Hàn thép dày đưa ra những thách thức độc đáo, bao gồm đảm bảo sự thâm nhập đầy đủ, tránh đùi lạnh và ngăn chặn hydro - gây ra vết nứt. Không giống như thép mỏng, có thể được hàn bằng các điện cực cơ bản, thép dày (thường được xác định là vật liệu dày trên 1/2 inch) đòi hỏi các điện cực cung cấp phản ứng tổng hợp sâu, tốc độ lắng đọng cao và khả năng chống khuyết tật dưới tải trọng nặng. Chọn đúng thanh hàn là rất quan trọng để đạt được các mối hàn mạnh, bền trong các ứng dụng như chế tạo cấu trúc, sản xuất máy móc hạng nặng và xây dựng tàu áp lực. Bản tin này phác thảo các tùy chọn thanh hàn tốt nhất cho thép dày và lợi thế chính của chúng.
Yêu cầu chính cho hàn thép dày
Trước khi lặn vào các loại que cụ thể, điều cần thiết là phải hiểu nhu cầu cốt lõi của hàn thép dày:
Sự thâm nhập sâu: Thép dày đòi hỏi các điện cực có thể tan chảy qua nhiều lớp, đảm bảo sự hợp nhất giữa kim loại cơ bản và mỗi lần hàn. Sự thâm nhập nông dẫn đến các khớp yếu dễ bị hỏng khi bị căng thẳng.
Hiệu suất lắng đọng cao: Hàn thép dày thường liên quan đến nhiều đường chuyền. Các điện cực có tốc độ lắng đọng cao làm giảm thời gian hàn và giảm thiểu tích tụ đầu vào nhiệt, có thể làm cong vật liệu.
Hàm lượng hydro thấp: Thép dày giữ nhiệt lâu hơn, nhưng làm mát chậm có thể bẫy hydro trong mối hàn, gây ra nứt lạnh. Low - Điện cực hydro giảm thiểu rủi ro này.
Tất cả - Khả năng vị trí: Nhiều thành phần thép dày (ví dụ: chùm cấu trúc, đầu tàu áp suất) yêu cầu hàn ở các vị trí thẳng đứng hoặc trên cao, vì vậy các điện cực phải thực hiện đáng tin cậy theo bất kỳ định hướng nào.
Thanh hàn được đề xuất cho thép dày
1. E7018 và E7018 - 1 (điện cực bột sắt hydro thấp)
E7018 và biến thể cải tiến của nó E7018 - 1 là một trong những điện cực được sử dụng rộng rãi nhất cho thép dày. Được phân loại là thanh bột sắt hydro thấp, chúng vượt trội trong các ứng dụng cấu trúc trong đó sức mạnh và khả năng chống nứt là tối quan trọng.
Sự thâm nhập và hợp nhất: Bột sắt trong lớp phủ của chúng làm tăng năng lượng hồ quang, mang lại sự thâm nhập sâu vào các phần dày. Điều này đảm bảo rằng mỗi mối hàn truyền liên kết an toàn với kim loại cơ bản và các lớp trước đó.
Độ bền và độ bền: Với độ bền kéo tối thiểu 70.000 psi, thanh E7018 tạo ra các mối hàn phù hợp hoặc vượt quá cường độ của hầu hết các thép carbon được sử dụng trong các phần dày. E7018 - 1 cung cấp độ bền nhiệt độ thấp -, làm cho nó trở nên lý tưởng cho các ứng dụng ngoài trời hoặc môi trường lạnh.
Lợi thế hydro thấp: Lớp phủ hydro thấp - của chúng (dưới 8 ml hydro trên 100 gram kim loại hàn) làm giảm nguy cơ nứt lạnh - Một mối quan tâm quan trọng đối với thép dày, làm mát chậm và bẫy hydro dễ dàng hơn.
Ứng dụng: Chế tạo kết cấu thép (ví dụ: dầm cầu, cột tòa nhà), khung máy móc hạng nặng và vỏ tàu áp lực. E7018-1 được ưa thích cho các dự án ở vùng khí hậu lạnh hoặc khi cần phải kháng va chạm, chẳng hạn như bùng nổ cần cẩu.
2. E9018 - B3 (cao - điện cực hợp kim thấp)
Đối với độ dày cao - cường độ thấp - Hợp kim (HSLA) thép - được sử dụng trong các ứng dụng như nền tảng ngoài khơi và thiết bị nặng - E9018-B3 là lựa chọn hàng đầu. Điện cực này được thiết kế để phù hợp với các tính chất cơ học của thép HSLA với cường độ kéo lên tới 90.000 psi.
Khả năng tương thích hợp kim: E9018-B3 chứa crom, molybden và vanadi, tăng cường kim loại hàn để phù hợp với cường độ cao của HSLA Steel. Điều này tránh "làm suy yếu", nơi mối hàn yếu hơn kim loại cơ bản.
Khả năng kháng creep: Các yếu tố hợp kim cũng cải thiện khả năng chống creep của mối hàn (biến dạng chậm dưới tải trọng bền vững), làm cho nó phù hợp với các thành phần thép dày trong môi trường nhiệt độ - cao, như hỗ trợ lò công nghiệp.
Hiệu suất hàn: Giống như E7018, E9018-B3 sử dụng bột sắt để tăng tốc độ lắng đọng, giảm số lượng đường chuyền cần thiết cho các phần dày.
