5 minutes read

Nguyên nhân gây ra ứng suất và biến dạng khi hàn

Nguyên nhân gây ra ứng suất và biến dạng khi hàn

Ứng suất và biến dạng khi hàn xuất hiện, tồn tại trong liên kết hàn là do quá trình hàn gây ra. Ứng suất và biến dạng có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng sản phẩm, do vậy ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng làm việc của liên kết hàn

Nguyên nhân gây ra ứng suất và biến dạng khi hàn

Nguyên nhân gây ra ứng suất và biến dạng khi hàn

Để biết được nguyên nhân gây ra ứng suất và biến dạng, trước hết cần xem xét các hiện tượng.

Hiện tượng

Xét thỏi thép nung nóng và làm nguội ở các trạng thái khác nhau:

  • Kẹt chặt hai đầu thỏi thép rồi nung nóng. Do ảnh hưởng của nhiệt độ làm cho thỏi thép dãn dài ra. Nhưng do hai đầu thép bị kẹp chặt nên thỏi thép không giãn ra được. Do vậy sinh ra ứng suất nén trong thỏi thép.
  • Thỏi thép được nung nóng tự do, sau đó kẹp chặt hai đầu thỏi thép lại và để nguội. Khi nguội thỏi thép bị co lại nhưng do hai đầu thép bị kẹp chặt nên nó không thể co lại được. Kết quả làm cho thỏi thép sinh ra ứng suất kéo. Nếu ứng suất kéo vượt quá cường độ chống kéo của thỏi thép sẽ làm thỏi thép bị đứt.

Nguyên nhân gây ra ứng suất và biến dạng khi hànThỏi thép bị kẹp chặt hai đầu và để nguội

  • Nung nóng thỏi thép đã kẹp chặt hai đầu, sau đó nới một đầu ra để thỏi thép nguội và giản nở tự do. Sau khi nguội thỏi thép bị biến dạng, kích thước thỏi thép ngắn hơn so với khích thước trước khi nung nóng.

Nguyên nhân gây ra ứng suất và biến dạng khi hànThỏi thép để một đầu tự do và để nguội

Nguyên nhân gây ra ứng suất và biến dạng

Từ các hiện tượng đó liên hệ với quá trình hàn ta thấy:

Khi hàn vật hàn bị nung nóng cục bộ trong khoảng thời gian rất ngắn và đạt đến nhiệt độ rất cao. Sự phân bố nhiệt độ theo phương thẳng góc với trục mối hàn rất khác nhau nên sự thay đổi thể tích ở vùng lân cận mối hàn cũng khác nhau. Kết quả làm cho trong vật hàn sinh ra ứng suất.

Ứng suất và biến dạng sinh ra trong quá trình hàn là do các nguyên nhân sau:

  • Do nung nóng và làm nguội không đều kim loại và vật hàn

Sự phân bố nhiệt độ trên vật hàn không đều làm vật hàn dãn nở không đều, do vậy làm cho mối hàn và vùng lân cận mối hàn tồn tại ứng suất. Ứng suất này làm cho vật hàn biến dạng hoặc có thể bị đứt.

Nguyên nhân gây ra ứng suất và biến dạng khi hàn

  • Do sự co ngót của kim loại lỏng trong vũng hàn khi kết tinh

Khi đông đặc kim loại lỏng bị giảm thể tích, do vậy sinh ra ứng suất trong liên kết hàn. Sự giảm thể tích của kim loại lỏng khi đông đặc gọi là sự co ngót.

  • Do sự biến đổi tổ chức của kim loại của mối hàn và vùng lân cận mối hàn

Do ảnh hưởng của nhiệt nên kim loại mối hàn và vùng lân cận mối hàn thay đổi tổ chức, do vậy tạo nên ứng suất trong vật hàn. Đặc biệt khi hàn các thép hợp kim và thép cacbon.

Xem thêm: