nghiên cứu xây dựng qui trình chế tạo và kiểm tra mối hàn các vật liệu khác nhau bằng kỹ thuật kiểm tra không phá hủy

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGUYỄN TRUNG DŨNG

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUI TRÌNH CHẾ TẠO
VÀ KIỂM TRA MỐI HÀN CÁC VẬT LIỆU KHÁC NHAU
BẰNG KỸ THUẬT KIỂM TRA KHÔNG PHÁ HỦY

NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ – 60520103

S K C0 0 4 6 5 2

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10/2015


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGUYỄN TRUNG DŨNG

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUI TRÌNH CHẾ TẠO VÀ
KIỂM TRA MỐI HÀN CÁC VẬT LIỆU KHÁC NHAU
BẰNG KỸ THUẬT KIỂM TRA KHÔNG PHÁ HỦY

NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ - 60520103

Hướng dẫn khoa học
PGS.TS Đặng Thiện Ngôn

Tp. Hồ Chí Minh – tháng 10/2015


LÝ LỊCH KHOA HỌC
I. LÝ LỊCH SƠ LƢỢC:
Họ & tên: NGUYỄN TRUNG DŨNG
Giới tính: Nam
Sinh ngày : 09/02/1975
Nơi sinh: Nghệ an
Quê quán: Phƣờng Hƣng Dũng, thành phố Vinh, tỉng Nghệ An
Dân tộc: Kinh
Đơn vị công tác: Trƣờng Đại Học Công Nghiệp thành phố Hồ Chí Minh
Chỗ ở riêng hoặc địa chỉ liên lạc:
Điện thoại cơ quan:
Điện thoại riêng: 0918356149
Fax:
E-mail:
II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO:
1. Cao Đẳng:
Hệ đào tạo: Chính quy

Thời gian đào tạo từ 09/1992 đến 09/1996

Nơi học : Trƣờng Cao đẳng Sƣ phạm Kỹ thuật Vinh
Ngành học: Công nghệ hàn
2. Đại học:
Hệ đào tạo: Tại chức

Thời gian đào tạo từ 09/1996 đến 09/2000

Nơi học: Trƣờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên
Ngành học: Công Nghệ Cơ Khí
Tên đồ án, luận án hoặc môn thi tốt nghiệp: Thiết kế và lập quy trình công nghệ gia
công mũi khoan Ø16 chuôi côn.
III. QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC:
Thời gian
Từ 11/2001 đến 11/2003
Từ 11/2003 đến hiện nay

Nơi công tác
Công việc đảm nhiệm
Trƣờng CĐ Nghề Cơ Điện
Giáo viên
và Thủy Lợi Đông Nam Bộ
Trƣờng ĐHCN TP.HCM
Giảng Viên
Ngày 07 tháng 10 năm 2015
Ngƣời viết ký tên

Nguyễn Trung Dũng

i


LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan, trên đây là công trình nghiên cứu của tôi. Công trình

đƣợc thực hiện trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết, kinh nghiệm thực tiễn của bản thân,
tƣ vấn ý kiến khoa học của các chuyên gia ngành hàn, các thợ có kinh nghiệm lâu
năm trong lĩnh vực hàn, các kỹ thuật viên có kinh nghiệm trong lĩnh vực kiểm tra
không phá hủy và thông qua chế tạo thực nghiệm dƣới sự hƣớng dẫn khoa học của
PGS. TS. Đặng Thiện Ngôn.
Các số liệu, kết quả đƣợc công bố trong luận văn là hoàn toàn trung thực và
chƣa đƣợc đƣợc công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu khoa học nào khác.

TP Hồ Chí Minh
Ngày 07 tháng 10 năm 2015

Nguyễn Trung Dũng

ii


LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian thực hiện luận văn “ Nghiên cứu xây dựng qui trình chế tạo
và kiểm tra mối hàn các vật liệu khác nhau bằng kỹ thuật kiểm tra không phá
hủy”, tôi đã nhận đƣợc rất nhiều sự giúp đỡ của quý Thầy, Cô các chuyên gia, các
công ty, bạn bè và gia đình. Vậy nay tôi:
Tác giả trân trọng cảm ơn chân thành PGS. TS. Đặng Thiện Ngôn, đã dành
nhiều thời gian, tâm huyết truyền đạt những kiến thức khoa học qúi báu, hƣớng
dẫn, định hƣớng, động viên tác giả trong quá trình thực hiện luận văn.
Tác giả trân trọng cảm ơn PGS.TS. Lê Chí Cƣơng, ngƣời đã giành nhiều
thời gian định hƣớng, hƣớng dẫn, truyền đạt những kiến thức quí báu trong thời
gian tác giả thực hiện luận văn.
Tác giả trân trọng cảm ơn quý Thầy, Cô Trƣờng Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật
TP. HCM đã tận tình giảng dạy, truyền đạt những kiến thức nền tảng, chuyên môn
trong thời gian tác giả học tập và nghiên cứu tại trƣờng.

Tác giả trân trọng cảm ơn anh Nguyễn Trọng Quốc Khánh - Giám đốc Công
ty TNHH Giải pháp kiểm định Việt Nam (Visco) – đã nhiệt tình chia sẻ kiến thức,
góp ý, hỗ trợ kiểm tra đánh giá về siêu âm chi tiết mẫu.
Tác giả trân trọng cảm ơn anh Phạm Chí Sỹ - Bộ phận kiểm định thuộc
Công ty kiểm định độc lập SGS, Thụy Sĩ - đã chia sẻ những kinh nghiệm thực tiễn
và hỗ trợ kiểm tra đánh giá về chụp ảnh phóng xạ các chi tiết mẫu.
Tác giả trân trọng cảm ơn đến Ban Giám Hiệu, ban lãnh đạo Khoa Cơ Khí
Trƣờng Đại học Công nghiệp TP.HCM, cùng đồng nghiệp đã tạo điều kiện, giúp
đỡ, động viên tác giả hoàn thành khóa học của mình.
Tác giả trân trọng cảm ơn Gia đình đã luôn động viên, chia sẻ khó khăn
trong suốt quá trình tác giả học tập và thực hiện luận văn.
Xin chân thành cảm ơn.
Học viên thực hiện

