Đầu tiên, biến dạng nhiệt và sự tiến hóa vi cấu trúc của ống thép hàn thành dày: Ống thép hàn thành dày là hợp kim chịu nhiệt cao gốc niken được tăng cường bằng kết tủa, rất khó biến dạng. Chúng có thành phần tương tự như hợp kim ЭИ929 của Liên Xô cũ và có mức độ tăng cường dung dịch rắn cao của các nguyên tố hợp kim và tăng cường kết tủa của pha γ'. Chúng có khả năng chống oxy hóa, chống ăn mòn nóng, giới hạn chảy, giới hạn bền kéo và độ bền rão ở nhiệt độ cao tuyệt vời. Chúng chủ yếu được sử dụng trong môi trường có nhiệt độ cao, ứng suất phức tạp và môi trường ăn mòn, chẳng hạn như sản xuất cánh tuabin cho động cơ máy bay. Vì hợp kim này có phạm vi thông số gia công nóng tương đối hẹp, khi được sử dụng làm vật rèn nóng cho cánh tuabin, các sản phẩm rèn dễ bị các khuyết tật như mất ổn định cấu trúc và nứt, dẫn đến tỷ lệ phế phẩm cao. Do đó, nghiên cứu hành vi biến dạng nhiệt của hợp kim trong các điều kiện biến dạng nóng khác nhau có ý nghĩa rất quan trọng để thu được các sản phẩm rèn đạt tiêu chuẩn. Các nhà nghiên cứu đã phân tích đặc tính lưu biến của hợp kim thông qua dữ liệu thu được từ thí nghiệm nén ở nhiệt độ cao đối với ống thép hàn thành dày, thiết lập phương trình cấu thành của ống thép hàn thành dày trong phạm vi các thông số biến dạng nóng, và nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ biến dạng và tốc độ biến dạng đến cấu trúc vi mô của hợp kim. Nguyên liệu thô được sử dụng trong thí nghiệm là các thanh thép cán nóng dùng làm ống thép hàn thành dày. Cấu trúc ban đầu chủ yếu bao gồm các hạt đẳng trục với kích thước hạt từ 10 đến 30 μm. Các thanh thép được gia công thành các mẫu hình trụ có kích thước Φ8mm×12mm. Các rãnh nông để chứa chất bôi trơn chịu nhiệt độ cao được gia công ở cả hai đầu của mẫu. Thí nghiệm nén đẳng nhiệt được thực hiện trên máy thử nghiệm Gleeble-1500. Nhiệt độ biến dạng là 1090, 1120, 1150 và 1180℃, tốc độ biến dạng là 0,1, 1, 10 và 50 s⁻¹, và độ biến dạng tối đa khoảng 60%. Trong quá trình thí nghiệm, máy thử tự động thu thập và tính toán dữ liệu về hành trình, tải trọng, ứng suất và biến dạng. Sau khi quá trình biến dạng hoàn tất, mẫu được làm nguội bằng nước, sau đó cắt dọc, mài, đánh bóng, và sau đó được ăn mòn bằng dung dịch CuSO₄ (20g) + H₂SO₄ (5ml) + HCl (50ml) + H₂O (100ml). Cấu trúc vi mô của hợp kim được quan sát dưới kính hiển vi luyện kim. Kết quả thử nghiệm cho thấy:
1. Khi ống thép hàn thành dày bị biến dạng dưới các điều kiện khác nhau, hiện tượng làm mềm lưu biến xảy ra khi độ biến dạng tăng lên. Nguyên nhân của hiện tượng làm mềm lưu biến là do hợp kim trải qua quá trình tái kết tinh động trong quá trình biến dạng nóng. Khi tốc độ biến dạng giảm, cả độ biến dạng và ứng suất cực đại khi ứng suất chảy đạt giá trị cực đại đều giảm.
2. Phương trình cấu thành cho biến dạng ở nhiệt độ cao của ống thép hàn thành dày được thiết lập. Giá trị tính toán của phương trình phù hợp tốt với giá trị thực nghiệm, và sai số tương đối nhỏ hơn 8%, cho thấy phương trình mô tả chính xác hành vi lưu biến của hợp kim trong quá trình biến dạng nóng.
3. Nhiệt độ biến dạng có ảnh hưởng đáng kể đến cấu trúc vi mô của ống thép hàn thành dày. Khi nhiệt độ tăng, quá trình tái kết tinh động diễn ra mạnh mẽ hơn, kích thước hạt lớn hơn và độ đồng nhất của cấu trúc hạt tăng lên; khi tốc độ biến dạng tăng, kích thước hạt ban đầu giảm rồi sau đó tăng lên. Khi tốc độ biến dạng là 1s⁻¹, cấu trúc hạt tương đối mịn.
