Giáo trình hàn thép hợp kim (nghề hàn trình độ cao đẳng)

TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thơng tin có thể được phép
dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo.
Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu
lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.

1


LỜI GIỚI THIỆU
Trong những năm qua, dạy nghề đã có những bước tiến vượt bậc cả về số lượng và
chất lượng, nhằm thực hiện nhiệm vụ đào tạo nguồn nhân lực kỹ thuật trực tiếp đáp ứng
nhu cầu xã hội. Cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ trên thế giới, các lĩnh vực
như cơ khí chế tạo, cơng nghệ ngành Hàn ở Việt Nam nói riêng đã có những bước phát
triển đáng kể.
Chương trình khung quốc gia nghề hàn đã được xây dựng trên cơ sở phân tích
nghề, phần kỹ thuật nghề được kết cấu theo các môđun. Để tạo điều kiện thuận lợi cho
các cơ sở dạy nghề trong quá trình thực hiện, việc biên soạn giáo trình kỹ thuật nghề theo
theo các mơđun đào tạo nghề là cấp thiết hiện nay.
Mô đun 35: HÀN THÉP HỢP KIM là mô đun đào tạo nghề được biên soạn theo
hình thức tích hợp lý thuyết và thực hành. Trong q trình thực hiện, nhóm biên soạn đã
tham khảo nhiều tài liệu công nghệ hàn, kết hợp với kinh nghiệm trong thực tế sản xuất.
Mặc dầu có rất nhiều cố gắng, nhưng không tránh khỏi những khiếm khuyết, rất
mong nhận được sự đóng góp ý kiến của độc giả để giáo trình được hồn thiện hơn.
Xin chân thành cảm ơn!
Cần Thơ, ngày..... tháng .... năm 2021
Tham gia biên soạn
1. Nguyễn Nhật Minh
2. Hồ Anh Sĩ

2

MỤC LỤC
Đề mục

Trang

I. Lời nói đầu …..........................................................................................2
II. Nội dung tài liệu......................................................................................3
Bài 1. HÀN THÉP HỢP KIM THẤP......................................................5
1. Đặc điểm của thép hợp kim thấp............................................................5
2. Vật liệu hàn thép hợp kim thấp...............................................................5
Bài 2. HÀN THÉP HỢP KIM TRUNG BÌNH........................................15
1. Đặc điểm của thép hợp trung bình.........................................................15
2. Vật liệu hàn thép hợp kim trung bình....................................................17
Bài 3. HÀN THÉP HỢP KIM CAO.........................................................36
1. Đặc điểm của thép hợp kim cao.............................................................36
2. Vật liệu hàn thép hợp kim cao…............................................................37
III.Tài liệu tham khảo..................................................................................48

3


CHƯƠNG TRÌNH MƠ ĐUN
Tên mơ đun: HÀN THÉP HỢP KIM
Mã số mơ đun: MĐ 35
1. Vị trí, tính chất của mơ đun:
- Vị trí: Là mơn đun được bố trí cho sinh viên sau khi đã học xong các môn học
chung theo quy định của Bộ LĐTB-XH và học xong các môn học bắt buộc của đào tạo
chuyên môn nghề từ MH07 đến MĐ18.

- Tính chất: Là mơ đun chun ngành tự chọn.
2. Mục tiêu mô đun:
Làm việc trong các cơ sở sản xuất cơ khí.
Trình bày đúng đặc điểm và khó khăn khi hàn kim.
Nhận biết đầy đủ các loại vật liệu dùng trong hàn thép hợp kim.
Chuẩn bị đầy đủ thiết bị, dụng cụ hàn thép hợp kim.
Chuẩn bị phơi hàn sạch, đúng kích thước đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật.
Chọn chế độ hàn phù hợp với chiều dày, tính chất của vật liệu và kiều liên kết hàn.
Gá phơi hàn chắc chắn, đúng kích thước.
Hàn các mối hàn thép hợp kim bằng các thiết bị hàn khác nhau đảm bảo độ sâu
ngấu, khơng rỗ khí, ngậm xỉ ít biến dạng kim loại
- Kiểm tra đánh giá đúng chất lượng mối hàn.
- Thực hiện tốt công tác an toàn và vệ sinh phân xưởng.
- Tuân thủ quy định, quy trình trong quy trình hàn.
- Rèn luyện tính kỷ luật, cẩn thận, tỉ mỷ, chính xác, trung thực của sinh viên.
3. Nội dung mô đun:
-

Số
TT

1

2

Tên các bài trong mô đun
Bài 1. Hàn thép hợp kim thấp
1. Đặc điểm của hàn thép hợp kim thấp
2. Vật liệu hàn thép hợp kim thấp
3. Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ hàn

4. Chuẩn bị phôi hàn
5. Gá phôi hàn
6. Chọn chế độ hàn
7. Kỹ thuật hàn thép hợp kim thấp
8. Kiểm tra đánh giá chất lượng sản phẩm
9. Cơng tác an tồn và vệ sinh phân xưởng.
10. Thực tập sản xuất
Bài 2. Hàn thép hợp kim trung bình
1. Đặc điểm của hàn thép hợp kim trung bình
2. Vật liệu hàn thép hợp kim trung bình
3. Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ hàn
4. Chuẩn bị phôi hàn

4

Tổng
số
60

90

Thời gian
Lý
Thực
thuyết hành
3
57
0.5
0.5
0.25

0.25
0.25
0.25
0.5
0.25
0.25
19
4
86
1
1
0.25
0.25
86

Kiểm
tra*


Số
TT

3

4

Tên các bài trong mô đun
5. Gá phôi hàn
6. Chọn chế độ hàn
7. Kỹ thuật hàn thép hợp kim trung bình

8. Kiểm tra đánh giá chất lượng sản phẩm
9. Cơng tác an toàn và vệ sinh phân xưởng.
10. Thực tập sản xuất
Bài 3. Hàn thép hợp kim cao
1. Đặc điểm của hàn thép hợp kim cao
2. Vật liệu hàn thép hợp kim cao
3. Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ hàn
4. Chuẩn bị phôi hàn
5. Gá phôi hàn
6. Chọn chế độ hàn
7. Kỹ thuật hàn thép hợp kim cao
8. Kiểm tra đánh giá chất lượng sản phẩm
9. Cơng tác an tồn và vệ sinh phân xưởng
10. Thực tập sản xuất
Kiểm tra mô đun
Cộng