Nguyễn Trung Dũng

iii


TÓM TẮT
Sự tham gia của các kim loại khác nhau trong một kết cấu đã đƣợc sử dụng
rộng rãi trong các ngành công nghiệp. chủ yếu để đạt đƣợc tính chất cơ học tốt của
vật liệu hoặc là khối lƣợng riêng thấp hoặc chống ăn mòn tốt hoặc tính chất điện tốt
của vật liệu thứ hai. Tuy nhiên hiệu quả của hàn kim loại khác nhau đã đặt ra một
thách thức lớn về công nghệ do sự khác biệt về tính chất cơ nhiệt và hóa học của vật
liệu trong liên kết khi hàn hai vật liệu thép cacbon A516 Grade 65 và thép không gỉ
austenit A240M 316L. Cho nên việc nghiên cứu các thông số hàn, quy trình hàn để
từ đó đƣa ra giải pháp kỹ thuật để thực hiện liên kết hàn này là cấp thiết và quá trình
hàn thích hợp đƣợc lựa chọn là hàn TIG. Đây là một quá trình hàn hồ quang sử
dụng điện cực không nóng chảy để thực hiện quá trình hàn. Lựa chọn trị số của các

thông số đầu vào đóng một vai trò rất quan trọng trong việc xác định chất lƣợng của
liên kết hàn. Sau khi hàn, mẫu hàn đƣợc kiểm tra bằng kỹ thuật kiểm tra không phá
hủy (chụp ảnh phóng xạ và siêu âm).
Đề tài đã tiến hành nghiên cứu các khuyết tật hàn thƣờng xuất hiện nhất trong
mối hàn hai vật liệu thép cacbon A516 Grade 65 và thép không gỉ austenit A240M
316L. Đề xuất QTCN chế tạo chi tiết có chứa các khuyết tật hàn thông dụng nhƣ
thiếu thấu và nứt. QTCN đề xuất đã đƣợc kiểm nghiệm qua việc chế tạo các chi tiết
mẫu thử nghiệm và kiểm tra bằng phƣơng pháp X-quang, siêu âm tổ hợp pha. Kiểm
nghiệm cho kết quả tốt, đáp ứng đƣợc các yêu cầu kỹ thuật cho phép ứng dụng
QTCN chế tạo chi tiết mẫu để phục vụ cho công tác đào tạo và phát triển kỹ thuật
kiểm tra không phá hủy mới.

iv


ABSTRACT
The involvement of different metals in a structure has been widely used in
the industries. Primarily to achieve better mechanical properties of the materials or
the low specific weight or good corrosion resistance or good electrical properties of
the second material. However, the effect of different metals welded posed a major
challenge of technology because differences in thermal, mechanical and chemistry
properties of materials in welded joint two materials are mild steel A516 Grade 65
and austenitic stainless steel A240M 316L. So the research of welding parameters,
welding processes in order to offer technical solutions to perform welded joint is
urgent and appropriate welding process was selected as TIG (Tungsten Inert Gas),
TIG welding

is an arc welding process that uses a non-consumable tungsten

electrode to produce the weld. Selection of the levels of the input parameters and

filler metals are very significant role in determining the quality of a weld joint.
After welding, technical non-destructive testing (radiographic testing and ultrasonic
testing) have been conducted.
Subject studied the most commonly required defect types in weld seams,
when welded joint two materials are mild steel A516 Grade 65 and austenitic
stainless steel A240M 316L. Proposals for welding procedure specification of
producing detail containing common welding defects, such as: lack of penetration,
and cracks. Welding procedure specification proposed was tested through producing
test specimens and testing by radiographic testing and ultrasonic testing. The
testings bring good results and respond technical requirement. Welding procedure
specification producing test specimen is applied to required for training purposes,
developing new non-destructive testing techniques.

v


MỤC LỤC
Trang tựa
Quyết định giao đề tài
Xác nhận của cán bộ hƣớng dẫn
LÝ LỊCH KHOA HỌC ..............................................................................................i
LỜI CAM ĐOAN..................................................................................................... ii
LỜI CẢM ƠN ......................................................................................................... iii
TÓM TẮT ................................................................................................................iv
MỤC LỤC................................................................................................................vi
DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT .....................................................................xi
DANH SÁCH CÁC BẢNG .....................................................................................xi
DANH SÁCH CÁC HÌNH.................................................................................... xiii
CHƢƠNG 1: MỞ ĐẦU ........................................................................................... 1
1.1. Tính cấp thiết của đề tài ................................................................................. 1

1.2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài....................................................................... 3
1.3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu của đề tài .................................................. 3
1.3.1. Đối tƣợng nghiên cứu ............................................................................. 3
1.3.2. Phạm vi nghiên cứu................................................................................. 4
1.4. Phƣơng pháp nghiên cứu ................................................................................ 4
1.5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ........................................................ 4
1.6. Nội dung đề tài ............................................................................................... 5
CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN ................................................................................... 6
2.1. GIỚI THIỆU VỀ KIM LOẠI HÀN ............................................................... 6
2.1.1 Thép không gỉ .......................................................................................... 6
2.1.1.1 Phân loại ........................................................................................... 7
2.1.1.2 Thành phần hóa học và cơ tính vật liệu cơ bản thép không gỉ .......... 8
2.1.1.3 Tính hàn của thép không gỉ austenit ................................................. 8
2.1.1.4 Công nghệ hàn thép không gỉ 316L bằng phƣơng pháp hàn TIG... 14
2.1.2 Thép cacbon ........................................................................................... 15

vi


2.1.2.1 Phân loại ......................................................................................... 16
2.1.2.2 Thành phần hóa học và cơ tính vật liệu cơ bản thép cacbon ........... 17
2.1.2.3 Tính hàn của thép A516 Grade 65 .................................................. 17
2.1.2,4 Công nghệ hàn thép A516 Grade 65 bằng phƣơng pháp hàn TIG .. 18
2.2 Công nghệ hàn vật liệu khác chủng loại bằng phƣơng pháp hàn TIG ........... 19
2.2.1 Khái niệm và nguyên lý hoạt động phƣơng pháp hàn TIG ..................... 19
2.2.2 Đặc điểm của quá trình hàn .................................................................... 20
2.2.3 Điện cực hàn TIG................................................................................... 20
2.2,4 Cƣờng độ dòng điện khi hàn TIG........................................................... 22
2.2.5 Điện áp hồ quang ................................................................................... 23
2.2.6 Khí bảo vệ .............................................................................................. 24

