Giỏ hàng

APP | Đóng tàu | Hàn tôn đáy tàu sà-lan bằng công nghệ hàn SAW Tandem

Lĩnh vực ứng dụng

Shipbuilding, Steel Structure

Ref.#

 

Quá trình hàn

SAW-Tandem

DGWTR#

APP0023

Vật liệu

Mild steel (12 mm)

Edit

Han Le Duy, WE, CWI, IWI-S

Vật liệu hàn

L-61 + 780 Flux

Reviewed

WP, IWE

Liên kết / Vị trí

Butt joint / 1G

Completed

23/1/2007

NỘI DUNG  

Khách hàng yêu cầu sử dụng quá trình hàn dưới lớp thuốc hai hồ quang (SAW Tandem) với dòng xoay chiều AC sóng vuông để hàn đáy tàu sà-lan. Việc hàn mặt trong đáy sà-lan là một thử thách vì việc gá lắp thay đổi, cũng như nguy cơ bị cháy thủng cả tấm lót. Thông thường tấm lót có chiều dày 8mm và được phủ lớp buttering để tránh cháy thủng khi hàn Tandem. Hiện tại, khách hàng đang sử dụng quá trình hàn FCAW với 2 điện cực đặt xa nhau để tạo ra được 2 đường hàn với một lần dịch chuyển. Khách hàng mong muốn sử dụng quá trình hàn SAW để tăng năng suất và giảm thiểu sửa chữa, giảm khói hàn.

Liên kết hàn của khách hàng được chuẩn bị bằng thép ở phòng thí nghiệm của Lincoln Electric (LE). Thép không được sơn mạ. Đường hàn đáy sử dụng quá trình hàn GMAW. Liên kết hàn được thiết kế với 3 điều kiện khe hở hàn: 6mm, 12mm và 10mm.

Kết quả mối hàn thể hiện ngấu tốt, điền đầy đủ và ngoại dạng đẹp. Việc sử dụng hàn Tandem hai dòng AC-AC cho mối hàn đồng đều, cân đối hơn khi sử dụng dòng DC- cho dây đi trước. Tốc độ hàn tăng từ 50 tới 180% tùy thuộc vào khe hở hàn.



TỪ KHÓA: Power Wave® AC/DC 1000, bộ điều khiển Power Feed® 10A, công nghệ hàn dưới lớp thuốc hai dây, SAW Tandem, liên kết hàn giáp mối, butt joint, thuốc hàn 780, thép cabon thường, sà-lan tàu, đóng tàu.


GIỚI THIỆU CHUNG

Hàn đáy sà-lan tàu là một thử thách khi liên kết hàn không vát mép (square edges), điều kiện gá lắp thay đổi và tấm lót đáy mỏng khi dùng hàn SAW Tandem. Việc mối hàn không vát mép có thể gây ra lẫn xỉ ở phía góc thuộc về đáy của liên kết. Việc gá đặt thay đổi dẫn đến thể tích mối hàn thay đổi. Khối lượng kim loại đắp sẽ tăng lên gấp đôi nếu tăng khe hở hàn. Để thực hiện, chúng tôi quyết định hàn một đường hàn lót bằng GMAW như một lớp đắp lên tấm lót. Đường hàn này giúp tăng thêm chiều dày cho tấm lót để tránh bị cháy thủng khi hàn Tandem. Mặc dù chúng tôi đã chọn GMAW để hàn lớp lót, tuy nhiên hoàn toàn có thể sử dụng quá trình hàn FCAW hoặc hàn dây lõi kim loại để hàn. Các tấm kim loại cơ bản không mạ có chiều dày 12mm được lắp ghép với nhau, để khe hở lần lượt là 6mm, 10mm và 12mm. Tấm lót được gá linh động so với liên kết. Đầu tiên chúng tôi sử dụng hàn với khe hở 10mm để làm cơ sở cho hàn hai mẫu còn lại. Tốc độ hàn được điều chỉnh để bù được sự thay đổi về thể tích kim loại mối hàn.

QÚA TRÌNH THỰC NGHIỆM

Dây hàn được bố trí góc độ và khoảng cách như trong bảng 1 và hình 1. Bảng thông số quy trình hàn, tốc độ hàn theo khe hở được thể hiện như trong bảng 2 và bảng 3.