5

Tổng
số

120

Thời gian
Lý
Thực
thuyết hành
0.25
0.25

0.5
0.25
0.25
8
4
2
0.25
0.25
0.25
0.25
0.5
0.25
0.25

Kiểm
tra*

112

112
270

15

254

1
1

BÀI 1
HÀN THÉP HỢP KIM THẤP
Mã bài 35 - 01
Giới thiệu:
Trong bài học này giúp người học nhận biết chính xác các loại thép hợp kim thấp
từ đó chọn vật liệu loại que hàn phù hợp cơ tính mối hàn nhằm nâng cao chất lượng mối
hàn đảm bảo yêu cầu kỹ thuật.
Mục tiêu:
- Trình bày đúng nhưng đặc điểm khi hàn thép hợp kim thấp.
- Nhận biết chính xác các loại thép hợp kim thấp và vật liệu hàn thép hợp kim thấp.
- Thực hiện hàn các mối hàn thép hợp kim thấp đảm bảo độ sâu ngấu không rỗ khí ngậm
xỉ, khơng cháy cạnh ít biến dạng kim loại cơ bản
- Tuân thủ quy định, quy trình trong quy trình hàn thép hợp kim thấp
- Rèn luyện tính kỷ luật, cẩn thận, tỉ mỷ, chính xác.
Nội dung của bài:
Lý thuyết liên quan
1 .Đặc điểm của hàn thép hợp kim thấp
- Là hợp kim của Fe-C mà ngoài nguyên tố cácbon ra trong đó cịn chứa một
Lượng các ngun tố hợp kim khác đủ lớn có tác dụng quyết định đến các tính chất cơ bản
của thép( ví dụ Cr, Ni, Mo, …). Hàm lượng của Mn và Si trong thép hợp kim thường cũng
lớn hơn so với trong thép cácbon.
- Nhờ có các nguyên tố hợp kim được đưa vào một cách cố ý, nên thép hợp kim
có một số tính chất đặc biệt như: cơ tính cao, bền và ổn định ở nhiệt độ cao, có khả
năng chống mài mòn, chống ăn mòn tốt,… rất cần thiết để các kết cấu hàn làm việc
trong những điều kiện tương tự như vậy.
- Cùng với sự phát triển của khoa học cơng nghệ trong đó có cơng nghệ luyện kim, thép hợp
kim ngày càng có nhiều chủng loại và được áp dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực công
nghiệp, đặc biệt là các kết cấu máy chịu lực lớn, các kết cấu phải làm việc trong những điều
kiện và môi trường đặc biệt, các thiết bị máy móc có nhu cầu phải giảm thiểu kích thước và
khối lượng kết cấu,…

- Thép hợp kim tất nhiên có giá thành cao hơn thép cácbon, vì thế đối với từng trường hợp cụ
thể cần phải tiến hành so sánh nhiều phương án kỹ thuật khác nhau để chọn ra phương án tốt
nhất.
2 .Vật liệu hàn thép hợp kim thấp
Kim loại đắp là kim loại chảy ra từ que hàn để tạo thành mối hàn, nó chính là kim
loại đúc khơng có gia cơng cơ khí và nguội trong điều kiện có tác dụng hố học với ơxy và
nitơ trong khơng khí.
- Tuỳ thuộc vào vật liệu hàn và các phương pháp hàn mà kim loại đắp khác với kim loại cơ
bản về thành phần hố học và về cấu trúc, do đó tất nhiên tính chất cơ học của chúng sẽ khác
nhau. Nếu trong quá trình hàn kim loại lỏng tiếp xúc với mơi trường khơng khí xung quanh
thì do tác dụng tương hỗ với N2 và O2 của khơng khí, kim loại chảy sẽ bị rịn, có độ cứng
cao nhưng độ dãn dài tương đối sẽ bị giảm nhiều. Để tăng tính dẻo của kim loại ta cần có
biện pháp ngăn ngừa ảnh hưởng của khơng khí xung quanh các biện pháp đó là: hàn trong

6


mơi trường khí bảo vệ, bảo vệ kim loại lỏng bằng một lớp xỉ (do thuốc hàn tự động hay thuốc
bọc que hàn tạo thành). Khi đó độ dãn dài tương đối có thể đạt khoảng 16 - 20%. Cần chú ý
là nếu trong mối hàn có rỗ xỉ hay rỗ khí thì cơ tính nối chung giảm rất nhiều. Thành phần và
cơ tính của kim loại đắp chẳng những phụ thuộc vào kim loại lõi que mà còn phụ thuộc vào
lớp thuốc bọc và được chỉ ra trong bảng.

7


a. Tính hàn của thép.

Tính hàn là khả năng hàn được các vật liệu cơ bản trong điều kiện chế tạo đó quy định
trước nhằm tạo ra kết cấu thích hợp với thiết kế cụ thể và có tính năng tích hợp với mục

đích sử dụng. Tính hàn được đo bằng 3 khả năng:
+ Nhận được mối hàn lành lặn khơng bị nứt.
+ Đạt được cơ tính thích hợp.
+ Tạo ra mối hàn có khả năng duy trì tính chất trong q trình vận hành.
b. Phân loại tính hàn:
Căn cứ vào tính hàn của các loại vật liệu của kết cấu hàn hiện nay có thể chia
thành bốn nhóm sau:
- Vật liệu có tính hàn tốt: Bao gồm các loại vật liệu cho phép hàn được bằng
nhiều phương pháp hàn khác nhau, chế độ hàn có thể điều chỉnh được trong một
phạm vi rộng, không cần sử dụng các biện pháp cơng nghệ phức tạp (như nung nóng
sơ bộ, nung nóng kèm theo, nhiệt luyện sau khi hàn.) mà vẫn đảm bảo nhận được liên
kết hàn có chất lượng cao, có thể hàn chúng trong mọi điều kiện. Thép cácbon thấp
và phần lớn thép hợp kim thấp đều thuộc nhóm này.
- Vật liệu có tính hàn thoả mãn (hay cịn gọi là vật liệu có tính hàn trung bình): so với
nhóm trên, nhóm này chỉ thích hợp với một số phương pháp hàn nhất định, các thông số của
chế độ hàn chỉ có thể dao động trong một phạm vi hẹp, yêu cầu về vật liệu hàn chặt chẽ
hơn. Một số biện pháp cơng nghệ như nung nóng sơ bộ, giảm tốc độ nguội và xử lý nhiệt
sau khi hàn.
- Vật liệu có tính hàn hạn chế: Gồm những loại vật liệu cho phép nhận được các liên kết hàn
với chất lượng mong muốn trong các điều kiện khắt khe về công nghệ và vật liệu hàn.
Thường phải sử dụng các biện pháp xử lý nhiệt hoặc hàn trong những mơi trường bảo vệ
đặc biệt (khí trơ, chân khơng) chế độ hàn nằm
trong một phạm vi rất hẹp. Tuy vậy, liên kết hàn vẫn có khuynh hướng bị nứt và dễ xuất
hiện các khuyết tật khác làm giảm chất lượng sử dụng của kết cấu hàn. Nhóm
này có các loại thép cacbon cao, thép hợp kim cao, thép đặc biệt ( như thép chịu nhiệt, thép
mài mòn, thép chống rỉ ).
- Vật liệu có tính hàn xấu: Thường phải hàn bằng các công nghệ đặc biệt, phức tạp và tốn
kém. Tổ chức kim loại mối hàn kém, dễ bị nứt nóng và nứt nguội. Cơ tính và khả năng làm
việc của liên kết hàn thường thấp hơn so với vật liệu cơ bản. Ví dụ phần lớn các loại gang và
một số hợp kim đặc biệt.

