Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ hàn đến sự hình thành mối hàn và lượng thuốc hàn nóng chảy khi chế tạo thuốc hàn thiêu kết tương đương loại f7a(p)6 theo aws a5 17 80

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
===========

CAO THỊ HẰNG

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ HÀN ĐẾN SỰ HÌNH
THÀNH MỐI HÀN VÀ LƯỢNG THUỐC HÀN NÓNG CHẢY KHI
CHẾ TẠO THUỐC HÀN THIÊU KẾT TƯƠNG ĐƯƠNG LOẠI
F7A(P)6 THEO AWS A5. 17 – 80

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
CÔNG NGHỆ HÀN

HÀ NỘI - 2014


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
===========

CAO THỊ HẰNG

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ HÀN ĐẾN SỰ HÌNH
THÀNH MỐI HÀN VÀ LƯỢNG THUỐC HÀN NÓNG CHẢY KHI
CHẾ TẠO THUỐC HÀN THIÊU KẾT TƯƠNG ĐƯƠNG LOẠI
F7A(P)6 THEO AWS A5. 17 – 80

Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ HÀN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

CÔNG NGHỆ HÀN

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. VŨ HUY LÂN

HÀ NỘI - 2014


Luận văn Thạc sỹ

Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

MỤC LỤC
MỤC LỤC ........................................................................................................................ 1
LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................................ 4
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ...................................................... 5
DANH MỤC CÁC BẢNG............................................................................................... 6
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ .................................................................... 7
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 10
Chương 1. GIỚI THIỆU VỀ THUỐC HÀN THIÊU KẾT ............................................. 12
1.1. Tình hình nghiên cứu và sản xuất thuốc hàn............................................................ 12
1.1.1. Nghiên cứu và sản xuất thuốc hàn trên Thế giới ........................................... 12
1.1.2. Một số mác thuốc hàn của hãng vật liệu hàn nổi tiếng trên thế giới

13

1.1.3. Nghiên cứu và sản xuất thuốc hàn ở Việt Nam ............................................. 14
1.1.4. Nhu cầu thuốc hàn ở Việt Nam ...................................................................... 12
1.2. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu ............................................................................. 16
1.3.1. Mục tiêu nghiên cứu....................................................................................... 16

1.3.2. Nội dung nghiên cứu ...................................................................................... 16
Chương 2. GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ HÀN DƯỚI LỚP THUỐC VÀ THUỐC
HÀN……………………………………………………………………………

.16

2.1. Sơ lược về hàn dưới lớp thuốc ................................................................................. 18
2.1.1. Sơ đồ nguyên lý hàn tự động dưới lớp thuốc ................................................ 18
2.1.2. Đăc điểm hàn tự động dưới lớp thuốc ............................................................ 19
2.1.3. Phạm vi ứng dụng của hàn tự động dưới lớp thuốc ....................................... 19
2.2. Giới thiệu về thuốc hàn ............................................................................................ 20
2.2.1. Khái niệm, yêu cầu và công dụng của thuốc hàn .......................................... 20
2.2.2.Các chỉ tiêu cơ bản của thuốc hàn ................................................................... 24
2.2.3. Phân loại và ký hiệu thuốc hàn ...................................................................... 24
2.3. Sơ lược về xỉ hàn...................................................................................................... 28
2.3.1. Khái niệm về xỉ hàn ....................................................................................... 28

Học viên: CAO THỊ HẰNG

1

CH2012B


Luận văn Thạc sỹ

Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

2.3.2. Các tính chất của xỉ hàn ................................................................................. 28
2.3.3. Phân loại xỉ hàn .............................................................................................. 31

2.4. Xác định hàm nội dung nghiên cứu ......................................................................... 33
2.4.1. Sơ đồ nghiên cứu tổng quát........................................................................... 33
2.4.2. Sơ đồ nghiên cứu của đề tài .......................................................................... 35
Chương 3. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..................................... 37
3.1. Ảnh hưởng của các thông số chế độ hàn đến sự hình thành mối hàn ...................... 37
3.1.1. Đặc trưng ảnh hưởng của dịng điện hàn đến sự hình thành mối hàn ............ 37
3.1.2. Ảnh hưởng của điện áp hàn đến sự hình thành mối hàn ................................ 39
3.1.3. Ảnh hưởng của vận tốc hàn đến sự hình thành mối hàn ................................ 41
3.1.4. Ảnh hưởng của các yếu tố khác đến sự hình thành mối hàn.......................... 44
3.2. Phương pháp nghiên cứu........................................................................................ 46
3.2.1. Ứng dụng quy hoạch thực nghiệm ................................................................. 46
3.2.1.1. Mục tiêu và đối tượng nghiên cứu .................................................... 46
3.2.1.2. Chọn các mức giá trị và khoảng biến thiên của các yếu tố ............... 48
3.2.1.3. Kế hoạch thực nghiệm bậc 2 hai mức tối ưu .................................... 51
3.2.1.4. Xây dựng phương trình hồi quy ........................................................ 52
3.2.1.5. Kiểm tra sự tương thích của phương trình hồi quy ........................... 54
3.2.2. Xác định giá trị các thông số chế độ hàn hợp lý ............................................ 56
3.3. Mô tả phương pháp các thí nghiệm .................................................................... 57
3.3.1. Điều kiện, vật liệu mẫu, thiết bị và chế độ hàn thí nghiệm............................ 57
3.3.2. Mơ tả thí nghiệm xác định kích thước mối hàn và lượng thuốc nóng chảy .. 60
Chương 4. TIẾN HÀNH THỰC NGHIỆM .................................................................... 64
4.1 Tiến hành thí nghiệm ............................................................................................... 64
4.1.1 Kế hoạch thực nghiệm .................................................................................... 64
4.1.2 Các thông số chế độ hàn khác dùng để nghiên cứu ........................................ 66
4.2. Đo mẫu thực nghiệm ................................................................................................ 66
4.2.1.Hàn và cắt mẫu ................................................................................................ 66
4.2.2.Các số liệu thí nghiệm ..................................................................................... 67

