Đề cương bài giảng hàn thép hợp kim

1. Định nghĩaTính hàn là khả năng của kim loại hợp kim cho phép hình thành mối hàn bằng các công nghệ hàn thông thường, để mối hàn đạt được các tính chất cần thiết đảm bảo độ tin cậy của liên kết hàn khi sử dụng.2. Đánh giá tính hàn và mục đích Để đánh giá tính hàn của kim loại hợp kim người ta phân biệt ở chỗ chúng có khả năng hàn ở mọi vị trí hay không, hàn được bằng mọi phương pháp không, và có cần dùng tới các biện pháp kỹ thuật phức tạp để nhận được chất lượng mối hàn cao không.Mục đích của việc đánh giá tính hàn của kim loại hợp kim là để xác định các chỉ tiêu sau: Vật liệu có tính hàn như thế nào Vật liệu có khả năng nứt nóng hay nứt nguội không Nhiệt độ nung nóng sơ bộ là bao nhiêu

ĐỀ CƯƠNG BÀI GIẢNG HÀN THÉP HỢP KIM

GIÁO VIÊN : NGUYỄN THỊ MINH SƠN

2 Đánh giá tính hàn và mục đích

Để đánh giá tính hàn của kim loại - hợp kim người ta phân biệt ở chỗ chúng có khả năng hàn ở mọi vị trí hay không, hàn được bằng mọi phương pháp không, và có cần dùng tới các biện pháp kỹ thuật phức tạp để nhận được chất lượng mối hàn cao không

Mục đích của việc đánh giá tính hàn của kim loại - hợp kim là để xác định các chỉ tiêu sau:

- Vật liệu có tính hàn như thế nào

- Vật liệu có khả năng nứt nóng hay nứt nguội không

- Nhiệt độ nung nóng sơ bộ là bao nhiêu

1.1.2 Phân loại tính hàn của kim loại - hợp kim

1 Vật liệu có tính hàn xấu

Là những vật liệu cho phép hàn bằng nhiều phương pháp khác nhau, ở mọi vị trí hàn, chế độ hàn cho phép điều chỉnh trong một phạm vi rộng, không cần sử dụng các biện pháp công nghệ đặc biệt như nung nóng sơ bộ,nhiệt luỵên sau khi hàn hay nung nóng kèm theo mà vẫn đảm bảo nhận được liên kết hàn mong muốn

Thép cácbon thấp và phần lớn thép hợp kim thấp thuộc nhóm này

2 Vật liệu có tính hàn trung bình

Là những loại vật liệu cho phép tạo thành mối hàn với có tính cần thiết trong những điều kiện nhất định, với các thông số của chế độ hàn chỉ có thể dao động trong một phạm vi hẹp, yêu cầu về vật liệu hàn chặt chẽ hơn, khi hàn cần phải xử lý nhiệt như: nung nóng sơ bộ, làm giảm tốc độ nguội, xử lý nhiệt sau khi hàn

Một số thép hợp kim thấp, thép cácbon trung bình, thép hợp kim trung bình thuộc loại này

3 Vật liệu có tính hàn hạn chế

Là những vật liệu cho phép nhận được mối hàn với chất lượng mong muốn trong các điều kiện công nghệ rất đặc biệt và phức tạp Thường phải tiến hành xử lý nhiệt, hoặc hàn trong những môi trường bảo vệ đặc biệt (khí trơ, chân không ), chế độ hàn nằm trong một phạm vi rất hẹp Tuy vậy mối hàn

vẫn có khuynh hướng bị nứt và dễ xuất hiện các loại khuyết tật khác làm giảm chất lượng của kết cấu hàn

Các loại thép cácbon cao, thép hợp kim cao, thép đặc biệt như: thép chịu mài mòn, chống gỉ thuộc nhóm này

4 Vật liệu có tính hàn xấu

Những loại vật liệu rất khó để tạo thành mối hàn thoả mãn yêu cầu ngay

cả khi thực hiện các biện pháp công nghệ đặc biệt, tổ chức kim loại mối hàn tồi,

dễ bị nứt nóng và nứt nguội, dễ xuất hiện các khuyết tật như rỗ khí, rỗ xỉ, cơ tính và khả năng làm việc của mối hàn thường thấp hơn kim loại cơ bản

Các loại gang và một số thép hợp kim đặc biệt thuộc loại vật liệu này

1.1.3 Các chỉ tiêu đánh giá tính hàn

* Đánh giá tính hàn của kim loại và hợp kim :

Tính hàn của kim loại và hợp kim được đánh giá thông qua các chỉ tiêu như là

- Cơ tính và thành phần hoá học của kim loại mối hàn, của vùng ảnh hưởng nhiệt và của liên kết nói chung

- Khả năng chống nứt nóng, nứt nguội và ăn mòn tinh giới hạt

Xác định các chỉ tiêu đánh giá tính hàn bằng các mẫu thử được chuẩn bị, chế tạo (hàn) và thử nghiệm trên các thiết bị chuyên dùng phù hợp với tiêu chuẩn và quy phạm hiện hành