Trước đây, người ta nghĩ rằng có một số vật liệu khơng có tính hàn, tức là không thể hàn
được. Tuy nhiên với sự phát triển của khoa học công nghệ hàn, ngày nay chúng ta có thể
khẳng định rằng tất cả vật liệu đều có tính hàn dù chất lượng đạt được rất khác nhau. Sự xuất
hiện các loại vật liệu mới, những loại liên kết hàn mới đòi hỏi chúng ta phải thường xuyên
cập nhật kiến thức, nghiên cứu và hoàn thiện các cơng nghệ thích hợp để tạo ra các kết cấu
hàn có chất lượng cần thiết.
c. Đánh giá tính hàn của thép:
Sau đây ngồi các phương pháp làm thí nghiệm trực tiếp, người ta cịn có thể đánh giá bằng
cách gián tiếp thơng qua thành phần hóa học và kích thước của vật liệu như sau:
- Hàm lượng cácbon tương đương: (CE)
Hàm lượng cácbon tương đương đặc trưng cho tính chất của vật liệu và biểu hiện

8


tính hàn của nó. Đối với thép cácbon và hợp kim nói chung thì CE được xác định
theo các cơng thức sau:
Mn Cr  Mo  V Ni  Cu


CE  C 
%
6
5
15
Mn Si Ni Cr 15Mo





CE  C 
%
6
24 40 5
4
Trong đó: C, Mn, Cr, Mo, V, Ni, Cu... là thành phần hóa học của các nguyên tố đó có
trong thép tính theo %.Thơng qua giá trị CE có thể đánh giá tính hàn của thép thuộc
loại nào.
Theo kinh nghiệm sản xuất người ta cũng có thể đánh giá gần đúng tính hàn của
thép theo thành phần hố học bằng cách so sánh tổng lượng các nguyên tố hợp kim
(H.K(%) với hàm lượng của cácbon có trong thép C (%) như bảng sau:

-Thơng số đánh giá nứt nóng: Hcs
Đối với thép cácbon trung bình và hợp kim trung bình thì thơng số đánh giá nứt nóng đựơc
xác định bằng công thức:
H CS

Si Ni 

C P  S  
25 100  3
 
.10
3Mn  Cr  Mo  V

Trong đó: C, Mn, Cr, Mo, V, Ni .... là thành phần hóa học của các nguyên tố đó có
trong thép kể cả các nguyên tố có hại như P, S
Khi Hcs ≥ 4 thì thép có thiên hướng nứt nóng khi hàn. Với thép độ bền cao và chiều dày
lớn cần Hcs < 1,6 ÷ 2 sẽ ít thiên hướng nứt nóng.
Dễ dàng nhận thấy lưu huỳnh được coi là ngun nhân chính gây ra nứt nóng. Cácbon và

phốt pho cùng với lưu huỳnh sẽ làm tăng mạnh khả năng nứt nóng. Mangan, crơm,
mơlipđen và vanađi có tác dụng cản trở lại sự nứt nóng.
-Thơng số đánh giá nứt nguội: Pl
Thông số đánh giá nứt nguội là thông số biểu thị sự ảnh hưởng của các nguyên tố hợp kim
tới sự hình thành nứt nguội.
PL  PM 

HD
K

xS  % 
60 40.104

Trong đó: PCM là thơng số biểu thị sự biến dòn của vùng ảnh hưởng nhiệt.
Đối với thép hợp kim thấp:
PCM  C 

M V
Si Mn  Cr  Cu Ni V


  5B  0
30
20
60 10
15

9

K là hệ số cường độ cứng vững.
HD là hàm lượng Hyđrơ có trong kim loại mối hàn (ml/100g) Khi Pl ≥ 0,286 thì thép có
thiên hướng tạo nứt nguội
Để hạn chế hiện tượng nứt nguội cần phải giảm hàm lượng cácbon và hàm lượng
Hyđrô trong kim loại mối hàn (ví dụ dùng thuốc hàn, que hàn khơng ẩm có chứa ít
H2 )
- Xác định nhiệt độ nung nóng sơ bộ Tp:
Đối với thép cácbon trung bình và cao, cũng như các loại thép hợp kim thường phải
nung nóng sơ bộ trước khi hàn. Nhiệt độ nung nóng sơ bộ Tp xác định theo công
thức sau:
0C
Tp  350 CE  0, 25
Trong đó: CE là hàm lượng các bon tương đương của thép
- Có thể căn cứ vào các yếu tố chủ yếu sau đây để chọn que hàn:
1. Que hàn phải cho phép tạo ra được kim loại mối hàn có các đặc tính bền và thành phần
hố học tương ứng với kim loại cơ bản (kim loại nền).
2. Que hàn có thể ứng dụng thích hợp để hàn các vị trí trong khơng gian cho trước của mối
hàn .
3. Que hàn phải thích hợp với nguồn điện hàn: Về phạm vi điều chỉnh dòng điện hàn, loại
dòng điện AC, DC, điện áp không tải Uo (lúc chưa hàn). Cực tính của nguồn
4. Phụ thuộc vào kiểu liên kết và các yêu cầu về mối nối: Độ ngấu, kiểu vát mép, chiều
dày, số lớp hàn, đường hàn …
5. Phù hợp với điều kiện làm việc của kết cấu: Cần xác định điều kiện sử dụng của sản
phẩm như nhiệt độ áp suất, tải trọng làm việc, môi trường làm việc
6. Phải phù hợp với quy trình cơng nghệ hàn hoặc các yêu cầu kỹ thuật cho trước
7. Có năng suất cao nhất: Ví dụ để tăng hệ số đắp cũng như tăng năng suất hàn ở vị trí hàn
bằng có thể chọn loại que hàn có đường kính tương đối lớn và hàm lượng bột sắt cao
Trong thực tế sản xuất, khi cần thay thế một loại que hàn nào chúng ta cũng phải cân
nhắc các yếu tố nêu trên để chọn vật liệu tương đương phù hợp với các tiêu chuẩn khác
nhau.