Học viên: CAO THỊ HẰNG

2

CH2012B


Luận văn Thạc sỹ

Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

Chương 5. XỬ LÝ SỐ LIỆU VÀ XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ HÀN HỢP LÝ ..................... 70
5.1. Kết quả xử lý số liệu ................................................................................................ 70
5.1.1. Phần mềm xác định các hệ số phương trình hồi quy ..................................... 70
5.1.2. Xây dựng các phương trình hồi quy............................................................... 70
5.2. Biểu diễn các đường đặc trưng và kết luận .............................................................. 74
5.2.1. Biểu diễn các đường đặc trưng ...................................................................... 74
5.2.1.1. Sự phụ thuộc của chiều rộng mối hàn vào chế độ hàn..................... 74
5.2.1.2. Sự phụ thuộc của chiều cao đắp mối hàn vào chế độ hàn................ 77
5.2.1.3. Sự phụ thuộc của chiều sâu ngấu mối hàn vào chế độ hàn. ............. 80
5.2.1.4. Sự phụ thuộc của hệ số hình dạng mối hàn vào chế độ hàn. ........... 83
5.2.1.5. Sự phụ thuộc của lượng thuốc hàn nóng chảy vào chế độ hàn. ....... 86
5.2.2. Kết luận .......................................................................................................... 89
5.3. Xác định các thông số chế độ hàn hợp lý hợp lý ..................................................... 89
5.3.1. Kiểm tra đặc trưng ảnh hưởng của các thông số chế độ hàn ........................ 92
5.4. Xây dựng bản hướng dẫn sử dụng thuốc hàn thiêu kết F7A2 ................................ 94
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ..................................................................................

95

1.Kết luận: ............................................................................................................... 96
2.Kiến nghị: ............................................................................................................. 96

TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................... 97

Học viên: CAO THỊ HẰNG

3

CH2012B


Luận văn Thạc sỹ

Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
LỜI CAM ĐOAN

Tôi là Cao Thị Hằng, học viên lớp Cao học Cơng nghệ hàn – Khố 2012, Trường
Đại học Bách Khoa Hà Nội, thực hiện đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ
hàn đến sự hình thành mối hàn và lượng thuốc hàn nóng chảy khi chế tạo
thuốc hàn thiêu kết tương đương loại F7A(P)6 theo AWS A5.17-80”
Tác giả tham gia Đề tài Khoa học và Công nghệ trọng điểm cấp Nhà nước
mã số KC.02.04/11-15 do TS. Vũ Huy Lân làm Chủ nhiệm Đề tài. Tác giả xin cam
đoan rằng: Ngoại trừ các số liệu, các bảng biểu, các đồ thị,…. đã được trích dẫn từ
tài liệu tham khảo thì các số liệu, nội dung cịn lại được cơng bố trong Luận văn này
là của tác giả và nhóm tác giả tham gia Đề tài đưa ra. Nếu sai tơi xin hồn tồn chịu
trách nhiệm.
Hà Nội, ngày 15 tháng 09 năm 2014
Học viên

Cao Thị Hằng

Học viên: CAO THỊ HẰNG

4

CH2012B


Luận văn Thạc sỹ

Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
AC

Alternating Curent

AWS

American Welding Society

ASTM

American Society for Testing of Materials

ASME

American Society of Machine Engineers

DC

Direct Current

DCEN, DC -

Direct Current Electrode Negative

DCEP, DC +

Direct Current Electrode Positive

DT

Destructive Testing

EN

European Standards

HAZ

Heat affected zone

IIW

International Institute Welding

ISO

International Standard Organization

JIS

Japanese Industrial Standards

KLCB

Kim loại cơ bản

NDT

Nondestructive Testing

PWHT

Post Weld Heat Treatment

SAW

Submerged Arc Welding

SMAW

Shielded Metal Arc Welding

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

VAHN

Vùng ảnh hưởng nhiệt

WPS

Welding Procedure Specification

WPQR

Welding Procedure Qualiffication Recode

ak

Độ dai va đập

σch

Giới hạn chảy

σk

Độ bền kéo

δ

Độ dãn dài tương đối

Ψmh

Hệ số hình dạng mối hàn

Ψn

Hệ số ngấu mối hàn

Học viên: CAO THỊ HẰNG

5

CH2012B


Luận văn Thạc sỹ

Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

DANH MỤC CÁC BẢNG
Số bảng
Bảng 1.1
Bảng 2.1
Bảng 2.2
Bảng 2.3

Tên bảng

Trang

Một số mác thuốc hàn thiêu kết tiêu biểu và hệ số bazơ
theo tiêu chuẩn của Viện Hàn Quốc tế (IIW) hoặc ESAB

14

Phân loại và kí hiệu thuốc hàn theo IIW – 545 –78

23

Yêu cầu về cơ tính kim loại mối hàn theo AWS A5.17 – 80
Công thử độ dai va đập của kim loại mối hàn

26

Bảng 2.4. Thành phần hoá học và một số thông số chủ yếu của dây hàn
tự động dưới lớp thuốc theo AWS A5.17 – 80
Bảng 2.5

26

Các loại xỉ hàn theo thành phần hoá học và các chất chính

27

33

theo IIW
Bảng 3.1

Giá trị và khoảng biến thiên của các yếu tố đầu vào.

51

Bảng 3.2

Kế hoạch thực nghiệm bậc hai trực giao (với biến mã hóa)

52

Bảng 3.3

Thành phần hố học của thép hàn SM400B, (%):

57

Bảng 3.4

Thành phần hoá học của dây hàn EH14, (%):

58

Bảng 3.5

Các chỉ tiêu cơ tính dây hàn:

58

Bảng 4.1

Giá trị và khoảng biến thiên của các yếu tố

64

Bảng 4.2

Kế hoạch thực nghiệm thí nghiệm trực giao bậc 2

65

Bảng 4.3

Kết quả thí nghiệm

68

Bảng 5.1

Các giá trị giới hạn của các thông số chế độ hàn

90

Bảng 5.2. Các giá trị giới hạn của các hàm mục tiêu

91

Bảng 5.3

Các giá trị của các thơng số chế độ hàn có thể chấp nhận

91

Bảng 5.4

Khoảng giá trị của các thông số chế độ hàn hợp lý (với log(D)
khá cao) cho dây hàn d = 4,0mm:

Bảng 5.5

Khoảng giá trị của các thông số chế độ hàn hợp lý cho dây
hàn d = 4,0mm:

Học viên: CAO THỊ HẰNG

6

91

94

CH2012B


Luận văn Thạc sỹ

Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ

Hình số

Tên hình vẽ

Hình 2.1

Sơ đồ nguyên lý quá trình hàn tự động dưới lớp thuốc

18

Hình 2.2

Sơ đồ kí hiệu thuốc hàn – dây hàn AWS A5.17 - 80

25

Hình 2.3

Sự thay đổi độ nhớt của xỉ phụ thuộc vào nhiệt độ

30

Hình 2.4

Sơ đồ nghiên cứu tổng quát thuốc hàn

34

Hình 2.5

Sơ đồ nghiên cứu của đề tài

35

Hình 3.1

Các kích thước đặc trưng của mối hàn

37

Hình 3.2

Sự thay đổi hình dạng mối hàn theo cường độ dịng điện hàn

38

Hình 3.3

Sự thay đổi hình dạng mối hàn

39

Trang

Hình 3.4. Sự thay đổi hình dạng mối hàn và mức tiêu thụ thuốc hàn theo

40

điện áp hàn
Hình 3.5

Sự thay đổi hình dạng mối hàn và mức tiêu thụ thuốc hàn

41

Hình 3.6

Ảnh hưởng của tốc độ hàn lên sự phân bố lực trong hồ quang

42

Hình 3.7

Ảnh hưởng của tốc độ hàn lên sự phân bố lực trong hồ quang

43

Hình 3.8

Sự thay đổi hình dạng mối hàn theo tiết diện điện cực

44

Hình 3.9

Sự thay đổi hình dạng mối hàn theo góc nghiêng điện cực

44

Hình 3.10

Minh họa ảnh hưởng góc nghiêng điện cực đến hình dạng mối

45

hàn
Hình 3.11 Sự thay đổi hình dạng mối hàn theo góc nghiêng vật hàn

45

Hình 3.12 Sự thay đổi hình dạng mối hàn theo góc nghiêng vật hàn

45

Hình 3.13 Sự thay đổi hình dạng mối hàn theo góc nghiêng vật hàn

46

Hình 3.14

Máy hàn tự động Dosun DZ1000

Hình 3.15 Phơi chuẩn bị hàn mẫu thử phân tích thành phần hóa học

59
61

kim loại mối hàn
Hình 3.16 Thước đo mối hàn đa năng

62

Hình 3.17 Cách đo các thơng số mối hàn

62

Hình 3.19 Cân điện tử (Nhật Bản)