2.2.7 Kim loại đắp (dây hàn phụ).................................................................... 25
2.3 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nƣớc.................................................... 25
2.3.1 Tình hình nghiên cứu trong nƣớc ........................................................... 25
2.3.2 Tình hình nghiên cứu ở nƣớc ngoài ....................................................... 26
2.3.3 Định hƣớng nghiên cứu của đề tài ......................................................... 28
CHƢƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT ..................................................................... 29
3.1 CÁC PHƢƠNG PHÁP HÀN THÉP CACBON VÀ THÉP KHÔNG GỈ ...... 29
3.1.1 Hàn thép cacbon với thép không gỉ bằng phƣơng pháp hàn nổ (Explosive
Welding Process) ............................................................................................ 29
3.1.2 Hàn thép cacbon với thép không gỉ bằng phƣơng pháp hàn ma sát ........ 29
3.1.3 Hàn thép cacbon với thép không gỉ bằng phƣơng pháp điện tiếp xúc
điểm điện trở (Resistance Spot Welding Process). .......................................... 32
3.1.4 Hàn thép cacbon – thép không gỉ bằng phƣơng pháp hàn hồ quang ...... 33
3.1.4.1 Hàn thép cacbon – thép không gỉ bằng phƣơng pháp hàn MIG ...... 33
3.1.4.2 Hàn thép cacbon – thép không gỉ bằng phƣơng pháp hàn TIG ....... 34
3.2 KHUYẾT TẬT MỐI HÀN ........................................................................... 34
3.2.1 Ngậm xỉ (Solid inclusions)..................................................................... 35
3.2.2 Thiếu ngấu (Lack of fusion) ................................................................... 36
3.2.3 Không thấu (Lack of penetration) .......................................................... 39

vii


3.2,4 Khuyết tật rỗ khí/hốc khí (Cavities) ....................................................... 41
3.2.5 Nứt (Cracks) .......................................................................................... 43
3.3 CÁC PHƢƠNG PHÁP KIỂM TRA KHUYẾT TẬT MỐI HÀN.................. 47
3.3.1 Kiểm tra mối hàn bằng phƣơng pháp siêu âm (UT-Ultrasonic Test)...... 48
3.3.1.1 Qui trình chung ............................................................................... 49
3.3.1.2 Kiểm tra mối hàn giáp mối ............................................................. 50
3.3.2 Kiểm tra mối hàn bằng phƣơng pháp chụp ảnh phóng xạ. ..................... 55

CHƢƠNG 4: QUY TRÌNH HÀN HAI VẬT LIỆU KHÁC NHAU ................... 58
4.1 PHƢƠNG ÁN CHẾ TẠO MẪU HÀN GIÁP MỐI....................................... 58
4.1.1. Đề xuất phƣơng án ................................................................................ 58
4.1.2. Lựa chọn phƣơng án ............................................................................. 60
4.2 PHƢƠNG ÁN CHẾ TẠO MẪU HÀN CÓ KHUYẾT TẬT ......................... 60
4.2.1 Đề xuất phƣơng án chế tạo mẫu hàn có khuyết tật thiếu thấu chân ........ 60
4.2.2 Đề xuất phƣơng án chế tạo mẫu hàn cókhuyết tật nứt ............................ 62
4.2.3 Lựa chọn phƣơng án .............................................................................. 65
CHƢƠNG 5: THỰC NGHIỆM – ĐÁNH GIÁ .................................................... 66
5.1 XÂY DỰNG QUI TRÌNH CHẾ TẠO MẪU HÀN GIÁP MỐI .................... 66
5.1.1 Chuẩn bị mẫu hàn .................................................................................. 66
5.1.1.1 Kích thƣớc chi tiết mẫu................................................................... 66
5.1.1.2 Thiết kế mối ghép ........................................................................... 66
5.1.1.3 Lựa chọn vật liệu hàn...................................................................... 67
5.1.2 Hàn đính................................................................................................. 69
5.1.2.1 Trình tự và kích thƣớc mối hàn đính ............................................... 69
5.1.2.2 Xử lý biến dạng hàn ........................................................................ 71
5.1.3 Hàn......................................................................................................... 73
5.1.3.1 Năng lƣợng đƣờng (Heat input). ..................................................... 73
5.1.3.2 Nhiệt độ giữa các đƣờng hàn (Tip- interpass temperature) .............. 74
5.1.3.3 Trình tự bố trí các lớp hàn và đƣờng hàn. ....................................... 74
5.1.4 Kiểm tra ................................................................................................. 75
5.1.5 Trang thiết bị hàn ................................................................................... 75

viii


5.2 THỰC NGHIỆM QUI TRÌNH CHẾ TẠO MẪU HÀN ................................ 76
5.2.1 Quy trình hàn sơ bộ chế tạo thực nghiệm mẫu hàn ................................ 76
5.2.1.1 Chuẩn bị mẫu hàn TS1-TC1 ........................................................... 76

5.2.1.2 Hàn đính ......................................................................................... 79
5.2.1.3 Hàn ................................................................................................. 81
5.2.1.4 Kiểm tra .......................................................................................... 88
5.2.2 Quy trình hàn chế tạo thực nghiệm mẫu hàn .......................................... 90
5.2.2.1 Chuẩn bị mẫu hàn. .......................................................................... 90
5.2.2.2 Hàn đính. ........................................................................................ 90
5.2.2.3 Hàn ................................................................................................. 91
5.2.2,4 Kiểm tra. ......................................................................................... 94
5.3 QUY TRÌNH HÀN CHẾ TẠO KHUYẾT TẬT. .......................................... 98
5.3.1 Qui trình hàn chi tiết mẫu có khuyết tật thiếu thấu chân ........................ 98
5.3.2 Qui trình hàn chi tiết mẫu có khuyết tật nứt ......................................... 100
5.4 CHẾ TẠO THỰC NGHIỆM MẪU KHUYẾT TẬT THIẾU THẤU CHÂN ...102
5.4.1 Chọn kim loại cơ bản: .......................................................................... 102
5.4.2 Thiết kế mối ghép. ............................................................................... 102
5.4.3 Tạo khuyết tật. ..................................................................................... 103
5.4.3.1 Hàn đính. ...................................................................................... 103
5.4.3.2 Hàn lớp chân 1. ............................................................................. 104
5.4.3.3 Hàn các lớp đắp: ........................................................................... 105
5.4.3.4 Hàn lớp phủ: ................................................................................. 107
5.4.3.5 Hàn mặt sau. ................................................................................. 108
5.4.3.6 Kiểm tra đánh giá: ........................................................................ 110
5.4.3.7 Nhận xét........................................................................................ 113
5.5 CHẾ TẠO THỰC NGHIỆM MẪU KHUYẾT TẬT NỨT. ........................ 114
5.5.1 Chọn kim loại cơ bản: .......................................................................... 114
5.5.2 Thiết kế mối ghép. ............................................................................... 114
5.5.3 Tạo khuyết tật: ..................................................................................... 114
5.5.3.1 Hàn đính. ...................................................................................... 114