Que hàn thép các bon và thép hợp kim thấp theo ISO . 2560
Cấu trúc như sau :Gồm có 8 loại thơng tin khác nhau trong đó 4 loại phần đầu là bắt
buộc, còn 4 loại phần cuối chỉ cung cấp thêm thơng tin (nếu có chứ không bắt buộc)
E
XX
X
XX
XXX
X
X
X
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7) (8)
Ký hiệu bằng chữ E là que hàn .
(1)
: Có hai chữ số 43 hay 51 chỉgới hạn bền kéo của kim loại mối hàn .
(2)
: Một chữ số trong các số tự nhiên ( 0; 1; 2 ; 3; 4; 5) Chỉ độ giãn dài %
(3)
: Có 1 đến 2 chữ cái Nhóm vỏ thuốc bọc que hàn ( A, B.. )
(4)
: Có 3 chữ số (110 , 120 … ) Chỉ hiệu suất đắp của que hàn Kc (%)
(5)
: Có 1 chữ số (1 ; 2 …. 5.) Chỉ vị trí hàn trong khơng gian
(6)

: Có 1 chữ số (1 ; 2 …. 9.) Loại nguồn điện hàn
(7)
: Hàm lượng H2 nhỏ hơn 15 M3/100 gam kim loại đắp
Ví dụ loại que hàn : E 51 5B 120 2 6 H

10


Có nghĩa là :
- Que hàn hồ quang tay cho thép các bon hoặc thép hợp kim thấp
- Đảm bảo giới hạn bền kéo của kim loại mối hàn trong khoảng 510 đến 650 MPa
- Độ giãn dài tương đối tối thiểu 20%
- Độ giai va đập KCV = 28 J/ cm2 ở - 40 0C (âm bốn mươi độ C) .
- Que hàn có nhóm thuốc bọc que hàn (hệ ba zơ).
- Hiệu suất đắp Kc =115-125%
- Hàn mọi vị trí trong khơng gian trừ vị trí đứng hàn từ trên xuống dưới
- Khi hàn dùng dòng hàn DC nối nghịch hay AC, điện áp không tải 70 vôn
Chú ý : Hiệu suất Kc được hiểu là tỉ số về khối lượng giữa kim loại của mối hàn và kim
loại nóng chảy của lõi thép que hàn tính bằng phần trăm. Thông tin này chỉ được cung cấp
trong ký hiệu que kim hàn khi
K c 105%

- Que hàn thép hợp kim thấp theo tiêu chuẩn hiệp hội hoa kỳ AWS ( American Welding
Society).
1. Que hàn thép các bon theo AWS A5.1
Cấu trúc ký hiệu que hàn như sau:
E
XX
X
XX

( 1) (2)
(3)
( 4)
E : (Electrode) Chỉ điện cực (Que hàn).
(2) : Có hai chữ số (60) hoặc (70) là chỉ gới hạn bền kéo tối thiểu của kim loại que
hàn ( kim loại đắp ). Đây là đơn vị đo ứng suất dùng phổ biến ở Mỹ có thể quy đổi sang hệ
khác như sau : 1 Ksi = 6,9.106 Pa = 6.9 MPa = 0.73 KG/ mm2
(3) : Có một chữ số ( chỉvị trí mối hàn trong khơng gian )
- Số 1 : Hàn ở mọi vị trí trong không gia
- Số 2 : Hàn bằng và hàn ngang
- Số 4 : Hàn ở mọi vị trí, hàn đứng từ trên xuống
( 4) : Dùng để chỉ loại vỏ bọc que hàn, loại dịng điện, cực tính, hỉệu suất đắp…
Một số điểm cần chú ý trong tiêu chuẩn que hàn AWS
- Hệ thống đo lường của mỹ vẫn dựa vào hệ foot - pound
- Không quy định giá trị giới hạn trên của giới hạn bền kéo
- Khơng có que hàn hệ vỏ rutin axít (AR), Oxi hố (O) và các hệ hỗn hợp khác (S)
- Không định lượng về hiệu suất đắp Kc và hàm lượng hyđrô thấp của kim loại đắp
- Khi dùng dịng hàn AC khơng chỉ rõ giá trị điện áp khơng tải Uo
Bảng 20. Hệ thống ký hiệu que hàn thép các bon theo AWS A5.1

11


Bài tập thực hành
Mục tiêu:
- Chuẩn bị phôi hàn đúng kích thước bản vẽ, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật.
- Gá phơi hàn chắc chắn, đúng vị trí, đúng kích thước.
- Hàn mối hàn giáp mối có vát cạnh ở vị trí hàn ngang đảm bảo độ sâu ngấu,
khơng bị khuyết tật, ít biến dạng.
- Kiểm tra đánh giá đúng chất lượng mối hàn.

- Thực hiện tốt công tác an toàn và vệ sinh phân xưởng.
Nội dung:
1. Chuẩn bị:

12


1.1. Lý thuyết liên quan:
* Đọc bản vẽ:

Yêu cầu kỹ thuật:
- Mối hàn đúng kích thước
- Mối hàn khơng bị khuyết tật
1.2 Trình tự thực hiện:
- Đọc bản vẽ
+ Xác định vật liêu hàn
+ Xác định kích thước phơi
- Chuẩn bị máy hàn hồ quang tay
- Chuẩn bị dụng cụ phụ trợ
- Chuẩn bị que hàn E7016 hoặc tương đương
- Chuấn bị phơi hàn theo kích thước.
1.3 Tổ chức thực hiện:
- Phần kiến thức học viên tự nghiên cứu
- Phần thực hành:
+ Mỗi học viên chuẩn bị 01 cặp phôi có kích thước 200x100x8
+ 05 học viên/01 máy hàn hồ quang tay.
2. Gá lắp mối hàn giáp mối có vát cạnh vị trí ngang:
2.1 Lý thuyết liên quan:

Các thơng số kỹ thuật.

13


2.2. Trình tự thực hiện:
- Gá hai tấm phơi
- Mở máy hàn
- Hàn đính
- Kiểm tra
2.3. Kỹ thuật hàn.
Để thuận lợi cho việc hình thành mối hàn ở vị trí ngang tấm dưới khơng mở góc vát hoặc
vát nhỏ hơn góc vát tấm trên.

Hàn ngang giáp mối vát cạnh có thể hàn kiểu nhiều lớp: Khi que hàn lớp thứ nhất phải chọn
que hàn đường kính nhỏ, cách dao động que hàn căn cứ vào đầu nối cho phù hợp.

Tốc độ hàn phải đều đặn để tránh tình trạng kim loại nóng chảy nhỏ giọt, sinh ra khuyết cạnh.
Độ lệch của mỗi vòng tròn lệch với trung tâm mối hàn không được lớn hơn 450. Khi đầu que

14


hàn đưa tới mặt trên của vòng tròn lệch, đòi hỏi hồ quang hàn phải ngắn, đồng thời phải
ngừng một lát để cho kim loại nóng chảy được đưa đều vào mối hàn, sau đó mới kéo dần hồ
quang xuống phía dưới của mối hàn tức là chỗ trước ta đã ngừng hồ quang, như vậy hồ
quang cứ tuần tự đi lại nhiều lần, như vậy mối hàn mới tránh được các khuyết tật và đảm bảo
được yêu cầu kỹ thuật.
Hàn ngang các tấm dày thường phải hàn nhiều lớp và nhiều đường tránh kim loại nhỏ
xuống thì cách đưa que hàn theo kiểu đường thẳng nhưng phải căn cứ tình hình cụ thể của
đường hàn, để duy trì từ đầu đến cuối. Dùng hồ quang ngắn để hàn, góc độ que hàn điều

