'yanov V. A., Shkol'nik L. M., and Shlyapin V. B. - Cyclic cracking resistance of
shafts after electric resistance hardfacing with subsequent surface plastic deformation,
Welding International 2 (1988) 256-258.
6. Nafikov M. Z. - Rekomendatsii po razrabotke technologitseskikh protsessov
vostanovlenia iznosennukh detalei tipa “val” electrokontaktnoi naplavki (privarkoi)
stalnukh provolok / M.Z. Nafikov [i dr.] // Ufa: OOO “Stain”, (2009) 43 s (in Rusian).
ABSTRACT
HARDFACING TECHNOLOGY FOR DIMENSIONAL RESTORATION OF STEEL C45 BY
AUTOMATIC SEAM WELDING USING ALLOY STEEL WIRE
Nguyen Minh Tan1, *, Le Van Thoai1, Ngo Thi Thao1, Hoang Van Chau2, Đao Quang Ke3
1Hung Yen University of Technology and Education, Dan Tien, Khoai Chau, Hung Yen
2Viet Nam Welding Society, No. 4, Pham Van Dong Road, Cau Giay District, Hanoi City
3Viet Nam National University of Agriculture, Trau Quy, Gia Lam, Ha Noi
*Email: nguyenminhtan.utehy.2008@gmail.com
This paper introduces a hardfacing technology for restoration of steel C45 with diameter Ø
≤ 100 by an automatic seam welding using alloy steel wire. Productivity of this welding
technology is high because of its large welding current, short welded time, and stable speed.
Welding equipment is easy for mechanization and automation leading to low deformation of
welding samples. Main advantages of presented welding method include good weld quality
without slag and no requirement of welding flux as well as protected gas. Using the hardfacing
technology, hardness and abrasion resistance of the cover surface of machine parts made from
C45 steel can be increased approximately 1.5 times (achieved hardness of 50 to 55 HRC).
Keywords: automatic seam welding; cover layer; steel C45; hardness; abrasion; alloy steel wire;
welding current; restoration; hardfacing technology.
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- 12059_103810382600_1_sm_4477_2061660.pdf