ix

5.5.3.2 Hàn lớp chân: ................................................................................ 115
5.5.3.3 Hàn lớp đắp................................................................................... 117
5.5.3.4 Hàn lớp phủ: ................................................................................. 118
5.5.3.5 Hàn mặt sau. ................................................................................. 119
5.5.3.6 Kiểm tra đánh giá: ........................................................................ 121
5.5.3.7 Nhận xét........................................................................................ 124
CHƢƠNG 5: KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ ........................................................ 126
6.1 KẾT LUẬN ................................................................................................. 126
6.2 KIẾN NGHỊ ............................................................................................... 127
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................... 128
PHỤ LỤC ............................................................................................................ 130

x


DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT
AISI

American Iron and Steel Institute

ASME

American Society of Mechanical Engineers

ASTM

American Society for Testing and Materials

AWS

American Welding Society

CR

Crack

GMAW

Gas Metal Arc Welding

GTAW

Gas Tungsten Arc Welding

HAZ

Heat Affected Zones

LP

Lack of Penetration

MAG

Metal Active Gas

MIG

Metal Inert Gas

NDE

Non - Destructive Evaluation

NDI

Non - Destructive Inspection

NDT

Non - Destructive Testing

PA

Phased Array

RT

Radiographic Test

SAW

Sumerge Arc Welding

SMAW

Shield Metal Arc Welding

TIG

Tungsten Inert Gas

UT

Ultrasonic Test

xi


DANH SÁCH CÁC BẢNG
Trang
Bảng 2.1: Thành phần hóa học của thép không gỉ A240 316L [20] ............................ 8
Bảng 2.2: Cơ tính của thép không gỉ A240 316L [20] ................................................ 8
Bảng 2.3: Thành phần hóa học của thép A516 Grade 65 [20] ................................... 17
Bảng 2.4: Cơ tính của thép A516 Grade 65 [20] ....................................................... 17
Bảng 2.5: Thành phần hóa học của các điện cực vônfram [3] ................................... 21
Bảng 2.6: Phân loại theo vạch màu trên điện cực hàn TIG [3] ................................. 21
Bảng 2.7: Lựa chọn đƣờng kinh điện cực và dòng điện hàn [3] ................................ 23
Bảng 2.8: Thành phần các chất hóa học trong khí argon [3] ..................................... 24
Bảng 3.1: Chọn góc đầu dò theo chiều dày vật hàn .................................................. 51
Bảng 5.1: Thành phần hóa học của dây hàn phụ [11] ............................................... 69
Bảng 5.2: Cơ tính của Dây hàn phụ TG-309L [11] ................................................... 69
Bảng 5.3: Khoảng cách giữa các môi hàn đính [19].................................................. 70
Bảng 5.4: Biến dạng góc khi hàn giáp mối [2] .......................................................... 72
Bảng 5.5:Thông số kỹ thuật cơ bản của máy hàn TIG OTC Daihen Accutig 300P
[30] ........................................................................................................... 76
Bảng 5.7: Bảng tổng hợp các thông số của chế độ hàn mẫu TC1-TS1...................... 88
Bảng5.8: Bảng tổng hợp các thông số trung bình của chế độ hàn mẫu TC2 - TS2 và
TC3 - TS3................................................................................................. 93

Bảng 5.9: Kết quả kiểm tra các chi tiết mẫu khuyết tật thiếu thấu chân .................. 111
Bảng 5.10: Chế độ hàn cho lớp thứ nhất khuyết tật nứt. ......................................... 115
Bảng 5.11: Kết quả đo kiểm các chi tiết mẫu có khuyết tật nứt. ............................. 121

xii


DANH SÁCH CÁC HÌNH
Trang
Hình 1.1: Sản xuất hệ vỏ & ống trao đổi nhiệt sử dụng hai vật liệu ......................... 2
Hình 1.2: Liên kết hàn giáp mối thép cacbon – thép không gỉ.................................. 3
Hình 2.1. Giản đồ Schaeffler [28] ............................................................................. 6
Hình 2.2. Kết tinh kim loại mối hàn một pha  [1] ................................................... 9
Hình 2.3. Kết tinh kim loại mối hàn hai pha  + [1]................................................ 9
Hình 2.4. Giản đồ Delong và số ferit FN [28]......................................................... 11
Hình 2.5. Các dạng ăn mòn tinh giới ...................................................................... 13
Hình 2.6. Thiết bị hàn TIG [25] .............................................................................. 19
Hình 2.7. Phân loại theo vạch mầu trên điện cực hàn TIG [25] .............................. 22
Hình 3.1. Hàn liên kết thép cacbon - thép không gỉ bằng phƣơng pháp hàn nổ ...... 29
Hình 3.2. Hàn liên kết thép cacbon – thép không gỉ bằng phƣơng pháp hàn ma sát
ngoáy ...................................................................................................... 30
Hình 3.3. Hàn liên kết thép cacbon - thép không gỉ bằng phƣơng pháp hàn ma
sát quay ............................................................................................ 31
Hình 3.4. Hàn liên kết thép cacbon – thép không gỉ bằng phƣơng pháp hàn điện
tiếp xúc điểm điện trở ............................................................................. 33
Hình 3.5. Hàn liên kết thép cacbon – thép không gỉ bằng phƣơng pháp hàn MIG.. 34
Hình 3.6. Nguyên lý phƣơng pháp hàn TIG và sản phẩm hàn thép cacbon – thép
không gỉ .................................................................................................. 34
Hình 3.7. Mối hàn ngậm xỉ ..................................................................................... 35
Hình 3.8. Sơ đồ phân loại các khuyết tật ngậm xỉ [20] ........................................... 35