chỉnh theo vị trí các đường hàn cho thích hợp

Chú ý dừng lại thời gian ngắn ở hai mép cạnh đề phịng khuyết cạnh. Ngồi ra cịn phải chú ý
mỗi lớp hàn không nên quá dày.
Để tránh biến dạng vật hàn, chiều hàn giữa các lớp phải ngược nhau và các đầu nối của mối
hàn phải so le.
- Công việc làm sạch mỗi lớp hàn rất quan trọng, nó ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng mối
hàn do đó sau khi hàn xong mỗi lớp ta phải làm sạch xỉ hàn và những hạt kim loại nhỏ bắn ra,
sau đó tiếp tục làm sạch lớp khác. Mối hàn bịt đáy của vát cạnh hình chữ V giống mối hàn
không vát cạnh.
+ Khi hàn vát cạnh chữ X để tránh biến dạng, trình tự hàn của mỗi lớp khác nhau với vát
cạnh của chữ V, các thao tác khác giống hàn vát mép chữ V.
YÊU CẦU VỀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ HỌC TẬP BÀI 1
1. Nội dung:
+ Về kiến thức:
- Trình bày đúng nhưng đặc điểm khi hàn thép hợp kim thấp.
- Nhận biết chính xác các loại thép hợp kim thấp và vật liệu hàn thép hợp kim thấp.
- Chọn chế độ hàn phù hợp chiều dày, tính chất vật liệu và kiểu liên kết hàn
- Gá phơi hàn chắc chắn, đúng kích thước.
+ Về kỹ năng: Thực hiện hàn các mối hàn thép hợp kim thấp đảm bảo độ sâu ngấu khơng
rỗ khí ngậm xỉ, khơng cháy cạnh ít biến dạng kim loại cơ bản
2.Phương pháp:
- Về kiến thức: được đánh giá bằng hình thức kiểm tra viết, trắc nghiệm.
- Về kỹ năng: hàn các mối hàn thép hợp kim thấp đảm bảo yêu cầu kỹ thuật
- Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: Đánh giá phong cách học tập.
Câu hỏi ôn tập 1
Câu 1: Trình bày đặc điểm khi hàn thép hợp kim thấp?
Câu 2: Trình bày các yếu tố đánh giá tính hàn của thép ?
Câu 3:Giải thích cấu trúc kí hiệu que hàn thép các bon và thép hợp kim thấp
theo ISO . 2560 ?

Câu 4: giải thích cấu trúc que hàn thép các bon theo AWS A5.1 ?

15


Bài 2
HÀN THÉP HỢP KIM TRUNG BÌNH
Mã bài: MĐ 35 - 02

Giới thiệu:
Trong bài học này giúp người học nhận biết chính xác các loại thép hợp kim
thấp từ đó chọn vật liệu loại que hàn phù hợp cơ tính mối hàn nhằm nâng cao chất
lượng mối hàn đảm bảo yêu cầu kỹ thuật
Mục tiêu:
- Trình bày đúng nhưng đặc điểm khi hàn thép hợp kim trung bình.
- Nhận biết chính xác các loại thép hợp kim thấp và vật liệu hàn thép hợp trung bình.
- Thực hiện hàn các mối hàn thép hợp kim trung bình đảm bảo độ sâu ngấu khơng rỗ khí
ngậm xỉ, khơng cháy cạnh ít biến dạng kim loại cơ bản
- Tuân thủ quy định, quy trình trong quy trình hàn thép hợp kim trung bình
- Rèn luyện tính kỷ luật, cẩn thận, tỉ mỷ, chính xác.
Nội dung của bài:
Lý thuyết liên quan
1. Đặc điểm của hàn thép hợp kim trung bình
a. Thành phần hố học:
Khác với thép cacbon, thép hợp kim là loại thép mà người ta đưa thêm vào các nguyên
tố có lợi với lượng đủ lớn để làm thay đổi tổ chức và cải thiện tính chất cơ lý hóa. Các
ngun tố có lợi được đưa vào với lượng đủ lớn gọi là các nguyên tố hợp kim. Chúng bao
gồm các nguyên tố với hàm lượng lớn hơn các giới hạn cho từng nguyên tố như sau
Mn ≥ 0,8  1%; Ni ≥ 0,5†0,8% ,Ti ≥ 0,1%; Si: 0,5÷ 0,8%, W: 0,1÷ 0,5%; Cu ≥ 0,3%;Cr ≥
0,5† 0,8%; Mo  0,05 ÷ 0,2%;B ≥ 0,002%

Nhỏ hơn thì được gọi là tạp chất Thép hợp kim chất lượng tốt có chứa ít và rất ít các tạp
chất có hại.
b. Đặc tính thép hợp kim:
*. Cơ tính:
Do một số yếu tố mà chủ yếu là tính thấm tơi cao hơn nên thép hợp kim có độ bền cao hơn
hẳn so với thép cacbon. Điều này thể hiện đặc biệt ở thép sau khi tôi + ram
- Ở trạng thái khơng tơi+ram (ví dụ ở trạng thái ủ) độ bền của thép hợp kim không cao
hơn thép cacbon bao nhiêu. Cho nên đã dùng thép hợp kim thì phải qua nhiệt luyện tơi +
ram. Nếu dùng thép hợp kim ở trạng thái cung cấp hay ủ là sự lãng phí lớn về độ bền.
- Do tính thấm tơi tốt, dùng mơi trường tơi chậm (dầu nên khi tơi ít bị biến dạng và nứt
hơn so với thép cacbon luôn phải tôi nước. Do vậy các chi tiết có hình dạng phức tạp phải
qua tơi (do đòi hỏi về độ bền) đều phải làm bằng thép hợp kim.
- Khi tăng mức độ hợp kim hoá làm tăng được độ thấm tôi làm tăng độ cứng, độ bền song
thường làm giảm độ dẻo, độ dai nên lượng hợp kim cần thiết chỉ cần đảm bảo tôi thấu tiết
diện đã cho là đủ, không nên dùng thừa. Do vậy có nguyên tắc là chọn mác thép hợp kim
cao hay thấp là phụ thuộc tiết diện và kích thước.
- Tuy có độ bền cao hơn nhưng thường có độ dẻo, độ dai thấp hơn. Do vậy phải chú ý đến
mối quan hệ này để có xử lý thích hợp (bằng ram)
Tuy có ưu điểm về độ bền nhưng nói chung thép hợp kim có tính cơng nghệ kém hơn so
với thép cacbon (trừ tính thấm tơi).