Sử dụng dây hàn L-56 đường kính 1.2mm và khí trộn 80%Ar + 20% CO2 để hàn lớp lót. Máy hàn cài đặt ở chế độ hàn CV và tốc độ hàn được cài đặt ở 320 ipm (1.26 m/phút). Sau khi hàn lớp lót, chiều sâu còn lại được tính toán để xác định thể tích kim loại mối hàn cần điền vào liên kết. Chiều sâu đo đạc như trong bảng 3.

Dây hàn đường kính 4.8mm được sử dụng để tối đa khả năng đắp và giảm thiểu cháy thủng. Cháy thủng được giảm thiểu thông qua việc sử dụng dây hàn đường kính lớn, hàn với dòng nhỏ (giảm mật độ dòng điện). Khi chúng tôi cố gắng tăng dòng điện để tăng tốc độ hàn, hiện tượng cháy thủng xảy ra. Mẫu hàn gá lắp của chúng tôi nhỏ hơn so với tấm hàn thực tế. Tốc độ khi hàn ngoài thực tế có thể nhanh hơn vì tấm hàn lớn hơn sẽ giúp tản nhiệt nhanh hơn và giảm thiểu quá nhiệt gây cháy thủng. Một số đường hàn được hàn với thuốc hàn 761. Sau đó, chúng tôi chuyển sang dùng thuốc 780 để tăng chiều cao mối hàn. Ban đầu, hiện tượng cháy thủng xảy ra tại chỗ chuyển tiếp từ tai công nghệ với phôi hàn. Sau đó, chúng tôi đã hàn thêm đường hàn nối giữa tấm tai công nghệ với phôi hàn và hàn cả hai phía (trên và dưới) để tạo ra diện tích mặt cắt ngang mối hàn lớn hơn, nhờ đó hiện tượng cháy thủng được khắc phục.

Điện áp hồ quang trên dây hàn đi trước được tăng lên để tạo áp lực hồ quang lên toàn bộ bề rộng vùng hàn. Dùng điện áp lớn sẽ giảm chiều sâu ngấu. Chúng tôi đã tăng khả năng ngấu chảy bằng cách điều chỉnh biên độ sóng Balance cho cả hai hồ quang để tăng thời gian hàn ở nửa chu kỳ âm. Biên độ (Offset) ở trên hồ quang đi trước (lead arc) được đặt +15 để cải thiện độ ổn định hồ quang. Điều chỉnh biên độ dương (positive offset) giúp tăng dòng điện cơ bản so với dòng trung bình, sẽ cải thiện được độ ổn định của hồ quang đi trước.

Bảng 1: Góc độ và khoảng cách giữa các dây hàn Tandem


Hình 1: Góc độ và khoảng cách giữa các dây hàn


Bảng 3: Thông số chế độ hàn


Bảng 4: Quan hệ giữa vận tốc với khe hở hàn và chiều sâu lớp hàn SAW


KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Kết quả macro mặt cắt ngang mối hàn khi khe hở 6mm và 12mm được thể hiện  như trong hình 2.


Hình 2: Kết quả macro mặt cắt ngang mối hàn hoàn thiện




QUYỀN SỞ HỮU VÀ BẢO MẬT: Báo cáo này căn cứ trên các kết quả thử nghiệm của hãng Lincoln Electric, và được biên tập bởi Double Good JSC – Nhà phân phối sản phẩm và Dịch vụ ủy quyền của Lincoln Electric tại Việt Nam. Không được phép sao chép, lưu chuyển, sử dụng tài liệu này với bất kỳ mục đích nào nếu không được sự cho phép bằng văn bản của Double Good JSC.

Ghi chú: Tính đa dạng trong thiết kế, chế tạo và điều kiện làm việc của các sản phẩm thực tế sẽ ảnh hưởng tới kết quả thực nghiệm. Vì vậy các bên tự cân nhắc và chịu trách nhiệm khi áp dụng các thông tin trong báo cáo này vào công việc của mình.

Facebook Instagram Youtube Twitter Google+ Top