Hình 3.9. Các vị trí thƣờng xuất hiện khuyết tật ngậm xỉ ....................................... 36
Hình 3.10. Phân loại khuyết tật thiếu ngấu [21]...................................................... 37
Hình 3.11. Khuyết tật thiếu ngấu cạnh [18] ............................................................ 37
Hình 3.12. Khuyết tật thiếu ngấu giữa các lớp [18] ................................................ 38
Hình 3.13: Khuyết tật thiếu ngấu chân [18] ............................................................ 38
Hình 3.14. Phân loại khuyết tật không thấu [21]..................................................... 39

xiii


Hình 3.15. Khuyết tật không thấu [21] ................................................................... 40
Hình 3.16. Khuyết tật thiếu thấu chân [21] ............................................................. 40
Hình 3.17. Phân loại khuyết tật rỗ khí theo BS EN [21] ........................................ 42
Hình 3.18. Các dạng khuyết tật rỗ khí .................................................................... 42
Hình 3.19. Rỗ khí bên trong mối hàn [21] .............................................................. 43
Hình 3.20. Phân loại khuyết tật nứt ....................................................................... 44
Hình 3.21. Các vị trí thƣờng xuất hiện vết nứt dọc ................................................. 44
Hình 3.22. Vị trí thƣờng xuất hiện các vết nứt dọc ................................................. 45
Hình 3.23. Các vị trí thƣờng xuất hiện vết nứt ngang ............................................. 45
Hình 3.24. Vị trí các vết nứt ngang ......................................................................... 45
Hình 3.25. Các vị trí thƣờng xuất hiện vết nứt tia ................................................... 46
Hình 3.26. Vị trí vết nứt rãnh hồ quang .................................................................. 46
Hình 3.27. Nứt Cắt lớp ở chân mối hàn [21]........................................................... 47
Hình 3.28. Nguyên lý phát hiện khuyết tật bằng phƣơng pháp siêu âm. ................. 49
Hình 3.29. Sơ đồ dò liên kết giáp hàn mối. ............................................................. 51
Hình 3.30. Quét mối hàn với tấm chèn (insert) ....................................................... 52
Hình 3.31. Quét mối hàn với đệm lót phía sau........................................................ 52
Hình 3.32. Dò hai đầu dò bằng kỹ thuật Tandem (Pich - Catch) ............................ 53
Hình 3.33. Sơ đồ dò kiểm tra siêu âm liên kết hàn vát mép V [6] .......................... 53
Hình 3.34. Vùng dịch chuyển đầu dò siêu âm [6] ................................................... 54

Hình 3.35. Sơ đồ dò kiểm tra siêu âm liên kết giáp hàn mối chữ V và X [6] .......... 54
Hình 3.36. Sơ đồ hoạt động kiểm tra phóng xạ ....................................................... 55
Hình 3.37. Kiểm tra mối hàn giáp mối bằng X quang ............................................ 56
Hình 4.1. Mối hàn giáp mối vát cạnh chữ V có tấm lót [27] ................................... 58
Hình 4.2. Mặt sau mối hàn thép không gỉ [28]. ...................................................... 59
Hình 4.3. Mối hàn giáp mối vát cạnh chữ V với khí bảo vệ mặt sau.[27] ............... 59
Hình 4.4. Mối hàn giáp mối vát cạnh chữ V hàn hai phía. ...................................... 60
Hình 4.5. Sử dụng lá kim loại chèn tạo khuyết tật thiếu ngấu chân [29]................. 61
Hình 4.6. Khuyết tật thiếu ngấu chân đƣợc tạo ra bằng EDM [29] ......................... 62
Hình 4.7. Khuyết tật thiếu thấu [29] ....................................................................... 62

xiv


Hình 4.8. Hình ảnh vết nứt dạng bẻ gãy ................................................................. 63
Hình 4.9. Kết quả vết nứt tạo ra từ việc thêm đồng vào mối hàn ............................ 63
Hình 4.10. Vết nứt hình thành khi hàn sử dụng điện cực bằng gang....................... 64
Hình 5.4. Trình tự thực hiện mối hàn đính [19] ...................................................... 70
Hình 5.5. Mài vát điểm đầu và cuối mối hàn đính ................................................. 71
Hình 5.6. Mối hàn vát cạnh chữ X .......................................................................... 71
Hình 5.7. Bố trí thứ tự đƣờng hàn hợp lý [19] ........................................................ 71
Hình 5.8. Kẹp chặt khi hàn [29] .............................................................................. 72
Hình 5.9. Tạo biến dạng ngƣợc khi hàn [19] .......................................................... 72
Hình 5.10. Xác định góc biến dạng ngƣợc β bằng thực nghiệm. ............................ 73
Hình 5.11. Bố trí các lớp hàn và thứ tự hàn các đƣờng hàn .................................... 75
Hình 5.12. Kích thƣớc mối ghép hàn ...................................................................... 77
Hình 5.13. Kích thƣớc và phôi mẫu sau khi cắt ...................................................... 77
Hình 5.14. Kích thƣớc vát cạnh phôi mẫu .............................................................. 78
Hình 5.15. Làm sạch tấm phôi mẫu ........................................................................ 79
Hình 5.16. Góc độ mỏ hàn và dây hàn phụ khi hàn đính ........................................ 79

Hình 5.17. Đồ gá sử dụng khi hàn đính .................................................................. 80
Hình 5.18. Kích thƣớc, khoảng cách và thứ tự mối hàn đính .................................. 80
Hình 5.19. Tạo biến dạng ngƣợc mẫu hàn .............................................................. 80
Hình 5.20. Trình tự bố trí các lớp hàn .................................................................... 81
Hình 5.21. Hàn lớp chân mẫu hàn TC1-TS1........................................................... 81
Hình 5.22. Kiểm tra nhiệt độ giữa các đƣờng hàn .................................................. 82
Hình 5.23. Góc độ mỏ hàn và dây hàn phụ khi hàn đƣờng hàn 2 mẫu hàn TC1-TS1.. 83
Hình 5.24. Mẫu hàn TC1-TS1 sau khi hàn đƣờng hàn 2......................................... 83
Hình 5.25. Góc độ mỏ hàn và dây hàn phụ khi hàn đƣờng hàn 3............................ 84
Hình 5.26. Mẫu hàn TC1-TS1 sau khi hàn đƣờng hàn 3......................................... 84
Hình 5.27. Kích thƣớc mối hàn lớp phủ.................................................................. 84
Hình 5.28. Góc độ mỏ hàn và dây hàn phụ khi hàn đƣờng hàn 6............................ 85
Hình 5.29. Mẫu hàn TC1-TS1 sau khi hàn đƣờng hàn 6......................................... 85
Hình 5.30. Góc độ mỏ hàn khi hàn đƣờng hàn 7 .................................................... 86

xv


Hình 5.31. Mẫu hàn TC1-TS1 sau khi hàn đƣờng hàn 7......................................... 86
Hình 5.32. Kích thƣớc rãnh mài ............................................................................. 87
Hình 5.33. Mặt sau đƣờng hàn mẫu hàn TC1-TS1 ................................................. 87
Hình 5.34. Mặt sau mẫu hàn TC1-TS1 sau khi hàn đƣờng hàn 8 ........................... 88
Hình 5.35. Khuyết tật thiếu thấu chân trên phim X-quang...................................... 89
Hình 5.36. Báo cáo khuyết tật thiếu thấu chân khi siêu âm. ................................... 89
Hình 5.37. Trình tự bố trí lớp hàn khi hàn mẫu TC2 - TS2..................................... 91
Hình 5.38. Kích thƣớc rãnh mài mẫu hàn TC2 - TS2 ............................................. 92
Hình 5.39. Hàn đƣờng hàn 8 mẫu hàn TC2-TS2 .................................................... 92
Hình 5.40. Hàn đƣờng hàn 9 ................................................................................... 93
Hình 5.41. Hình ảnh mẫu hàn TC2-TS2 trên phim X-quang .................................. 94
Hình 5.42. Hình ảnh mẫu hàn TC3-TS3 trên phim X-quang .................................. 94