16


*Tính chịu nhiệt:
Các nguyên tố hợp kim cản trở sự khuyếch tán của cacbon do đó làm mactexnit khó
phân hố và cacbit khó kết tụ ở nhiệt độ cao hơn 200oC, do vậy tại các nhiệt độ này thép
hợp kim bền hơn. Một số thép hợp kim với lớp vảy oxyt tạo thành ở nhiẹt độ cao khá xít
chặt, có tính bảo vệ tốt.
*Tính chất vật lý, hố học đặc biệt:

Bằng cách đưa vào thép các nguyên tố khác nhau với lượng lớn quy định có thể tạo ra
cho thép các tính chất đặc biệt: như khơng gỉ, chống ăn mịn trong axit, muối, có từ
tính hoặc khơng có từ tính, giãn nở nhiệt đặc biệt
c. Phân loại thép hợp kim:
* Theo tổ chức cân bằng:
Theo tổ chức cân bằng với lượng cacbon tăng dần có thể lần lượt được các thép với tổ
chức sau:
- Thép trước cùng tích: peclit + ferit tự do
- Thép cùng tích peclit
- Thép sau cùng tích peclit + cacbit tự do
- Thép lêđêburit (cacbit) có lêđêburit
Riêng với thép hợp kim cao chủ yếu bằng 1 trong 2 nguyên tố Cr, Mn hay Cr- Ni sẽ có:
- Thép ferit loại có Cr rất cao (>17%) và thường rất ít cacbon
- Thép austenit có Mn rất cao (>13%) và thường có C cao loại có Cr (>18%) và Ni (>8%)
* Theo tổ chức thường hoá:
- Thép họ peclit: loại hợp kim thấp
- Thép họ mactenxit: loại hợp kim trung bình ( >4-6 )% và cao
- Thép họ austenit: loại có chứa Ni >8% hoặc Mn >13% cao
* Theo tổng lượng nguyên tố hợp kim:
Theo tổng lượng các nguyên tố hợp kim có trong thép từ thấp đến cao
- Thép hợp kim thấp: loại có tổng lượng <2,5% (thường là thép peclit)
- Thép hợp kim trung bình: loại có tổng lượng từ 2,5 - 10%( thường là thép họ từ peclit
đến mactenxit )
- Thép hợp kim cao: loại có tổng >10% (thường là họ mactenxit và austenit
* Theo công dụng:
- Thép hợp kim kết cấu
- Thép hợp kim dụng cụ
- Thép hợp kim đặc biệt
Trong đó hai nhóm đầu cũng có trong loại thép cacbon, cịn nhóm thứ 3 khơng có.
Đây là nhóm với tính chất vật lý - hoá học đặc biệt, thường chứa tổng lượng hợp kim cao và

rất cao > 20%.Cách phân loại trên thường có quan hệ với nhau và hco biết một số đặc
trưng của thép. Thép austenit, ferit bao giờ cũng có loại thép đặc biệt, hợp kim cao hoặc rất
cao, đắt và khó gia cơng. Thép mactenxit là loại thép rất dễ tơi song rất khó gia cơng cắt
phơi ở trạng thái cung cấp. Thép ledeburit boa giờ cũng thuộc nhóm hợp kim cao- cacbon
cao,, rất cứng để làm dụng cụ. Thép Cr - Ni bao giờ cũng là thép kết cấu q vì có độ thấm
tơi cao và độ dai tốt.
d. Tiêu chuẩn thép hợp kim:

17


TCVN 1759-75 quy định nguyên tắc ký hiệu thép hợp kim theo trật tự sau:
- Số chỉ hàm lượng cacbon trung bình theo phần vạn, nếu ≥1% thì có thể không cần biểu
thị.
- Các nguyên tố hợp kim theo ký hiệu hố học và ngay sau đó là hàm lượng theo phần
trăm trung bình (thường được quy trịn thành số nguyên) xếp theo trật tự từ cao đến thấp.
Khi lượng chứa của ngun tố khoảng 1% thì khơng cần biểu thị bằng số: VD: 40Cr: thép
có 0,36÷ 0,44%C, 0,8÷ 1%Cr90CrSi thép có 0,85-0,95%C, 1,2 1,6%Si, 0,95÷ 1,25%Cr
Tuy nhiên TCVN chưa phủ hết các thép hợp kim thường dùng.

3 Vật liệu hàn thép hợp trung bình
Cơ sở để lựa chọn vật liệu hàn là ta phải dựa vào vật liệu cơ bản. Ta có thể chọn
vật liệu hàn dựa trên 3 tiêu chí chính đó là: Chỉ tiêu về cơ tính, chỉ tiêu về thành phần
hóa học, hoặc chỉ tiêu về các yêu cầu đặc biệt khác của kết cấu.
a. Que hàn thép chịu nhiệt ( có cấu trúc như sau )
Hn
Cr XX Mo XX V XX ..... – XXX
X
(1)
( 2)

( 3)
(4)
(5)
(6)

18


Hn : Chỉ que hàn thép hợp kim chịu nhiệt .
(1) : Crơm và hàm lượg tính theo phần nghìn .
(2) : Molip đen và hàm lượng của nó tính theo phần nghìn .
(3) : Vanađi và hàm lượng của nó tính theo phần nghìn .
(4) : Ngun tố hợp kim khác và hàm lượng của nó tính theo phần nghìn .
(5) : Nhiệt độ làm việc lớn nhất ( OC ) .
(6) : Nhóm vỏ bọc ( A, B , R .. ) .
Ví dụ : Hb. Cr 05. Mo 10 .V04 – 450R .
Có nghĩa là : Que hàn thép chịu nhiệt làm việc ở nhiệt độ tối đa 4500C , có vỏ thuốc bọc
thuộc hệ Rutin , kim loại mối hàn có thành phan hố học : 0.5% Cr, 1% Mo, 0.4% V .
b. Que hàn thép bền nhiệt và khơng gỉ nhiệt ( có cấu như sau ).
Hb . Cr XX
Ni XX
Mn XX …
- XXX
X
……………………………(1) .................................(2) .........(3)
Hb : Chỉ que hàn thép bền nhiệt và không gỉ .
(1) : Ký hiệu các nguyên tố hợp kim Cr, Ni , Mn và các nguyên tố khác (nếu có )
cùng hàm lượng tương ứng của chúng tính theo phần % .Nếu khơng có các chữ số kém
theo thì hàm lượng của các nguyên tố đó là xấp xỉ 1% .
(2)

: Là nhiệt độ làm việc ổn định của mối hàn ( 0 C ) .
(3)
: Nhóm vỏ bọc ( A , B .. ) .
Ví dụ : Hb Cr18 Ni8 Mn – 600 B .
Có nghĩa là : Que hàn thép hợp kim bền nhiệt và không gỉ có thành phần kim loại
đắp: 18% Cr, 8% Ni, 1% Mn. Nhiệt độ làm việc ổn định của mối hàn là 600 độ C , vỏ
thuốc bọc thuộc hệ bazơ.
c. Que hàn thép hợp kim có độ bền cao ( có cấu như sau ).
Hc
XX
Cr XX
Mn XX
W XX …
XXX
- X
(1)
………………….........(2) …………. (3)……….(4)
Hc : Chỉ que hàn thép hợp kim có độ bền cao .
(1)
: Gới hạn bền kéo tối thiểu ( Tính theo KG/ mm2 .
(2)
: Ký hiệu các nguyên tố hợp kim Cr , Mn , W , và các nguyên tố khác ( nếu có )
với hàm lượng tương ứng của chúng tính theo phần trăm ( nếu khơng có các chữ số kèm
theo thì hàm lượng của các nguyên tố xấp xỉ 1% .
(3)
: Nhiệt độ làm việc ổn định của các mối hàn 0C .
(4)
: Nhóm vỏ thuốc bọc que hàn ( A, B.. ).
Ví dụ : Que hàn có ký hiệu Hc .60.Cr18. V.W.Mo – B
Có nghĩa là : Que hàn thép hợp kim có độ bền cao, kim loại đắp có độ bền kéo tối thiểu

60KG/mm2 hay (590 Mpa) và các thành phần hoá học gồm: 18% Cr, 1%V và 1% Mo, vỏ
thuốc bọc que hàn hệ bazơ .
d. Ký hiệu que hàn theo tiêu chuẩn của hiệp hội hàn Hoa kỳ AWS
( American Welding Society).
*Que hàn thép các bon theo AWS A5.1
Cấu trúc ký hiệu que hàn như sau :
E
XX
X
XX
( 1) (2)
(3)
( 4)
E : (Electrode) Chỉ điện cực ( Que hàn ).