63

Hình 4.1

Mẫu hàn cắt để chuẩn bị đo kích thước mối hàn

Học viên: CAO THỊ HẰNG

7

66

CH2012B


Luận văn Thạc sỹ

Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

Hình 4.2

Mẫu hàn đã tẩm thực

67

Hình 4.3

Mẫu hàn và xỉ hàn

67

Hình.5.1

Sự phụ thuộc của chiều rộng mối hàn vào cường độ dịng điện

74

hàn
Hình 5.2

Sự phụ thuộc của chiều rộng mối hàn vào điện áp hàn

74

Hình 5.3

Sự phụ thuộc của chiều rộng mối hàn vào vận tốc hàn

75

Hình 5.4

Sự phụ thuộc của chiều rộng mối hàn vào I và U

75

Hình 5.5

Sự phụ thuộc của chiều rộng mối hàn vào I và Vh

76

Hình 5.6

Sự phụ thuộc của chiều rộng mối hàn vào U và Vh

76

Hình 5.7

Sự phụ thuộc của chiều cao đắp mối hàn vào cường độ dịng

77

điện hàn
Hình 5.8

Sự phụ thuộc của chiều cao đắp mối hàn vào điện áp hàn

77

Hình 5.9

Sự phụ thuộc của chiều cao đắp mối hàn vào vận tốc hàn

78

Hình 5.10 Sự phụ thuộc của chiều cao đắp mối hàn vào I và U

78

Hình 5.11 Sự phụ thuộc của chiều cao đắp mối hàn vào I và Vh

79

Hình 5.12 Sự phụ thuộc của chiều cao đắp mối hàn vào U và Vh

79

Hình 5.13 Sự phụ thuộc của chiều sâu ngấu mối hàn vào cường độ dịng

80

điện hàn
Hình 5.14 Sự phụ thuộc của chiều sâu ngấu mối hàn vào điện áp hàn

80

Hình 5.15 Sự phụ thuộc của chiều sâu ngấu mối hàn vào vận tốc hàn

81

Hình 5.16 Sự phụ thuộc của chiều sâu ngấu mối hàn vào I và U

81

Hình 5.17 Sự phụ thuộc của chiều sâu ngấu mối hàn vào I và Vh

82

Hình 5.18 Sự phụ thuộc của chiều sâu ngấu mối hàn vào U và Vh

82

Hình 5.19 Sự phụ thuộc của hệ số hình dạng mối hàn vào cường độ dịng

83

điện hàn
Hình 5.20 Sự phụ thuộc của hệ số hình dạng mối hàn vào điện áp hàn

83

Hình 5.21 Sự phụ thuộc của hệ số hình dạng mối hàn vào vận tốc hàn

83

Hình 5.22 Sự phụ thuộc của hệ số hình dạng mối hàn vào I và U hàn

84

Hình 5.23 Sự phụ thuộc của hệ số hình dạng mối hàn vào I và Vh hàn

85

Học viên: CAO THỊ HẰNG

8

CH2012B

Luận văn Thạc sỹ

Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

Hình 5.24 Sự phụ thuộc của hệ số hình dạng mối hàn vào U và Vh hàn

85

Hình 5.25 Sự phụ thuộc của lượng thuốc nóng chảy vào cường độ dịng

86

điện hàn
Hình 5.26 Sự phụ thuộc của lượng thuốc nóng chảy vào điện áp hàn

86

Hình 5.27 Sự phụ thuộc của lượng thuốc nóng chảy vào vận tốc hàn

87

Hình 5.28 Sự phụ thuộc của lượng thuốc nóng chảy vào I và U hàn

87

Hình 5.29 Sự phụ thuộc của lượng thuốc nóng chảy vào I và Vh hàn

88

Hình 5.30 Sự phụ thuộc của lượng thuốc nóng chảy vào U và Vh hàn

88

Hình 5.31 Ảnh hưởng của điện áp hàn đến hình dạng mối hàn

92

Hình 5.32 Ảnh hưởng của điện áp hàn đến lượng xỉ hàn nóng chảy

93

Hình 5.33 Ảnh hưởng của dịng điện hàn đến hình dạng mối hàn

93

Hình 5.34 Ảnh hưởng của tốc độ hàn đến hình dạng mối hàn

94

Học viên: CAO THỊ HẰNG

9

CH2012B


Luận văn Thạc sỹ

Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

MỞ ĐẦU
Cùng với sự phát triển cơng nghiệp hố hiện đại hóa đất nước hiện nay các
ngành khoa học cơng nghệ phát triển rất mạnh, ngành cơng nghệ hàn đóng vai trò
quan trọng trong việc chế tạo các kết cấu thép bằng hàn cho các ngành công nghiệp
mũi nhọn như ngành dầu khí, hóa dầu, cơng nghiệp đóng tàu, giao thơng, chế tạo
máy, lắp máy, thủy điện, nhiệt điện, ... Để nâng cao năng suất và chất lượng các kết
cấu hàn, ngày càng ứng dụng nhiều phương pháp hàn tiên tiến có mức độ cơ giới
hóa, tự động hóa cao, trong đó phải kể đến phương pháp hàn tự động dưới lớp
thuốc. Tuy nhiên, thuốc hàn chủ yếu còn phải nhập từ nước ngồi, để khắc phục
tình trạng này một số cơ sở sản xuất vật liệu hàn lớn trong nước như Công ty sản
xuất que hàn Việt Đức, công ty sản xuất vật liệu hàn Nam Triệu,... đã nghiên cứu và
chế tạo thử nghiệm thuốc hàn gốm hệ axit AR (Ơxit nhơm – Rutil). Để có thể mau
chóng tự sản xuất được các loại thuốc hàn chất lượng cao (các thuốc hàn thiêu kết
hệ bazơ) đáp ứng cho việc chế tạo các kết cấu hàn chất lượng cao. Trong đề tài này
đã thực hiện nghiên cứu một nhánh của đề tài cấp Nhà nước “Nghiên cứu sản xuất
thuốc hàn thiêu kết bằng nguyên vật liệu trong nước để hàn tự động kết cấu thép
cacbon thấp và hợp kim thấp”.
Nội dung cụ thể của luận văn tốt nghiệp: “Nghiên cứu ảnh hưởng của chế
độ hàn đến sự hình thành mối hàn và lượng thuốc hàn nóng chảy khi chế tạo
thuốc hàn thiêu kết tương đương loại F7A(P)6 theo AWS A5.17-80” . Đây là đề
tài nhánh thuốc đề tài KC.02.04/11-15 nghiên cứu và sản xuất thuốc hàn thiêu kết
do trường Đại học Bách Khoa chủ trì.
Có các vấn đề cần giải quyết như sau:
- Giới thiệu tổng quan việc nghiên cứu của thế giới và Việt Nam về thuốc hàn
thiêu kết. Xác định hướng nghiên cứu của đề tài.
- Các vấn đề cần được giải quyết:
+ Nghiên cứu ảnh hưởng của các thơng số chế độ hàn đến sự hình thành
mối hàn và lượng thuốc hàn bị nóng chảy khi hàn thuốc hàn thiêu kết

tương đương loại F7A(P)6.

Học viên: CAO THỊ HẰNG

10

CH2012B


Luận văn Thạc sỹ

Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

+ Xác định được chế độ hàn hợp lý và lượng thuốc hàn nóng chảy trên khối
lượng dây hàn khi sử dụng thuốc hàn thiêu kết được chế tạo bằng nguyên
vật liệu trong nước tương đương với loại F7A(P)6 theo AWS A5.17-80.
+ Xây dựng bản hướng dẫn sử dụng thuốc hàn thiêu kết.
Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn và giúp đỡ nhiệt tình của TS. Vũ
Huy Lân, Các thày cô trong Bộ môn Hàn & Công nghệ kim loại, Viện Cơ khí, Ban
lãnh đạo và cán bộ Cơng ty CP Que hàn điện Việt Đức,… Tác giả cũng xin trân
trọng cảm ơn Bộ Khoa học & Công nghệ đã tạo điều kiện cơ sở vật chất để thực
hiện các thí nghiệm hồn thành luận văn này!
Hà Nội, ngày 15 tháng 09 năm 2014
Học viên

Cao Thị Hằng

Học viên: CAO THỊ HẰNG

11

CH2012B


Luận văn Thạc sỹ

Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Chương 1

GIỚI THIỆU VỀ THUỐC HÀN THIÊU KẾT
1.1. Tình hình nghiên cứu và sản xuất thuốc hàn
1.1.1. Nghiên cứu và sản xuất thuốc hàn trên Thế giới
Trong sự nghiệp phát triển cơng nghiệp, ngành cơng nghệ hàn đóng vai trị
quan trọng trong việc chế tạo các kết cấu thép bằng hàn cho các ngành cơng nghiệp
mũi nhọn như ngành dầu khí, hóa dầu, cơng nghiệp đóng tàu, giao thơng, chế tạo
máy, lắp máy, thủy điện, nhiệt điện, ... Để nâng cao năng suất và chất lượng các kết
cấu hàn, ngày càng ứng dụng nhiều phương pháp hàn tiên tiến có mức độ cơ giới
hóa, tự động hóa cao, trong đó phải kể đến phương pháp hàn tự động dưới lớp thuốc
để hàn những đường hàn dài ở tư thế hàn bằng và hàn góc trong các kết cấu hàn lớn
và yêu cầu chất lượng cao.
Trong công nghệ hàn tự động dưới lớp thuốc, thuốc hàn có vai trị rất quan
trọng, nó bảo vệ kim loại vùng hàn khỏi tác dụng có hại của khơng khí, ổn định q
trình hàn, tinh luyện và hợp kim hóa kim loại mối hàn. Hiện nay trên thế giới sản
xuất nhiều mác thuốc hàn khác nhau, tuy nhiên theo phương pháp chế tạo và cơng
nghệ có thể chia làm 3 loại chủ yếu: thuốc hàn nung chảy, thuốc hàn gốm (nhiệt độ
sấy ≤ 500°C) và thuốc hàn thiêu kết (nhiệt độ thiêu kết > 500 °C). Thuốc hàn nung
chảy được dùng nhiều ở Liên bang Nga, Trung Quốc. Còn thuốc hàn gốm, thuốc
hàn thiêu kết được dùng nhiều ở Thụy Điển, Hàn Quốc, Mỹ, Đài Loan, Ucraine, ...
Thuốc hàn thiêu kết ngày càng được ứng dụng rộng rãi trên thế giới do có
nhiều ưu điểm như: khả năng tinh luyện các tạp chất có hại và hợp kim hóa kim loại

mối hàn cao, thành phần thuốc hàn dễ điều chỉnh để đạt được thành phần hóa học
kim loại mối hàn theo yêu cầu với số chủng loại mác dây hàn tiêu chuẩn không cần
nhiều, giá thành hạ. Nó đã khắc phục được nhược điểm rất quan trọng là độ ẩm cao
của thuốc hàn gốm và cho phép nhận được mối hàn chất lượng cao, nên thuốc hàn
thiêu kết ngày càng được sự quan tâm và phát triển ở nhiều nước công nghiệp tiên
tiến. Các nhà nghiên cứu và sản xuất lớn trên thế giới như: Thụy Điển (hãng
ESAB), Ucraine (viện Hàn Paton), Hàn Quốc (hãng Hyundai, Chosun, Kiswel ....),

