Việc xác định khả năng tương thích của điện cực xoay quanh việc kiểm tra thành phần hóa học, tính chất cơ học, hệ số giãn nở nhiệt và khả năng tương thích với môi trường sử dụng của chúng. Điều này đảm bảo mối hàn và kim loại cơ bản được phối hợp về độ bền, độ dẻo dai và khả năng chống nứt, ngăn ngừa nứt hoặc hỏng hóc sớm.
1. Khả năng tương thích thành phần hóa học: Ngăn ngừa sự không tương thích luyện kim
Tương đương lượng cacbon (Ceq): Chênh lệch phải nhỏ hơn hoặc bằng 0,05% để tránh hiện tượng giòn ở vùng bị ảnh hưởng bởi nhiệt.
Phối hợp phần tử hợp kim:
Thép cacbon/thép hợp kim-thấp → Chọn dòng E50 (ví dụ: E5015);
Thép khuôn H13 → Tốt nhất nên sử dụng E309L-16 hoặc ENiCrFe-2, tận dụng lớp đệm austenit để hấp thụ ứng suất;
Thép không gỉ Austenitic (304/316) → Sử dụng E308L-16 để kết hợp lượng carbon cực thấp;
Hợp kim dựa trên niken{0}}→ Sử dụng ENiCrFe-2, có thành phần tương tự và khả năng chống nứt vượt trội.
2. Kết hợp đặc tính cơ học: Cân bằng độ bền và độ dẻo dai
|
Loại vật liệu cơ bản |
Điện cực được đề xuất |
Điểm phù hợp |
|
Thép cacbon Q235/Q345 |
E5015 (J507) |
Độ bền kéo Lớn hơn hoặc bằng 490MPa, tương đương với vật liệu cơ bản |
|
20CrMo và các loại thép hợp kim khác |
E5018 (J507Fe) |
Chứa bột sắt để nâng cao hiệu quả, phù hợp với sức mạnh và độ dẻo dai tốt |
|
Thép khuôn H13 (50HRC) |
E309L-16 |
Không cần cường độ bằng nhau, tập trung vào khả năng giảm ứng suất và chống nứt |
|
Thép không gỉ 304 |
E308L-16 |
Cường độ năng suất Lớn hơn hoặc bằng 205MPa, đáp ứng điều kiện làm việc ở nhiệt độ-cao |
Nguyên tắc chính: Tránh “cường độ cao với cường độ thấp” dẫn đến căng thẳng kiềm chế quá mức hoặc “cường độ thấp với cường độ cao” gây ra các khớp yếu.
3. Kết hợp độ giãn nở nhiệt và độ dẫn nhiệt: Ngăn ngừa nứt do ứng suất nhiệt
Sự chênh lệch quá mức có thể dễ dàng dẫn đến hiện tượng nứt do ứng suất nhiệt:
Để hàn thép cacbon và thép không gỉ → sử dụng E309L-16 làm vật liệu chuyển tiếp do hệ số giãn nở nhiệt vừa phải;
Đối với thép khuôn và hợp kim gốc niken- → sử dụng ENiCrFe-2, có hệ số giãn nở nhiệt gần hơn.
Ví dụ: Khi kết nối ống dẫn nóng (thép carbon) với vòi phun (H13), sử dụng E309L-16 có thể làm giảm căng thẳng nhiệt một cách hiệu quả.
4. Khả năng thích ứng môi trường dịch vụ
|
Điều kiện môi trường |
Yêu cầu phù hợp |
Điện cực được đề xuất |
|
High Temperature Conditions (>300 độ) |
Chống-oxy hóa, chống-leo |
E309L-16, ENiCrFe-2 |
|
Đi xe đạp nhiệt thường xuyên |
Độ dẻo dai cao, độ co thấp |
ENiCrFe-2, E308L-16 |
|
Môi trường có độ ẩm cao (ví dụ: Mùa mưa Vũ Hán) |
Hydro thấp, chống ẩm tốt |
E5015, E5018 (Sử dụng sau khi sấy khô) |
5. Các bước phán đoán thực tế
Xác nhận cấp vật liệu cơ bản: Xác định thông qua thông số kỹ thuật vật liệu hoặc phân tích quang phổ;
Kiểm tra hướng dẫn về điện cực: Xác minh vật liệu cơ bản được khuyến nghị, tính chất cơ học và các yêu cầu sấy khô;
Đánh giá các điều kiện vận hành: Liệu nó có liên quan đến nhiệt độ cao, áp suất cao hay chu trình nhiệt hay không;
Xác minh tính khả thi của quy trình: Liệu nó có hỗ trợ làm nóng trước, hàn nhiều lớp và vận hành tại chỗ hay không.
Tiêu chuẩn cuối cùng: Sau khi hàn, MT + UT không phát hiện thấy vết nứt nào và độ cứng Nhỏ hơn hoặc bằng 350HV, cho thấy khớp thành công.