Hình 5.43. Báo cáo kiểm tra siêu âm mẫu hàn TC2 - TS2 . .................................... 95
Hình 5.44. Hình ảnh năm mẫu hàn. ........................................................................ 95
Hình 5.45. Hình ảnh mẫu hàn S1-C1 trên phim X-quang ....................................... 96
Hình 5.45. Hình ảnh mẫu hàn S2-C2 trên phim X-quang ....................................... 96
Hình 5.46. Hình ảnh mẫu hàn S3-C3 trên phim X-quang ....................................... 96
Hình 5.47. Hình ảnh mẫu hàn S4-C4 trên phim X-quang ....................................... 97
Hình 5.48. Hình ảnh mẫu hàn S5-C5 trên phim X-quang ....................................... 97
Hình 5.49. Báo cáo kiểm tra siêu âm mẫu hàn C1 – S1 . ........................................ 97
Hình 5.50. Mối ghép chữ V tạo khuyết tật thiếu thấu chân ..................................... 98
Hình 5.51. Vị trí khuyết tật thiếu thấu chân ............................................................ 99
Hình 5.52. Trình tự hàn và vị trí dự kiến khuyết tật thiếu thấu chân ..................... 100
Hình 5.53. Mối ghép chữ V tạo khuyết tật nứt...................................................... 101
Hình 5.54. Trình tự hàn và vị trí khuyết tật nứt. ................................................... 102
Hình 5.55. Thiết kế mối ghép kiểu V đơn và vị trí khuyết tật nứt dự kiến ............ 103
Hình 5.56. Trình tự hàn và vị trí khuyết tật thiếu thấu chân LP.S - LP.C. ............ 103
Hình 5.57. Góc độ mỏ hàn và dây hàn phụ khi hàn đính mẫu LP.S-LP.C. ........... 104
Hình 5.58. Kích thƣớc và vị trí khuyết tật trên mẫu hàn LP.S - LP.C. .................. 104
Hình 5.59. Hàn vị trí còn lại của lớp thứ nhất mẫu LP.S - LP.C. .......................... 105

xvi


Hình 5.60. Góc độ mỏ hàn khi hàn đƣờng hàn 2 và 4 mẫu LP.S-LP.C. ................ 106
Hình 5.61. Mẫu LP.S-LP.C sau khi hàn đƣờng hàn 4 lớp đắp. ............................. 106
Hình 5.62. Góc độ mỏ hàn khi hàn đƣờng hàn 3 và 5 mẫu LP.S-LP.C. ................ 107
Hình 5.63. Mẫu LP.S-LP.C sau khi hàn đƣờng hàn 5 lớp đắp. ............................. 107
Hình 5.64. Góc độ mỏ hàn khi hàn đƣờng hàn 7 lớp phủ ..................................... 108
Hình 5.65. Mẫu LP.S - LP.C sau khi hàn xong lớp phủ. ....................................... 108
Hình 5.66. Mài rãnh mặt sau mẫu khuyết tật thiếu thấu chân. .............................. 108
Hình 5.67. Hàn lấp rãnh mài mẫu LP.S-LP.C. ...................................................... 109

Hình 5.68. Mẫu LP.S-LP.C sau khi hàn xong mặt sau. ......................................... 110
Hình 5.69. Các mẫu khuyết tật thiếu thấu chân đã chế tạo.................................... 110
Hình 5.70. Khuyết tật hàn mẫu LP.S1-LP.C1 trên phim X-quang ........................ 111
Hình 5.71. Khuyết tật hàn mẫu LP.S1-LP.C1 khi siêu âm phased array. .............. 111
Hình 5.72. Khuyết tật hàn mẫu LP.S2-LP.C2 trên phim X-quang. ....................... 112
Hình 5.73. Khuyết tật hàn mẫu LP.S2-LP.C2 khi siêu âm phased array. .............. 112
Hình 5.74. Khuyết tật hàn mẫu LP.S3-LP.C3 trên phim X-quang ........................ 112
Hình 5.75. Khuyết tật hàn mẫu LP.S3-LP.C3 khi siêu âm phased array. .............. 113
Hình 5.76. Thiết kế mối ghép và vị trí khuyết tật nứt dự kiến .............................. 114
Hình 5.77. Trình tự bố trí lớp hàn khi mẫu khuyết tật nứt ................................... 114
Hình 5.78. Hàn đính mẫu khuyết tật nứt ............................................................... 115
Hình 5.79. Hàn chế tạo khuyết tật nứt .................................................................. 116
Hình 5.80. Hàn phủ vết nứt và vị trí còn lại của lớp hàn thứ nhất mẫu CR.S-CR.C. . 116
Hình 5.81. Góc độ mỏ hàn khi hàn đƣờng hàn 2 của lớp đắp mẫu CR.S-CR.C. ... 117
Hình 5.82. Góc độ mỏ hàn khi hàn đƣờng hàn 3 của lớp đắp mẫu CR.S-CR.C. ... 118
Hình 5.83. Mẫu CR.S-CR.C sau khi hàn xong lớp đắp. ........................................ 118
Hình 5.84. Mẫu CR.S-CR.C sau khi hàn xong lớp phủ. ....................................... 119
Hình 5.85. Mài rãnh mặt sau mẫu khuyết tật nứt. ................................................. 119
Hình 5.86. Hàn đƣờng hàn 8 mặt sau mẫu khuyết tật nứt. .................................... 121
Hình 5.87. Các chi tiết mẫu có khuyết tật nứt đƣợc chế tạo .................................. 121
Hình 5.88. Khuyết tật nứt mẫu CR.S1-CR.C1 trên phim X quang ....................... 122
Hình 5.89. Khuyết tật nứt mẫu CR.S1-CR.C1 khi siêu âm phased array .............. 122