Học viên: CAO THỊ HẰNG

12

CH2012B


Luận văn Thạc sỹ

Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

Mỹ (HOBART), Đài Loan,... đã nghiên cứu rất sâu về loại thuốc hàn thiêu kết và
sản xuất với số lượng rất lớn.
Trong số chủng loại thuốc hàn của hãng ESAB thì thuốc hàn thiêu kết chiếm
tỷ lệ rất cao và hệ thống phân loại thuốc hàn của ESAB theo các chỉ tiêu về tính
chất hóa học của thuốc hàn – xỉ hàn và các chỉ tiêu khác chi tiết hơn thuận tiện cho
việc lựa chọn thuốc hàn để ứng dụng hàn các kết cấu thép có u cầu về cơ tính và
điều kiện kỹ thuật phù hợp.
Các hệ thống kí hiệu và tiêu chuẩn về thuốc hàn đối với các nước có khác
nhau, hiện nay tiêu chuẩn của Hiệp hội hàn Mỹ (AWS) được sử dụng phổ biến hơn
cả, tuy nhiên Tiêu chuẩn của AWS chỉ đưa ra cặp thuốc hàn – dây hàn tương ứng để
đạt được các chỉ tiêu về cơ tính và thành phần hóa học kim loại mối hàn, mà không

giới thiệu thành phần thuốc hàn và các chỉ số quan trọng có liên quan đến chất
lượng thuốc hàn. Hãng ESAB (Thụy Điển) ngoài việc áp dụng theo tiêu chuẩn
AWS, còn giới thiệu về các chỉ số về tính chất hóa học (chỉ số bazơ của thuốc hàn –
xỉ hàn, tính chất thuốc hàn, lượng thuốc hàn nóng chảy theo chế độ hàn,...) và thành
phần của xỉ hàn trong phạm vi cho phép để người sử dụng tham khảo.
Trên thế giới có nhiều nhà sản xuất và nhiều loại thuốc hàn khác nhau. Ở
Việt Nam hiện nay các kết cấu hàn từ thép cacbon thấp và thép hợp kim thấp có yêu
cầu chất lượng cao, hầu hết được hàn từ một trong số các loại thuốc hàn của ESAB
và Hyundai (Hàn Quốc). Về số lượng sử dụng thì thuốc hàn của Hyundai được sử
dụng nhiều hơn ESAB do giá rẻ hơn. Về uy tín và chất lượng thì thuốc hàn của
ESAB cao hơn của Hyundai. Thuốc hàn của các hãng khác như HOBART (Mỹ),
Chosun, Kiswel (Hàn Quốc),... ít được sử dụng ở Việt Nam hiện nay do các yếu tố
về chất lượng và giá chưa phù hợp. Còn thuốc hàn Trung Quốc chủ yếu dùng cho
hàn các kết cấu có u cầu chất lượng khơng cao, giá rẻ.

1.1.2 Một số mác thuốc hàn của các hãng vật liệu hàn nổi tiếng thế giới
Trên cơ sở dữ liệu của nhiều hãng sản xuất vật liệu hàn có tiếng trên thế giới, nhóm
tác giả đã lựa chọn một số mác thuốc hàn gốm và thuốc hàn thiêu kết theo chỉ số
bazơ tiêu biểu được giới thiệu ở bảng 1.1.

Học viên: CAO THỊ HẰNG

13

CH2012B


Luận văn Thạc sỹ

Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

Bảng 1.1. Một số mác thuốc hàn thiêu kết tiêu biểu và hệ số bazơ theo tiêu chuẩn
của Viện Hàn Quốc tế (IIW) hoặc ESAB

F7A0

Một số mác thuốc hàn thiêu kết tiêu
biểu của các nước
Hyundai Viện Hàn
ESAB
(Hàn
Paton
(Thụy Điển)
Quốc)
(Ukraine)
OK Flux 10.81 S-777MX AHK-44

F7A2

OK Flux 10.80

S-727

AHK-47

1,1

– 29

F7A4

OK Flux 10.71

S-717

AHK-561

1,6

– 40

F7A6

OK Flux 10.61

S-707TP

AHK-57

2,8

– 51

F7A8

OK Flux 10.62

S-787TB

48AHK-54

3,4

– 62

Kí hiệu
hàn theo
AWS
A5.17-80

Chỉ số bazơ,
B

Nhiệt độ thử
đạt độ dai va
đập tối thiểu
ak (27J), °C

0,6÷0,9

– 18

1.1.3. Nghiên cứu và sản xuất thuốc hàn ở Việt Nam
Ở Việt Nam trong thời gian gần đây, các ngành cơng nghiệp đóng tàu, chế
tạo các kết cấu thép trong dầu khí, hóa dầu, nhiệt điện, thủy điện, giao thông, ... phát
triển mạnh, kéo theo ngành công nghệ hàn và nhu cầu về vật liệu hàn rất lớn. Trong
đó phải kể đến nhu cầu về thuốc hàn để hàn tự động dưới lớp thuốc nhằm nâng cao
năng suất và chất lượng các cơng trình và kết cấu hàn.
Tuy các cơng trình nghiên cứu của một số cơ sở nghiên cứu khoa học và doanh
nghiệp ở nước ta đã tiến hành đạt được những thành tích nhất định, có ý nghĩa khoa

học và phản ánh đúng nhu cầu thực tiễn. Tuy nhiên, còn nhiều hạn chế, nên chỉ
dừng lại ở giai đoạn chế tạo thử nghiệm và chưa thể triển khai sản xuất công nghiệp
thuốc hàn.
Một số doanh nghiệp nhập khẩu thuốc hàn và phân phối ở trong nước, cũng có một
số làm đại lý cho các hãng vật liệu hàn của nước ngồi.
Đó là tình hình nghiên cứu và sản xuất thuốc hàn gốm nói chung và thuốc
hàn thiêu kết nói riêng. ở nước ta. Trong khi đó xu thế của thế giới là sử dụng thuốc
hàn thiêu kết để đáp ứng yêu cầu của các cơng trình và kết cấu hàn chất lượng cao,
Việt Nam ngày càng phải nhập khẩu lượng thuốc hàn thiêu kết rất lớn với giá cao
và bị động, chưa nghiên cứu và sản xuất được loại thuốc hàn này.