Cân nhắc: Nó đòi hỏi các điện cực kiểm soát độ ẩm nghiêm ngặt - phải được lưu trữ trong lò nóng (250, 300 độ F) để ngăn chặn sự hấp thụ hydro, điều này còn quan trọng hơn đối với thép HSLA, vì nó dễ bị nứt hydro hơn so với thép carbon.
3. E6010 và E6011 (điện cực cellulose)
Mặc dù chủ yếu được biết đến với hàn đường ống, E6010 (DC -) và E6011 (AC/DC) có giá trị đối với các đường truyền gốc trong thép dày. Lớp phủ cellulose cao - của chúng tạo ra một vòng cung mạnh mẽ cắt xuyên qua gỉ, tỷ lệ hoặc tỷ lệ mill - phổ biến trên các bề mặt thép dày - đảm bảo một mối hàn gốc tự do sạch, xốp-.
Hiệu suất của Root Pass: Vòng cung cường độ cao của E6010/E6011 tạo ra sự thâm nhập sâu, hẹp, lý tưởng để thiết lập một nền tảng mạnh mẽ trong đường chuyền hàn đầu tiên của thép dày. Điều này đặc biệt hữu ích cho các khớp vát, trong đó rễ phải hợp nhất hoàn toàn để ngăn chặn các khoảng trống.
Loại bỏ xỉ: Súng đóng băng nhanh - của chúng rất dễ dàng để loại bỏ giữa các đường chuyền, tăng tốc độ Multi - Pass Pass.
Hạn chế: Các thanh này có hàm lượng hydro cao hơn - điện cực hydro, vì vậy chúng thường chỉ được sử dụng cho các đường truyền gốc. Các đường chuyền và nắp sau đó được thực hiện với các thanh hydro thấp- như E7018 để giảm nguy cơ nứt.
Ứng dụng: Xây dựng đường ống (trong đó các ống thép dày yêu cầu hàn gốc đáng tin cậy), sửa chữa công việc trên thép dày rỉ sét và các khớp cấu trúc với quy mô nhà máy.
Kỹ thuật hàn cho thép dày với các thanh này
Ngay cả với thanh bên phải, thép dày hàn đòi hỏi kỹ thuật thích hợp:
Vị trí: Các cạnh thép dày thường được vát (v - rãnh, u - rãnh hoặc gấp đôi v - groove) để tăng diện tích mối hàn và đảm bảo thâm nhập. E7018 và E9018-B3 hoạt động tốt trong các rãnh này, làm đầy chúng đều bằng độ xốp tối thiểu.
Multi - Hàn Pass: Phần dày yêu cầu nhiều lần vượt qua. Tốc độ lắng đọng cao của E7018 làm giảm số lượng đường chuyền, trong khi vượt qua rễ của E6010/E6011 đảm bảo một cơ sở vững chắc cho các lớp tiếp theo.
Làm nóng trước và bài - xử lý nhiệt hàn (PWHT): làm nóng thép dày đến 250 độ400 độ f làm mát làm mát, cho phép hydro thoát ra. Đối với các ứng dụng căng thẳng - cao, PWHT (làm nóng đến 1100 Lỗi1200 độ F và làm mát chậm) làm giảm ứng suất dư - được kết hợp với các thanh hydro thấp- như E7018, điều này hầu như không bị loại bỏ.
Tại sao những thanh này vượt trội so với những người khác cho thép dày
Các điện cực phổ biến khác, chẳng hạn như E6013 (thép nhẹ) hoặc E308 (thép không gỉ), ít phù hợp với thép dày:
E6013 thiếu sự thâm nhập và sức mạnh cần thiết cho các phần dày và hàm lượng hydro cao của nó làm tăng nguy cơ nứt.
E308 được thiết kế cho thép không gỉ, không phải thép carbon hoặc HSLA và độ bền kéo thấp hơn của nó (65.000 psi) khiến nó không phù hợp với các ứng dụng thép dày- tải trọng.
Ngược lại, E7018, E9018-B3 và E6010/E6011 (đối với các đường rễ) giải quyết các thách thức độc đáo của thép dày, từ thâm nhập đến kháng nứt.
Kết luận
Đối với hàn thép dày, sự lựa chọn của thanh phụ thuộc vào loại kim loại cơ bản, yêu cầu sức mạnh và điều kiện môi trường:
Các phần dày bằng thép carbon: E7018 hoặc E7018-1 là lý tưởng cho sự thâm nhập sâu, hàm lượng hydro thấp và sức mạnh 70.000 psi.
Cao - Độ thấp - Hợp kim (HSLA) Thép dày: E9018-B3 phù hợp với sức mạnh của HSLA và chống lại creep, làm cho nó phù hợp với tải trọng nặng và nhiệt độ cao.
Root vượt qua bằng thép dày: E6010 (DC) hoặc E6011 (AC/DC) cung cấp các rễ tự do sạch, xốp -, với các đường chuyền/nắp được hoàn thành với thanh hydro thấp-.
Tất cả các điện cực này ưu tiên phản ứng tổng hợp sâu, tốc độ lắng đọng cao và khả năng chống nứt - để hàn thép dày thành công. Khi được kết hợp với làm nóng trước, đa - kỹ thuật vượt qua và kiểm soát độ ẩm, chúng đảm bảo các mối hàn đáp ứng các tiêu chuẩn của ngành về sức mạnh và độ bền trong các ứng dụng cấu trúc, máy móc và áp lực.
Đối với các thợ hàn làm việc với thép dày, việc chọn thanh bên phải không chỉ là vấn đề hiệu suất -, điều quan trọng đối với an toàn và dài - độ tin cậy của thuật ngữ trong cao - Stakes các dự án công nghiệp.