19


(2) : Có hai chữ số ( 60 ) hoặc (70 ) là chỉ gới hạn bền kéo tối thiểu của kim loại
que hàn ( kim loại đắp ). Đây là đơn vị đo ứng suất dùng phổ biến ở Mỹ có thể quy đổi
sang hệ khác như sau: 1 Ksi = 6,9.106 Pa = 6.9 MPa = 0.73 KG/ mm2
(3) : Có một chữ số ( chỉvị trí mối hàn trong không gian ).
- Số 1 : Hàn ở mọi vị trí trong khơng gian
- Số 2 : Hàn bằng và hàn ngang
- Số 4 : Hàn ở mọi vị trí, hàn đứng từ trên xuống
- Số ( 4) : Dùng để chỉ loại vỏ bọc que hàn, loại dịng điện, cực tính, hiệu suất đắp …
Một số điểm cần chú ý trong tiêu chuẩn que hàn AWS
- Hệ thống đo lường của mỹ vẫn dựa vào hệ foot - pound.
- Không quy định giá trị giới hạn trên của giới hạn bền kéo.
- Khơng có que hàn hệ vỏ rutin axít (AR), Oxi hố (O) và các hệ hỗn hợp khác (S).

- Không định lượng về hiệu suất đắp Kc và hàm lượng hyđrô thấp của kim loại đắp.
- Khi dùng dịng hàn AC khơng chỉ rõ giá trị điện áp không tải Uo
Hệ thống ký hiệu que hàn thép các bon theo AWS A5.1 .
Phân loại

Giới hạn bền kéo (min)

Gới hạn chảy ( min)

(AWS )

Độ giãn dài
L= 4d (%)

Que hàn E 60
Ksi

MPa

Ksi

MPa

E6010

62

430

50

340

22

E6011

62

430

50

340

22

E6012

67

460

55

380

17

E6013

67

460

55

380

17

E6020

62

430

50

340

22

E6022

67

460

E6027

62

430

Không chỉ định
50

340

22

Que hàn E70
E7014

17

E7015

22

E7016

22

E7018

22

E7024

72

500

60

420

17

E7027

22

E7028

22

E7048

22

20


Loại vỏ thuốc, dịngđiện, cực tính và vị trí hàn củacác loại que hàn theo AWS A5.1.
Phân loại
AWS

Loại vỏ thuốc

Vị trí hàn

Loại dịng điện ,
cực tính
DC+

Que hàn E60
E 6010

Natri , xenlulocao ( C )

F, V, OH, H

E 6011

Kali xen lulô cao ( C)

F, V, OH, H

DC + , AC

E 6012

Natri , titan cao ( R)

F, V, OH, H

DC - ; AC

E 6013

Kali titan cao ( RR)

F, V, OH, H

DC +, - ; AC

E 6020

Oxít sắt cao (A)

H, F

DC - , AC

E 6022

Oxít sắt cao (A)

H, F

DC + , - ; AC

E 6027

Oxít sắt cao , bột sắt (A)

H, F

Que hàn E 70
E 7014

Bột sắt titan (RR)

F, V, OH, H

DC +, - ; AC

E 7015

Natri , hyđro thấp (B)

F, V, OH, H

DC +

E 7016

Kali hyđro thấp (B)

F, V, OH, H

DC + , AC

E 7018

Kali hyđro thấp bột sắt (B)

F, V, OH, H

DC + , AC

E 7024

Bột sắt titan (RR)

F, H

DC - , AC

E 7027

Oxít sắt cao , bột sắt (A)

H, F

DC - , AC

E 7028

Kali, hyđro thấp ,bột sắt
(B)

H, F

DC - , AC

E 7048

Kali, hyđro thấp ,bột sắt
(B)

F, OH ,H , V

DC + , AC

Ghi chú : F : Hàn bằng ; V : Hàn leo ; OH : Hàn trần ; H : Hàn ngang ;
DC : Dòng điện hàn một chiều ; AC : Dòng điện hàn xoay chiều .
Yêu cầu về độ dai va đập theo AWS A5.1
Độ dai va đập Charpy – V , min

Phân loại
E 6010 , E 6011
E 6027 , E7015

27 J ở - 29 0C

E 7016 , E 7018
E 7027 , E 7048
E 7028.

27 J ở - 18 0C

E 6012 , E 6013

Không yêu cầu

21

E 6020 , E 6022
E 7014 , E 7024
14 Giới hạn thành phần hoá học của kim loại mối hàn theo AWS A 5.1
Phân loại AWS

Thành phần hoá học % ( max )
Mn

Si

Ni

Cr

Mo

V

E 6010 , E 6011
Không quy định gới hạn cụ thể

E 6012 , E 6013
E 6020 , E 6022
E 6027
E 7018 , E 7027
E 7014 , E 7015
E 7016 , E 7024
E 7028 , E 7048

1.60
0.08

0.75

0.30

0.20

0.30

1.25
0.08

0.90

0.30

0.20

0.30

* Que hàn thuốc bọc hàn thép không gỉ - AWS
E XXX XX - XXX
(1) (2)
(3)
Trong đó :
* E (Electrode) : Điện cực.
(1) – Gồm 3 chữ số : Chỉ thị thành phàn hoá học kim loại hàn kết tinh

(2) – Một hoặc nhiều chữ cái chỉ thị sự thay đổi thành phần hoá học cơ bản
L : Hàm lượng corban thấp
Lb : Thêm vào nguyên tố Coban, giảm hàm lượng Carbon
M0 : Thêm vào nguyên tố Molyden, giảm hàm lượng Carbon
(3) Số chỉ thị vị trí hàn, loại thuốc bọc và dịng điện hàn
15 : Thuốc bọc có chứa đá vơi
16 : Thuốc có chứa đá vơi hoặc Titan, dịng AC hoặc DCEN( DC - )
hoặc DCEP (DC +)

22


Bài tập thực hành
Hàn nối ống có vát cạnh ở vị trí ống đứng 2G

Mục tiêu:
- Chuẩn bị chi tiết hàn ống có vát chữ V đúng kích thước bản vẽ, làm sạch hết các vết dầu
mỡ, các vết ôxy hố ở trên phơi.
- Gá phơi hàn chắc chắn, đúng kích thước bản vẽ, đảm bảo vị trí tương quan của các chi
tiết, đúng vị trí hàn.
- Hàn nối ống vát cạnh chữ V ở vị trí hàn ngang đảm bảo độ sâu ngấu, đúng kích thước,
khơng bị khuyết tật, ít biến dạng.
- Kiểm tra đánh giá đúng chất lượng của mối hàn.
- Thực hiện tốt cơng tác an tồn lao động và vệ sinh phân xưởng.
Nội dung:
Lý thuyết liên quan
I. Đọc bản vẽ:

Yêu cầu kỹ thuật:
Mối hàn đúng kích thước.