Học viên: CAO THỊ HẰNG

14

CH2012B


Luận văn Thạc sỹ

Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

Nguồn nguyên liệu để sản xuất thuốc hàn của chúng ta rất lớn và phong phú,
tuy rằng chất lượng của chúng cũng cịn có vấn đề. Nhưng nếu nghiên cứu phơi liệu
và xử lý nhanh nguyên liệu hợp lý vẫn có thể tận dụng được nhiều loại nguyên liệu
để sản xuất thuốc hàn. Dự kiến những thành phần chủ yếu trong mẻ liệu thuốc hàn
sẽ sử dụng nguồn nguyên liệu trong nước như dioxit titan (TiO2 trắng) của Bình
Thuận, rutil (Bình Định, Quảng Trị, Hà Tĩnh), đá vôi (Yên Bái), huỳnh thạch (Sơn
La), trường thạch (Lào Cai), Alumina (Lâm Đồng), nước thủy tinh (Hải Phòng, Hà
Nội) và một số loại fero-hợp kim (Fe-Mn, Fe-Si).

Vì vậy, việc nghiên cứu và sản xuất thuốc hàn thiêu kết trên nguyên tắc ưu
tiên, tận dụng tối đa nguồn nguyên vật liệu trong nước để thay thế thuốc hàn nhập
ngoại là vấn đề vừa có tính cấp thiết trước mắt, vừa có tính chiến lược lâu dài, để
chủ động, tiết kiệm nguồn ngoại tệ, tạo thêm việc làm trong nước, các doanh nghiệp
mở rộng sản xuất do có thêm sản phẩm mới, tăng giá trị gia tăng cho nguồn tài
nguyên của đất nước và tiến tới các doanh nghiệp có thể xuất khẩu mặt hàng này.
Trên thế giới đã nghiên cứu sâu và sản xuất nhiều thuốc hàn thiêu kết, cịn ở
Việt Nam chưa có nơi nào nghiên cứu và sản xuất, nên hoàn toàn phải nhập khẩu
với giá cao và bị động. Điều này làm cho giá thành các cơng trình chế tạo bằng hàn
của nước ta bị đẩy lên cao, làm giảm sức cạnh tranh và mất đi một nguồn ngoại tệ
khá lớn. Trong khi đó, nguồn nguyên vật liệu để sản xuất thuốc hàn của nước ta rất
lớn và phong phú. Do vậy, nhóm tác giả đề tài đã đặt ra mục tiêu nghiên cứu chế tạo
thuốc hàn thiêu kết sử dụng tối đa nguồn nguyên vật liệu trong nước để hàn tự động
dưới lớp thuốc các kết cấu thép cacbon thấp và thép hợp kim thấp.
1.1.4 Nhu cầu về thuốc hàn ở Việt Nam
Ở Việt Nam trong thời gian gần đây, các ngành cơng nghiệp đóng tàu, chế tạo
các kết cấu thép trong dầu khí, hóa dầu, nhiệt điện, thủy điện, giao thông, ... phát
triển mạnh, kéo theo các ngành công nghệ hàn và nhu cầu về vật liệu hàn rất lớn.
Trong đó phải kể đến nhu cầu về thuốc hàn để hàn tự động dưới lớp thuốc nhằm
nâng cao năng suất và chất lượng các cơng trình và kết cấu hàn.

Học viên: CAO THỊ HẰNG

15

CH2012B


Luận văn Thạc sỹ

Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

Theo số liệu của Công ty CP Que hàn điện Việt Đức là cơ sở sản xuất vật liệu
hàn qui mô lớn, có thâm niên và kinh nghiệm nhất ở nước ta, hàng năm vẫn phải
nhập khẩu khoảng 450 tấn thuốc hàn để cung cấp cho thị trường (theo số liệu 2010).
Số lượng thuốc hàn nói chung ở Việt Nam sử dụng khoảng 15.000 tấn/năm, trong
đó thuốc hàn có chất lượng cao cần nhập khẩu khoảng 10.000 tấn/năm.
Nhu cầu về thuốc hàn gốm và thuốc hàn thiêu kết khá lớn, nhưng chưa có
doanh nghiệp trong nước tự sản xuất cơng nghiệp thuốc hàn thiêu kết

1.2. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu
1.2.1. Mục tiêu nghiên cứu
- Nghiên cứu ảnh hưởng của các thơng số chế độ hàn đến sự hình thành mối
hàn và lượng thuốc nóng chảy khi hàn tự động dưới lớp thuốc hàn tương đương với
loại F7A(P)6 theo AWS A5.17-80.
- Xác định được chế độ hàn hợp lý và lượng thuốc hàn nóng chảy trên khối
lượng dây hàn khi sử dụng thuốc hàn thiêu kết tương đương loại loại F7A(P)6 theo
AWS A5.17-80.
1.2.2. Nội dung nghiên cứu
- Giới thiệu tổng quan việc nghiên cứu của thế giới và Việt Nam về thuốc
hàn thiêu kết. Xác định hướng nghiên cứu của đề tài.
- Các vấn đề cần được giải quyết:
+ Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số chế độ hàn đến sự hình thành mối
hàn và lượng thuốc hàn bị nóng chảy khi hàn thuốc hàn thiêu kết tương đương loại
F7A(P)6.
+ Xác định được chế độ hàn hợp lý và lượng thuốc hàn nóng chảy trên khối
lượng dây hàn khi sử dụng thuốc hàn thiêu kết được chế tạo bằng nguyên vật liệu
trong nước tương đương với loại F7A(P)6 theo AWS A5.17-80.
+ Xây dựng bản hướng dẫn sử dụng thuốc hàn thiêu kết .
Kết luận chương 1

Trong chương 1, tác giả đã hoàn thành được các nội dung sau:

Học viên: CAO THỊ HẰNG

16

CH2012B


Luận văn Thạc sỹ

Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

- Tình hình nghiên cứu và sản xuất thuốc hàn trên Thế giới và Việt Nam.
- Nhu cầu về thuốc hàn ở Việt Nam
- Xác định được mục tiêu và nội dung nghiên cứu của đề tài.

Học viên: CAO THỊ HẰNG

17

CH2012B


Luận văn Thạc sỹ

Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Chương 2

GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ HÀN DƯỚI LỚP THUỐC VÀ THUỐC HÀN

2.1.