Thứ hai, hàn cố định ngang các ống thép không gỉ thành dày: Ống thép không gỉ là một loại dải thép dài rỗng, được sử dụng rộng rãi làm đường ống dẫn chất lỏng, chẳng hạn như dầu, khí tự nhiên, nước, khí than, hơi nước, v.v. Ống thép không gỉ có trọng lượng nhẹ khi độ bền uốn và độ bền xoắn của chúng bằng nhau. Chúng được sử dụng rộng rãi trong sản xuất các bộ phận cơ khí và kết cấu kỹ thuật và cũng thường được sử dụng để sản xuất các loại vũ khí thông thường, nòng súng, vỏ đạn, v.v. Đối với ống thép chịu được áp suất chất lỏng, cần có thành ống dày hơn và phải tiến hành các thử nghiệm thủy lực để kiểm tra khả năng chịu áp suất và đảm bảo chúng không bị rò rỉ, ngấm hoặc giãn nở dưới áp suất quy định. Ống thép không gỉ được chia thành loại liền mạch và loại có mối nối. Ống thép không gỉ liền mạch còn được gọi là ống thép không gỉ không mối nối. Chúng được làm từ phôi thép hoặc ống đặc thông qua quá trình đục lỗ để tạo thành ống thô, sau đó được cán nóng, cán nguội hoặc kéo nguội. Thông số kỹ thuật của ống thép liền mạch được biểu thị bằng milimét đường kính ngoài × độ dày thành. Loại thường dùng là ống thép không gỉ 1Cr18Ni9Ti. Phần sau đây lấy ống thép không gỉ 1Cr18Ni9Ti có đường kính Ф159mm×12mm làm ví dụ để giới thiệu phương pháp hàn cố định ngang của nó.
1. Phân tích mối hàn:
① Ống thép không gỉ Cr18Ni9Ti kích thước lớn Ф159mm×12mm, mối nối ngang cố định, chủ yếu được sử dụng trong thiết bị điện hạt nhân và một số thiết bị hóa chất yêu cầu khả năng chịu nhiệt và axit. Độ khó hàn cao, và yêu cầu đối với mối hàn rất cao. Bề mặt bên trong cần được tạo hình, có độ lồi vừa phải và không được lõm. Cần kiểm tra PT và RT sau khi hàn. Trước đây, người ta sử dụng hàn TIG hoặc hàn hồ quang thủ công. Phương pháp trước kém hiệu quả và tốn kém, còn phương pháp sau khó đảm bảo chất lượng và kém hiệu quả. Để đảm bảo và nâng cao hiệu quả, phương pháp hàn dây TIG bên trong và bên ngoài được sử dụng cho lớp đáy, và hàn MAG được sử dụng cho lớp lấp đầy và lớp phủ để đảm bảo cả hiệu quả và tính khả thi.
Thép không gỉ ②1Cr18Ni9Ti có sự khác biệt lớn về hệ số giãn nở nhiệt và độ dẫn nhiệt so với thép cacbon và thép hợp kim thấp, đồng thời vũng nóng chảy có độ chảy kém và khả năng tạo hình kém, đặc biệt là trong hàn toàn bộ vị trí. Trước đây, hàn MAG (Ar+1%～2%O2) thép không gỉ thường chỉ được sử dụng cho hàn phẳng và hàn góc phẳng. Trong quá trình hàn MAG, chiều dài dây kéo ra nhỏ hơn 10mm, biên độ dao động của súng hàn, tần số, tốc độ và thời gian giữ ở mép được phối hợp thích hợp, các chuyển động được đồng bộ hóa, và góc súng hàn được điều chỉnh bất cứ lúc nào để làm cho mép bề mặt mối hàn được nóng chảy gọn gàng và tạo hình đẹp, đảm bảo lớp lấp đầy và lớp phủ.
2. Phương pháp hàn:
Vật liệu là 1Cr18Ni9Ti, thông số ống là Ф159mm×12mm, sử dụng phương pháp hàn hồ quang khí trơ vonfram thủ công cho phần đế, sử dụng phương pháp hàn khí bảo vệ hỗn hợp (CO2+Ar) cho phần hàn lấp đầy và hàn phủ, và sử dụng phương pháp hàn cố định toàn phần theo chiều dọc và ngang.
3. Chuẩn bị trước khi hàn:
① Làm sạch dầu mỡ và bụi bẩn, sau đó mài bề mặt rãnh và vùng xung quanh 10mm để tạo độ bóng kim loại.
② Kiểm tra xem đường ống nước, điện và khí có bị tắc nghẽn không, và các thiết bị, phụ kiện phải trong tình trạng tốt.
③ Lắp ráp theo kích thước và sử dụng tấm gờ để cố định bằng phương pháp hàn định vị (các điểm 2, 7 và 11 là các điểm cố định bằng tấm gờ). Có thể sử dụng phương pháp hàn định vị trong rãnh, nhưng cần chú ý đến việc hàn định vị.
Thời gian đăng: 26-12-2024