xvii


Hình 5.90. Khuyết tật nứt mẫu CR.S2 - CR.C2 trên phim X quang. .................... 123
Hình 5.91. Kết quả siêu âm khuyết tật nứt mẫu CR.S2 - CR.C2 .......................... 123
Hình 5.92. Khuyết tật nứt mẫu CR.S3 - CR.C3 trên phim X quang. .................... 124
Hình 5.93. Khuyết tật nứt mẫu CR.S3-CR.C3 khi siêu âm phased array .............. 124

xviii


CHƢƠNG 1: MỞ ĐẦU
Trong công nghiệp hóa chất các dây chuyền sản xuất hoạt động liên tục trong
các điều kiện công nghệ khắc nghiệt đƣợc khống chế rất nghiêm ngặt và một môi
trƣờng hóa chất gây nên han gỉ, hƣ hỏng cho các thiết bị, máy móc. Theo số liệu
thống kê mới nhất, trong các nhà máy hóa chất chi phí dành cho bảo vệ chống ăn
mòn chiếm 70 - 80% chi phí sửa chữa và dịch vụ sửa chữa trong năm. Do vậy,
ngƣời ta ngày càng chú ý hơn đến việc bảo vệ chống ăn mòn thiết bị công nghệ để
đảm bảo hoạt động sản xuất liên tục, không bị gián đoạn. Một trong các kỹ thuật
bảo vệ chống ăn mòn là lựa chọn loại vật liệu chế tạo nên kết cấu, máy móc có khả
năng làm chậm quá trình ăn mòn.
Thép không gỉ, thép hợp kim cao chịu ăn mòn trên cơ sở thép crôm – niken
có giá thành cao, là một trong những vật liệu đƣợc sử dụng phổ biến trong các
ngành công nghiệp hóa chất để chế tạo các thiết bị, máy móc sản xuất hóa chất. Tuy
vậy, ngƣời ta không thể sử dụng thép hợp kim để chế tạo hoàn toàn một kết cấu
máy vì lý do kinh tế, mà chỉ sử dụng chúng cho từng vị trí công nghệ có yêu cầu
cao về nhiệt và chống mòn.
Từ đây, vấn đề sử dụng các kết cấu đƣợc hình thành từ hai loại vật liệu là thép
cacbon và thép không gỉ đã đƣợc đặt ra. Để đáp ứng điều này, các nhà chế tạo máy đã
đƣa ra giải pháp là sử dụng đồng thời thép hợp kim (thép không gỉ) và thép cacbon
trong một kết cấu bằng kỹ thuật hàn. Đây là một vấn đề khó khăn vì trong thực tế, để
xây dựng một qui trình hàn thép không gỉ - thép cacbon là không đơn giản vì chúng
không chỉ phụ thuộc vào các yếu tố kỹ thuật mà còn phụ thuộc vào tay nghề của ngƣời
thợ. Ngoài ra, để xây dựng qui trình này cần tiến hành một số lƣợng lớn thực nghiệm
với các mác thép cụ thể để đảm bảo đƣợc chất lƣợng mối hàn sao cho khi qua kiểm tra,
đánh giá phân tích không có các khuyết tật hàn. Đây là các nội dung chính đƣợc quan
tâm đề cập đến trong quá trình thực hiện nghiên cứu.

1.1.

Tính cấp thiết của đề tài
Việc tham gia của các kim loại khác nhau trong cùng một kết cấu nói chung

là một thách thức lớn về công nghệ vì sự khác biệt trong các tính chất lý tính, cơ

1


tính và phƣơng pháp luyện kim của các kim loại cơ bản. Đây chính là vấn đề khó
khăn khi sử dụng hai kim loại khác nhau (ở đây là thép cacbon và thép không gỉ) để
chế tạo các kết cấu cơ khí bằng phƣơng pháp hàn.

Hình 1.1: Sản xuất hệ vỏ & ống trao đổi nhiệt sử dụng hai vật liệu
Sự tham gia của kim loại khác nhau đã mang đến một tiềm năng sử dụng những
lợi thế của vật liệu khác nhau để chế tạo ra các kết cấu cơ khí ứng dụng trong các
ngành công nghiệp hoá chất, nhà máy nhiệt điện. Mục đích chính của việc sử dụng kim
loại thứ hai tham gia trong kết cấu là để đạt đƣợc tính chất cơ học tốt hoặc là khối
lƣợng riêng thấp hay có tính chống ăn mòn tốt. Và kỹ thuật thƣờng đƣợc áp dụng cho
phép sử dụng hai kim loại khác nhau trong những năm gần đây là kỹ thuật hàn.
Mặc dù những vấn đề liên quan đến hàn các vật liệu khác nhau là rất hạn chế,
xuất phát từ các vấn đề nhƣ độ bền mỏi, khả năng chống ăn mòn nhƣ hàn thép không
gỉ austenit với thép cacbon. Thép không gỉ austenit là thép hợp kim cao làm tăng khả
năng chịu nhiệt, khả năng chống ăn mòn và tăng độ bền của kết cấu. Thép cacbon
thấp và trung bình là thép dễ dàng gia công bằng các quá trình cơ khí và quá trình
hàn. Nhu cầu sử dụng kết hợp hai loại vật liệu này trong một số ngành công nghiệp
bằng kỹ thuật hàn đã đƣa đến các tiến bộ nhƣ hàn bằng điện cực nóng chảy trong
môi trƣờng khí trơ (GTAW/TIG). Trong các tiêu chuẩn AWS D1.1, AWS D1.6 và
ASME IX việc hàn hai kim loại khác nhau đƣợc đề cập đến với các thông số khá tổng

quát và phạm vi giá trị khá rộng. Do vậy, việc xác định các qui trình hàn phù hợp cho
hai vật liệu với mác cụ thể là một khó khăn do đòi hỏi số lƣợng lớn thí nghiệm và chi

2


phí đo kiểm cao. Ngày nay, cùng với sự phát triển bùng nổ về số nhà máy lọc hoá
dầu ở Việt Nam, nhu cầu xây dựng các bồn chứa xăng dầu, bồn chứa khí gas càng
đòi hỏi phải có các qui trình hàn để hàn hai loại vật liệu khác nhau nhƣ thép cacbon
thấp và thép không gỉ. Xuất phát từ thực tiễn đó, việc nghiên cứu và đề xuất công
nghệ hàn hai vật liệu khác nhau đã đƣợc triển khai nghiên cứu trong đề tài: “Nghiên
cứu xây dựng qui trình chế tạo và kiểm tra mối hàn các vật liệu khác nhau bằng
kỹ thuật kiểm tra không phá hủy”.
1.2.