Sơ lược về hàn dưới lớp thuốc

2.1.1. Sơ đồ nguyên lý và thiết bị hàn tự động dưới lớp thuốc

Hình 2.1. Sơ đồ nguyên lý hàn hồ quang tự động dưới lớp thuốc
Sơ đồ gồm có các bộ phận chut yếu như: đầu máy hàn, thùng chứa và rải
thuốc hàn, khay dây hàn, xe tự hành, đầu dò mép hàn, bảng điều khiển các thông số
chế độ hàn.
Đầu máy hàn có tác dụng cấp dây hàn và tiếp xúc điện cho dây hàn (điện cực).
Duy trì chiều dài hồ quang trong quá trình hàn, gây hồ quang khi bắt đầu hàn, ngắt
hồ quang khi đã hàn xong. Đầu máy có thể di chuyển tịnh tiến lên xuống, nghiêng
điện cực về phía trước sau hoặc quay sang phải trái.

Học viên: CAO THỊ HẰNG

18

CH2012B


Luận văn Thạc sỹ

Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

Xe tự hành thực hiện chuyển động theo quỹ đạo cho trước với vận tốc hàn nhất
định. Thuốc hàn được chứa trong thùng chứa và được rải phía trước điện cực, có thể
kèm theo bộ phận thu hồi thuốc hàn sau khi hàn một cách tự động.
2.1.2.Đặc điểm hàn tự động dưới lớp thuốc

- Hồ quang cháy ngầm dưới lớp thuốc, một phần thuốc hàn nóng chảy tạo
thành vịm xỉ bảo vệ vùng hồ quang hàn và vũng hàn khỏi tác dụng có hại của khí
quyển xung quanh (ơxi, nitơ, hơi nước,...).
- Nhiệt lượng hồ quang tập trung và nhiệt độ cao (so với các phương pháp
hàn khác như hàn hồ quang tay, hàn TIG, MIG/MAG, ...), cho phép hàn với tốc độ
lớn và có thể hàn những vật hàn có chiều dày lớn mà không cần phải vát mép, tiết
kiệm kim loại cơ bản và điện cực, giảm chi phí chuẩn bị mép hàn.
- Chất lượng kim loại mối hàn cao do vùng hàn được bảo vệ tin cậy khỏi tác
dụng của oxi và nitơ trong khí quyển xung quanh. Khả năng tinh luyện kim loại mối
hàn tốt hơn. Lớp thuốc và xỉ hàn làm mối hàn nguội chậm nên giảm được khuyết tật
hàn và thốt hidrơ tốt hơn.
- Sự hình thành mối hàn tốt, có hình dạng đẹp, đều đặn, ít bị các khuyết tật
như khơng ngấu, rỗ khí, rỗ xỉ.
- Khơng bắn tóe kim loại, ít tổn thất, nên hệ số mất mát giảm và hệ số đắp
nâng cao.
- Năng suất hàn cao.
- Hồ quang được bao bọc kín bởi thuốc hàn nên khơng làm hại mắt và da của
thợ hàn, cải thiện điều kiện lao động. Lượng khí (khói, bụi độc hại) sinh ra trong
q trình hàn rất ít so với hàn hồ quang tay, tốt hơn về u cầu vệ sinh mơi trường.
- Dễ cơ khí hóa và tự động hóa q trình hàn.
2.1.3. Phạm vi ứng dụng của hàn tự động dưới lớp thuốc
- Hàn các kết cấu thép dạng tấm, vỏ kích thước lớn, các dầm thép có khẩu độ
và chiều cao, các ống thép có đường kính lớn, các bồn, bể chứa, bình chịu áp lực và
trong cơng nghiệp đóng tàu, dầu khí, giao thông, chế tạo máy, lắp máy, thủy điện,
nhiệt điện...

Học viên: CAO THỊ HẰNG

19

CH2012B


Luận văn Thạc sỹ

Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

- Chủ yếu được ứng dụng để hàn các mối hàn ở tư thế hàn bằng (hàn sấp),
hàn góc tư thế hàn ngang, mối hàn ngang với các mối hàn có chiều dài lớn, chiều
dày khá lớn, quỹ đạo không phức tạp và các chi tiết hình trụ với đường kính lớn hơn
khoảng 50 mm..
2.2.

Giới thiệu về thuốc hàn

2.2.1. Khái niệm, yêu cầu và công dụng của thuốc hàn
 Khái niệm
Thuốc hàn là hỗn hợp gồm nhiều thành phần, được chế tạo ở dạng hạt có kích
thước xác định trong khoảng 0,25 ÷ 4 mm. Thuốc hàn được sử dụng trong hàn dưới
lớp thuốc và hàn điện xỉ. Khi hàn dưới lớp thuốc, nó nóng chảy một phần và tạo lớp
xỉ trên bề mặt vũng hàn để bảo vệ vũng hàn đồng thời có tác dụng hợp kim hóa mối
hàn. Thuốc hàn có thể mang tính axit hoặc tính bazơ.
 u cầu đối với thuốc hàn
Thuốc hàn phải đáp ứng các u cầu sau đây:
-

Tạo ra mơi trường ion hóa tốt để đảm bảo dễ gây hồ quang và hồ quang cháy
ổn định. Thường dùng các nguyên tố thuộc nhóm kim loại kiềm hoặc kiềm
thổ.

-

Khi nóng chảy tạo vịm xỉ bảo vệ tin cậy vùng hàn khơng cho nó tiếp xúc với
oxy, nitơ,... của mơi trường khí quyển xung quanh và phủ đều lên bề mặt kim
loại mối hàn, bảo vệ khơng cho khơng khí xâm nhập trực tiếp vào vùng hàn
và tạo điều kiện cho mối hàn nguội chậm.

-

Có khả năng khử oxy và các tạp chất có hại (S, P), tinh luyện kim loại mối
hàn. Đồng thời có thể hợp kim hóa, biến tính kim loại mối hàn nhằm nâng
cao hoặc cải thiện thành phần hóa học và cơ tính của kim loại mối hàn.
Trong mẻ liệu thuốc hàn, các fero hợp kim thường được đưa vào để thực
hiện các chức năng này.

-

Đảm bảo hình thành và tạo dáng mối hàn, hàn được các tư thế theo yêu cầu.

-

Đảm bảo hàm lượng hiđrô trong kim loại mối hàn theo yêu cầu.

Học viên: CAO THỊ HẰNG

20

CH2012B

Luận văn Thạc sỹ

Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

-

Mức độ khuyết tật trong phạm vi cho phép: Rỗ khí, ngậm xỉ, khơng ngấu,…

-

Đảm bảo tính bong xỉ cao: Lớp xỉ khi mối hàn nguội phải đảm bảo dễ tách
khỏi bề mặt kim loại mối hàn, có thể tự bong hoặc có thể dùng bàn chải sắt,
búa gõ nhẹ làm sạch xỉ hàn.

-

Có hệ số nóng chảy và vận tốc hàn theo yêu cầu, đảm bảo năng suất cao.

