Hàn Thép Cường Độ Cao Tôi và Ram (S690–S960): Thời Gian Nguội Kiểm Soát Mọi Thứ

Điều gì làm cho các thép này khác biệt

S690QL, S890QL và S960QL (EN 10025-6) đạt giới hạn chảy 690–960 MPa từ tổ chức tôi và ram, không phải từ độ giàu hợp kim — đương lượng carbon của chúng thấp đáng ngạc nhiên ở mức vừa phải. Do đó vấn đề khả năng hàn là nhiệt, không phải hóa học: chu trình nguội sai hoặc làm cứng vùng ảnh hưởng nhiệt (HAZ) thành trạng thái nhạy nứt hoặc ram nó thành vùng mềm trở thành khâu yếu nhất.

Khái niệm t8/5

Quá trình nguội khi hàn ở các thép này được quy định bởi t8/5: thời gian khu vực mối hàn cần để nguội từ 800 °C xuống 500 °C. Khoảng này bao phủ phạm vi chuyển biến pha quyết định độ cứng và độ dai của HAZ.

• Quá ngắn (nhiệt lượng đầu vào rất thấp, không gia nhiệt trước trên tấm dày): HAZ cứng, giòn, nguy cơ nứt hydro.
• Quá dài (nhiệt lượng đầu vào cao, gia nhiệt trước/giữa các đường hàn quá mức): hạt lớn lên và ram quá mức — HAZ mềm đi và mất độ dai.

Các nhà sản xuất thép thường khuyến nghị cửa sổ t8/5 vào khoảng 5–20 giây (hẹp hơn đối với S960), đạt được bằng cách phối hợp ba biến số với nhau: nhiệt độ gia nhiệt trước, nhiệt lượng đầu vào và chiều dày tấm. Các quy trình được chứng nhận theo cửa sổ này, không chỉ theo nhiệt lượng đầu vào đơn thuần.

Nhiệt lượng đầu vào và nhiệt độ

Thực hành tham khảo (bảng dữ liệu của nhà máy chi phối):

• Nhiệt lượng đầu vào thường giới hạn ở khoảng 0.5–1.5 kJ/mm, giảm khi cấp mác tăng lên.
• Gia nhiệt trước ở mức khiêm tốn — thường không cần đến ~125 °C tùy thuộc vào chiều dày và tổng chiều dày liên kết — vì gia nhiệt trước quá mức kéo dài t8/5 và làm mềm HAZ.
• Nhiệt độ giữa các đường hàn bị giới hạn, thường ở 150–250 °C tùy thuộc vào mác; một liên kết tiếp tục tăng nhiệt độ qua từng đường hàn sẽ trôi ra khỏi cửa sổ.

Vật liệu hàn: tương đương hay thấp hơn?

Cả hai triết lý đều hợp lệ:

• Vật liệu hàn tương đương (ví dụ dây loại 690 hoặc 890) được sử dụng khi liên kết phải phát triển đầy đủ độ bền của kim loại nền, với kiểm soát hydro nghiêm ngặt (vật liệu tiêu hao loại H5, bảo quản sạch và khô).
• Vật liệu hàn thấp hơn (mềm) được sử dụng rộng rãi cho mối hàn góc và các liên kết không yêu cầu độ bền đầy đủ: kim loại đắp dẻo làm giảm ứng suất kìm giữ và khoan dung hơn nhiều với nguy cơ lắp ghép và nứt, với việc giảm độ bền được chấp nhận mà nhà thiết kế phải phê duyệt.

Dù chọn loại nào, hydro thấp là không thể thương lượng — các mác này nứt ở mức hydro mà S355 sẽ bỏ qua.

Kỷ luật xưởng

• Tuân theo WPS đã được chứng nhận với các thông số liên quan đến t8/5 thực tế được ghi lại; không để thợ hàn "tăng tốc" bằng cách tăng dòng điện — tốc độ di chuyển ảnh hưởng trực tiếp đến nhiệt lượng đầu vào.
• Gia nhiệt trước đồng đều và đo đạc; theo dõi nhiệt độ giữa các đường hàn giữa các đường hàn, không chỉ lúc bắt đầu.
• Không xử lý nhiệt sau hàn trừ khi nhà sản xuất phê duyệt: một chu trình khử ứng suất thông thường sẽ ram toàn bộ chi tiết xuống dưới độ bền khi giao hàng của nó.
• Các mép từ cắt nhiệt nên được sửa, và các mối hàn đính được thực hiện với cùng gia nhiệt trước và vật liệu tiêu hao như chính liên kết — mối đính nhỏ, không gia nhiệt trước là nguồn gốc nứt điển hình.