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
-

Mục tiêu chính của đề tài là đƣa ra một quy trình hàn và thông số hàn hợp

lý để chế tạo chi tiết mẫu hai vật liệu theo tiêu chuẩn ASTM là thép cacbon A516
Grade 65 và thép không gỉ austenit A240 316L [20] ở dạng liên kết giáp mối vát
cạnh chữ V, bằng phƣơng pháp hàn TIG (Tungsten Inert Gas).
-

Mục tiêu thứ hai của đề tài là nghiên cứu và xây dựng qui trình hàn chế

tạo chi tiết mẫu hai vật liệu có khuyết tật hàn. Trên cơ sở đó chế tạo thử nghiệm chi
tiết mẫu có khuyết tật hàn phục vụ trong đào tạo kiểm tra khuyết tật mối hàn bằng
phƣơng pháp siêu âm và chụp ảnh phóng xạ.

1.3.

Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu của đề tài

1.3.1.

Đối tƣợng nghiên cứu
Đề tài nghiên cứu công nghệ hàn thép cacbon và thép không gỉ bằng phƣơng

pháp hàn TIG. Đây là liên kết hàn giáp mối vát cạnh chữ V, trên hai loại vật liệu
khác nhau về cấu trúc, cơ tính, lý tính và hóa tính.
Các vật liệu cơ bản là thép tấm cacbon A516 Grade 65 và thép tấm không gỉ
austenit A240 316L [20].

Hình 1.2: Liên kết hàn giáp mối thép cacbon – thép không gỉ

3


1.3.2.

Phạm vi nghiên cứu
Đề tài tập trung nghiên cứu:
- Qui trình hàn chế tạo chi tiết mẫu cho cặp vật liệu là thép cacbon A516

Grade 65 và thép không gỉ austenit A240 316L.
- Qui trình hàn chế tạo khuyết tật thiếu thấu chân và khuyết tật nứt cặp vật
liệu là thép cacbon A516 Grade 65 và thép không gỉ austenit A240 316L.
- Chế tạo thử nghiệm mẫu hàn và các mẫu hàn có các khuyết tật thiếu ngấu
chân, khuyết tật nứt.

1.4.

Phƣơng pháp nghiên cứu
Vì đây là một đề tài thực hiện mà các quy trình hàn, thông số hàn, vật liệu

hàn chƣa đƣợc quy định thành các tiêu chuẩn. Cho nên để thỏa mãn tính công nghệ
và tính kinh tế tác giả lựa chọn phƣơng pháp nghiên cứu là: Nghiên cứu lý thuyết +
thực nghiệm. cụ thể:
-

Nghiên cứu tài liệu để tìm hiểu các công trình đã công bố liên quan đến

đề tài trong và ngoài nƣớc, từ đó xác định những nội dung cần thiết mà đề tài cần
giải quyết. đồng thời khảo sát trang thiết bị sẵn có ở trong nƣớc để phục vụ cho quá
trình thực hiện đề tài.
-

Nghiên cứu kỹ cấu trúc, tính chất của cặp vật liệu, lý thuyết về ứng xử

của kim loại cơ bản trong quá trình hàn và công nghệ hàn thép cacbon - thép không
gỉ từ đó đƣa ra các biện pháp công nghệ để thực hiện đƣờng liên kết hàn.
-

Sử dụng các thiết bị thông dụng để tiến hành hàn thực nghiệm, kiểm tra,

đo đạc, đánh giá quá trình thực hiện.
1.5.

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Ý nghĩa khoa học của đề tài:

-

Nghiên cứu, bổ sung cơ sở lý thuyết về công nghệ hàn các vật liệu khác

chủng loại từ đó làm cơ sở khoa học cho việc chế tạo mẫu hàn và các mẫu hàn có
khuyết tật thép cacbon – thép không gỉ bằng phƣơng pháp hàn TIG.
-

Xác định đƣợc thành phần hóa học và cơ tính phù hợp của loại dây hàn

phụ để hàn cặp vật liệu liệu thép cacbon A516 Grade 65 và thép không gỉ austenit
A240 316L.

4


-

Tính chọn đƣợc các thông số hàn (cƣờng độ dòng điện hàn, vận tốc hàn,

nhiệt độ giữa các đƣờng hàn) phù hợp từ đó kiểm soát năng lƣợng đƣờng không
vƣợt qua giới hạn cho phép.
-

Đề xuất đƣợc quy trình hàn chế tạo chi tiết mẫu và chi tiết mẫu có khuyết

tật thiếu thấu chân, khuyết tật nứt cho thép cacbon A516 Grade 65 với thép không
gỉ austenit A240 316L.
Ý nghĩa thực tiễn của đề tài:
-

Cho phép ứng dụng phƣơng pháp hàn TIG để hàn thép cacbon A516

Grade 65 với thép không gỉ austenit A240 316L ở dạng liên kết hàn giáp mối tấm
vát cạnh chữ V.
-

Nghiên cứu công nghệ chế tạo khuyết tật có chủ ý thƣờng gặp nhất trong

quá trình hàn hai vật liệu này là khuyết tật thiếu thấu chân và khuyết tật nứt.
-

Từ kết quả nghiên cứu của đề tài này góp phần vào quá trình đào tạo,

kiểm tra không phá hủy (NDT), ứng dụng và chuyển giao công nghệ hàn hai vật
liệu thép cacbon – thép không gỉ nói riêng và công nghệ hàn hai vật liệu nói chung
vào quá trình chế tạo các kết cấu có hai hoặc nhiều chủng loại vật liệu trong các
ngành công nghiệp đặc thù nhƣ đóng tàu, dầu khí, hóa chất,…
1.6.

Nội dung đề tài

Kết cấu của luận văn “Nghiên cứu xây dựng qui trình chế tạo và kiểm tra
mối hàn các vật liệu khác nhau bằng kỹ thuật kiểm tra không phá hủy” đƣợc

thực hiện bao gồm các chƣơng sau:
-

Chƣơng 1: Giới thiệu

-

Chƣơng 2: Tổng quan

-

Chƣơng 3: Cơ sở lý thuyết

-

Chƣơng 4: Quy trình hàn hai vật liệu khác nhau

-

Chƣơng 5: Thực nghiệm – Đánh giá

-

Chƣơng 6: Kết luận và kiến nghị

5