-

Đảm bảo u cầu vệ sinh cơng nghiệp: Lượng khí có hại và bụi sinh ra trong
giới hạn cho phép.

-

Thuốc hàn có độ bền cần thiết (không bị vỡ vụn trong quá trình vận chuyển
và bảo quản), hạn chế khả năng hút ẩm.
 Công dụng của thuốc hàn
Thuốc hàn được sử dụng trong hàn tự động và bán tự động dưới lớp thuốc,

trong hàn điện xỉ.
Vậy vai trị và cơng dụng của thuốc hàn trong hàn điện nóng chảy gồm những
điểm chính sau đây:
- Gây và duy trì hồ quang cháy ổn định;
- Bảo vệ tốt kim loại vùng hàn (giọt kim loại trong vùng hồ quang, kim loại vũng
hàn) khỏi tác dụng có hại của mơi trường xung quanh;
- Bảo đảm hình dạng cần thiết của mối hàn (hay nói cách khác là tạo dáng mối hàn);
- Tinh luyện kim loại mối hàn;
- Hợp kim hoá kim loại mối hàn, đặc biệt đối với mối hàn đắp;
- Đảm bảo hệ số nóng chảy và tốc độ hàn theo yêu cầu;
- Làm sạch bề mặt tại chỗ cần nối của vật hàn (khi hàn nhôm, hàn vẩy,...).
2.2.2. Các chỉ tiêu cơ bản của thuốc hàn


Các chỉ tiêu chung của thuốc hàn

Thuốc hàn dùng trong hàn tự động, bán tự động dưới lớp thuốc, thuốc hàn
kết hợp với dây hàn phải đạt được các chỉ tiêu chung cơ bản như sau :
− Đảm bảo về cơ tính của kim loại mối hàn.

Học viên: CAO THỊ HẰNG

21

CH2012B


Luận văn Thạc sỹ

Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

− Đảm bảo thành phần hóa học cần thiết cho kim loại mối hàn.
− Đảm bảo hàm lượng hiđrô trong kim loại mối hàn và VAHN theo yêu cầu.
− Đảm bảo tính cơng nghệ hàn theo u cầu.
− Giá thành sản phẩm hạ.
 Các chỉ tiêu cơng nghệ hàn
Các đặc tính cơng nghệ của thuốc hàn gồm những chỉ tiêu chính như sau:
− Đảm bảo dễ gây hồ quang và hồ quang hàn cháy ổn định;
− Bảo vệ tin cậy vùng hồ quang hàn và vũng hàn khỏi sự tác dụng của mơi
trường xung quanh;
− Tạo dáng mối hàn và hình thành mối hàn tốt;
− Tạo xỉ dễ nổi lên bề mặt vũng hàn và phủ đều trên bề mặt mối hàn để bảo
vệ và giúp mối hàn nguội chậm, xỉ phải dễ tách khỏi mối hàn (tính bong
xỉ tốt);
− Đảm bảo tinh luyện kim loại mối hàn và khử tạp chất theo yêu cầu;
− Có khả năng cải thiện và hợp kim hoá kim loại mối hàn, nâng cao cơ tính
kim loại mối hàn;
− Đảm bảo khuyết tật trong giới hạn cho phép: rỗ khí, ngậm xỉ, khơng ngấu
khe hở hàn,...
− Lượng khí độc thải ra ở mức độ cho phép, đảm bảo yêu cầu vệ sinh công
nghiệp
 Các yêu cầu kỹ thuật chung khi sản xuất thuốc hàn
Ngoài các chỉ tiêu kỹ thuật chung và các đặc tính cơng nghệ hàn, khi sản xuất
thuốc hàn phải đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật như sau:
− Thuốc hàn phải đảm bảo độ đồng đều về thành phần theo yêu cầu.
− Đảm bảo độ bền cơ học của hạt thuốc hàn.
− Đảm bảo độ ẩm của thuốc hàn theo yêu cầu.
− Đảm bảo kích thước hạt thuốc và tỷ lệ các cỡ hạt thuốc hàn theo yêu cầu.

Học viên: CAO THỊ HẰNG

22

CH2012B


Luận văn Thạc sỹ

Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

2.2.3.Phân loại và kí hiệu thuốc hàn


Phân loại
• Phân loại theo phương pháp chế tạo:

− Thuốc hàn nung chảy (Fused)
− Thuốc hàn gốm nói chung (khơng nung chảy – Bonded) và có thể phân
chia nhỏ hơn:
+ Thuốc hàn gốm: nhiệt độ sấy ≤ 500°C;
+ Thuốc hàn thiêu kết: nhiệt độ sấy thiêu kết > 500°C (agglomerated
flux).
− M (Mechanically mixed): loại hỗn hợp cơ học (thuốc hàn nung chảy +
bột hợp kim hoặc fero hợp kim).
• Theo đặc điểm và tỷ trọng hạt thuốc:
− Thuốc hàn hạt dạng thuỷ tinh có tỷ trọng: 1,4 ÷ 1,8 Kg/dm3
− Thuốc hàn hạt dạng bọt nhẹ có tỷ trọng: 0,6 ÷ 1 Kg/dm3
− Thuốc hàn hạt dạng tinh thể cũng có tỷ trọng như dạng thu tinh: 1,4 ữ
1,8 Kg/dm3
ã Theo thnh phn hoỏ hc và hợp chất chính:

Theo thành phần hố học và hợp chất chủ yếu của xỉ hàn có thể phân loại, kí
hiệu theo tiêu chuẩn của viện Hàn Quốc tế (tiêu chuẩn IIW – 545 – 78) như sau:
Bảng 2.1. Phân loại và kí hiệu thuốc hàn theo IIW – 545 –78
Kí hiệu
MS

Thành phần chính, %
MnO + SiO2 ≥ 50

Loại thuốc hàn
Hệ Mn – Silicat

CS

CaO + MgO + SiO2 ≥ 60

Hệ Canxi – Silicat

ZS

ZrO2 + SiO2 ≥ 30

Hệ Zirconi - Silicat

AR

Al2O3 + TiO2 ≥ 45
Al2O3 + CaO + MgO ≥ 45,
( Al2O3 ) ≥ 20.
CaO + MgO + MnO + CaF2 ≥ 50 ,

SiO2 max = 20, CaF2 ≥ 15 .
Chứa chất hợp kim hố

Ơxit nhơm – Rutil

AB
FB
ST

Học viên: CAO THỊ HẰNG

23

Ơxit nhơm – Bazơ
Fluorit – Bazơ
Khác

CH2012B