Khi nghiên cứu về cấu trúc kim loại mối hàn và VAHN không thể nghiên cứu đối với tất cả các kim loại và hợp kim được mà chúng ta chỉ nghiên cứu cấu trúc kim loại mối hàn và VAHN đối với thép C thấp là loại vật liệu được dùng rất nhiều trong các kết cấu hàn.
Nếu chúng ta mài cẩn thận bề mặt cắt mối hàn và sau đó rửa trong dung dịch đặc biệt (25% HNO3), thì có thể nhìn rõ từng phần riêng biệt có các tổ chức hạt khác nhau gọi là vùng mối hàn.
Trong vùng mối hàn kim loại nóng chảy hoàn toàn, khi kết tinh có tổ chức tương tự như tổ chức thỏi đúc. Thành phần và tổ chức kim loại mối hàn khác với kim loại cơ bản và kim loại điện cực.
- Vùng mối hàn
- Vùng ảnh hưởng nhiệt của mối hàn
Phần kim loại cơ bản nằm cạnh mối hàn dọc theo trục đường hàn không thay đổi về thành phần hóa học nhưng do bị nung nóng mạnh nên tổ chức và kích thước độ hạt thay đổi. Phần kim loại này gọi là vùng ảnh hưởng nhiệt
Vùng ảnh hưởng nhiệt có kích thước phụ thuộc vào phương pháp hàn, chế độ hàn, thành phần hóa học cũng như tính chất lý nhiệt của kim loại cơ bản. Có thể chia ra thành các phần sau đây:
– Vùng viền chảy: có kích thước rất bé là vùng giáp ranh giữa vùng hàn và kim loại cơ bản, kim loại ở đây được nung nóng đến nhiệt độ xấp xỉ nhiệt độ nóng chảy của kim loại cơ bản và nằm trong trạng thái rắn lỏng lẫn lộn. Kích thước hạt kim loại sau khi hàn khá mịn và có cơ tính rất cao.
– Vùng quá nhiệt: Là vùng kim loại cơ bản bị nung nóng từ 11000C đến xấp xỉ nhiệt độ nóng chảy. Ở đây thường xảy ra quá trình kết tinh lại ( biến đổi thù hình). Do hiện tượng quá nhiệt nên hạt tịnh thể có kích thước lớn, độ dai va đập và độ dẻo thấp, dễ nứt nóng và nứt nguội. Vùng này là vùng yếu nhất của liên kết hàn.
– Vùng thường hóa: Là khu vực kim loại bị nung nóng từ nhiệt độ 9000 ÷110000C. Ở đây tổ chức kim loại có độ hạt nhỏ nhất. Vùng này kim loại có độ bền và độ dẻo cao nhất
– Vùng kết tinh lại không hoàn toàn: Vùng kim loại bị nung nóng trong khoảng nhiệt độ 7200÷ 90000C. Ở đây một phần kim loại bị thay đổi tổ chức nên nó được gọi là vùng kết tinh lại không hoàn toàn. Bên cạnh những hạt kim loại có kích thước lớn thì có một số hạt nhỏ. Trong vùng này nhiệt độ nung nóng chưa đủ để thay đổi toàn bộ các hạt vì thế cơ tính của vùng này kém hơn.
– Vùng kết tinh lại: Là vùng có nhiệt độ nung nóng 500 – 72000C. Trong vùng này tổ chức kim loại không thay đổi, các hạt vẫn giữ nguyên được hình dáng, kích thước ban đầu.
– Vùng giòn xanh: Là vùng chịu tác dụng nhiệt dưới 50000C, vùng này tổ chức kim loại không thay đổi nhưng do ảnh hưởng của nhiệt hàn nên thường tồn tại một trạng thái ứng suất dư, độ dẻo và độ dai va đập giảm, độ bền tăng vì nó là vùng chuyển tiếp từ vùng ứng suất nhiệt tác dụng sang vùng phản kháng.
(Vùng nhiệt độ theo mặt cắt mối hàn)
Nguồn: vnwelding