Mối hàn khơng bị khuyết tật.
1. Phân tích, lựa chọn vật liệu cơ bản:
- Vật liệu cơ bản đã được cho trước: Đó là thép khơng gỉ Austenite SUS 309. Nó được
dùng cho tất cả các chi tiết trong sản phẩm.
- Theo chỉ định (được viết trong tài liệu số [9]), các loại mác thép sau bao gồm cả thép
không gỉ SUS 309:
o AISI 309 – Thép không gỉ Austenit mác thép
o ASTM A167 – Quy cách tiêu chuẩn cho thép không gỉ và chịu nhiệt, thép tấm, băng
Cr-Ni.
o ASTM A249
o ASTM A276 – Quy cách tiêu chuẩn cho thép không gỉ dạng thanh và khối.
o ASTM A473 – Quy cách tiêu chuẩn cho thép không gỉ rèn.
o ASTM A479 – Quy cách tiêu chuẩn cho thép không gỉ dạng thanh khối, sử dụng
trong lò hơi và thiết bị áp lực.

23


o DIN 1.4828
o UNS S30900
1.1 Bảng thống kê thành phần hóa học của vật liệu cơ bản:
Bảng 2.1.2: Bảng thống kê thành phần hóa học của thép SUS 309 (theo [8])
Tiêu chuẩn

Mác thép

Thành phần hóa học

(Standard)

(Grade)

(Chemical Composition)

ASTM A167 –
99
(AISI)

C

Si

Mn

A167

0,2

1

(SUS
309)

max

max

2
max

Cr

Ni

P (max)

S (max)

22÷2
4

12÷
15

0,045

0.03

1.2. Bảng thống kê cơ tính của vật liệu cơ bản:
Bảng 2.1.2: Bảng thống kê cơ tính của vật liệu SUS 309 (theo [8])
Vật
liệu

Khối
lượng
riêng
(g/cm3)

Nhiệt
độ

nóng
chảy

Hệ số dẫn
nhiệt,
(cal/cm.s.0C)

( 0C)

Độ
cứn
g

Độ
bền
kéo

Độ
bền
uốn

(HB)

(MPa)

(MPa)

Độ
dãn
dài

tương
đối

Modun
đàn hồi
(kG.mm2
.10-3)

(%)
SUS
309

7.9

2650

0.12

217

515

205

40

29

1.3. Các chú ý khi hàn loại vật liệu đã chọn:
a) Tính tốn các thông số nhạy đối với nứt:

- Hệ số nhạy đối với nứt nóng (HCS):
Si
Ni
1
15


0,03 + 0,045 +
25 100  1000.0,2.
25 100  1,89
HCS = 1000.C.
3.Mn  Cr  Mo  V
3.2  22  0  0
S+P+

(1)
=> Ta thấy hệ số HCS = 1,89 nằm trong khoảng 1,6 ÷ 2. Vậy thép ít nhạy với nứt nóng.
- Hệ số nhạy đối với nứt nguội (CE):
CE  C 

Mn (Mn  Mo  V) Ni  Cu
2 (2  0  0) 15  0


 0, 2  

 1, 933
6
5
15

6
5
15

(2)
=> Ta thấy hệ số CE ≥ 0,45, nên thép này nhạy cảm với nứt nguội.
=> Cách khắc phục, phòng ngừa nứt nguội là:
+ Nung sơ bộ, khử ẩm mép liên kết trước khi hàn, giảm tốc độ nguội sau khi hàn.

24


+ Làm sạch mép hàn.
+ Dùng loại quá trình hàn ít Hydro (Que hàn có hệ xỉ Bazo được sấy đúng cách, khí bảo
vệ khơng chứa ẩm).
+ Gá lắp tốt để giảm ứng suất.
+ Nhiệt luyện sau khi hàn.
- Thông số nhạy đối với nứt tầng (PL):

PL  PCM 

HD
25,9
 6.S  1,833 
 6.0, 03  2, 445
60
60

(3)

Với:
+ PCM: là hệ số đặc trưng cho sự giòn ở vùng ảnh hưởng nhiệt do chuyển biến pha, và
được xác định theo công thức sau:
PCM  C 

Si Mn  Cr  Cu Ni V Mo
1 2  25  0 15 0 0

  
 5.B  0, 2  
    5.0  1,833 (4)
30
20
60 10 15
30
20
60 10 15

+ HD: là lượng Hydro khuếch tán tính bằng ml/100g kim loại đắp, và được xác định theo
công thức sau:

HD  0,78.HIIW  1, 4  0,78.HIIW  1, 4  0,78.35 1, 4  25,9

(5)

Trong đó: HIIW là lượng Hydro khuếch tán, được tra trong bảng 1.6 trang 57 của [2], HIIW
= 20 ÷ 35 ml/100g kim loại đắp.
=> Như vậy: PL = 2,445 << 40. Do đó thép này rất ít có khả năng xảy ra nứt tầng.
- Thông số với nứt do Ram mối hàn (PSR hoặc ΔG):
+ Theo tác giả Nakamura, ta có:

G  10.C  Cr  3,3.Mo  8.V  2  10.0, 2  25  3,3.0  8.0  27 (6)
 Ta thấy ΔG = 27 >> 2, nên thép này dễ bị nứt do ram mối hàn.
+ Hoặc theo tác giả Ito, ta có:
PSR  Cr  Cu  2.Mo  10.V  7.Nb  5.Ti  2  25  0  2.0  10.0  7.0  5.0  2  23
(7)


o
o

Ta thấy PSR = 23 >> 0, nên loại thép này rất dễ bị nứt do ram mối hàn.
Các biện pháp phòng ngừa nứt do Ram mối hàn:
Dùng tốc độ nung nhỏ, chủ yếu trong giai đoạn đầu khi Ram tới 3000C.
Khống chế nhiệt độ giữa các đường hàn hoặc nung nóng bổ sung ngay sau khi hàn sao
cho vật hàn chỉ nguội đến nhiệt độ giữa các lớp hàn (150 - 3000C, tùy loại thép), rồi
tiến hành Ram ngay lập tức.
o Gia công bề mặt mối hàn thì tránh thay đổi tiết diện đột ngột.
b) Các chú ý đối với vật liệu SUS:

- Thép Austenit có khả năng dẫn nhiệt kém, nhưng lại có hệ số dãn nở nhiệt cao hơn rất
nhiều so với thép thường, nên khi hàn chiều sâu chảy lớn, nên dễ biến dạng sau hàn, đặc
biệt với kết cấu tấm mỏng cần hàn đính nhiều hơn.

25