Để đánh gía sơ bộ tính hàn của kim loại hay hợp kim theo thành phần hoá học của nó có thể dựa vào một số thông số sau:

1 Hàm lượng cácbon tương đương C E

Thép cácbon và thép hợp kim thấp C E được tính bằng công thức sau:

15 5

6

Cu Ni V Mo Cr Mn

C

Nếu C E < C Eth thì thép có tính hàn

Trong đó: C Eth là hàm lượng cácbon tương đương tới hạn

C Eth = 0,45 khi chiếu dày tấm S < 25

C Eth = 0,4 khi chiếu dày tấm S < 35

hoặc cũng có thể xác định như sau:

Theo kinh nghiệp sản xuất người ta cũng có thể đánh giá gần đúng tính hàn của thép theo thành phần hoá học bằng cách so sánh tổng lượng các nguyên

tố hợp kim ∑H.K(%) với hàm lượng của cacbon có trong thép C(%) như bảng 1 – 1

0,35 ÷ 0,45 0,30 ÷ 0,40 0,28 ÷ 0,38

nóng

Thép C và hợp kim trung bình:

H cs =

V Mo Cr Mn

Ni Si S P

3

Nếu H cs ≥ 4 thì kim loại có thiên hướng nứt nóng

3 Thông số đánh giá nứt nguội P L

Thông số đánh giá nứt nguội PL :

PL = PCM + 4

10 4

60

30

Mo B V Ni Cu Cr Mn Si

- HD : Hàm lượng hyđrô (H2) có trong kim loại mối hàn (ml/100g)

- Khi PL > 0,286 thì thép có thiên hướng nứt nguội

Để hạn chế hiện tượng nứt nguội cần phải giảm hàm lượng cacbon và hàm lượng hyđrô trong kim loại mối hàn (ví dụ dùng que hàn, thuốc hàn không

ẩm có chứa ít H2)

4 Nhiệt độ nung nóng sơ bộ T p

Đối với thép không có tính hàn tốt như thép cácbon trung bình và cao, thép hợp kim thường phải nung nóng sơ bộ trước khi hàn Trong những trường hợp này

để đảm bảo tốt chất lượng mối hàn ta phải tính toán nhiệt độ nung nóng sơ bộ

theo công thức sau:

TP= 350 C E  0 , 25 (oC) Trong đó CE là hàm lượng cácbon tương đương

Ví dụ: Xác định tính tính hàn và nhiệt độ nung nóng sơ bộ của thép 15XM (15CrMo)

Giải: Xác định các thành phần của thép bằng cách tra bảng trong các sổ tay vật liệu ta được:

Nhiệt độ nung nóng sơ bộ được tính theo công thức sau:

Thép cácbon có chứa các nguyên tố hợp kim với thành phần thích hợp để

có các tính chất xác định (các nguyên tố hợp kim là các nguyên tố được đưa vào thành phần của thép một cách cố ý để đạt được lý tính yêu cầu cho thép)

* Phân loại

a Theo tổng hàm lượng nguyên tố hợp kim trong thép

- Thép hợp kim thấp: tổng hàm lượng nguyên tố hợp kim trong thép < 2,5%

- Thép hợp kim trung bình: tổng hàm lượng nguyên tố hợp kim trong thép bằng 2,5 - 10%

- Thép hợp kim cao: tổng hàm lượng nguyên tố hợp kim trong thép > 10%

b Theo công dụng

- Thép hợp kim kết cấu: dùng chế tạo các chi tiết chịu tải trọng cao, cần độ cứng, độ chịu mài mòn, hàm lượng cácbon trong thép từ 0,1 - 0,8% một số mác thép hợp kim kết cấu: 15X, 20X, 20XH (15Cr, 20Cr, 20CrNi)

- Thép hợp kim dụng cụ: dùng chế tạo dụng cụ cắt gọt, khuôn dập, hàm lượng cácbon trong thép từ 0,7 - 1,4% Một số mác thép hợp kim dụng cụ: 9XC, XB, X12 (90CrSi, 100CrWMn, 100Cr12)

- Thép hợp kim đặc biệt: thép có tính chất lý hoá học đặc biệt như: chống gỉ, chống mài mòn, chịu nhiệt một số thép chóng gỉ: 12X13, 20X13, 30X13, 12X18h9, 12X18h9T (12Cr18Ni9, 12Cr18Ni9Ti)

Nhìn chung các loại thép hợp kim có hàm lượng cácbon cao, mặt khác sự

có mặt của các nguyên tố hợp kim với thành phần khá lớn đã cải thiện được một

số tính chất của thép tuy nhiên tính hàn của các loại thép này rất hạn chế

:- Độ bền cơ học cao, hàm lượng nguyên tố hợp kim < 2,5%

- Nhạy cảm với việc tạo ứng suất dư nên khi hàn không nên hàn với tốc độ nhanh, khi hàn nhiều lớp cần làm sạch các lớp trung gian cẩn thận Tính hàn của loại thép này được coi là tốt, tuy hiên khó khăn phát sinh phụ thuộc vào hệ hợp kim và mục đích sử dụng của thép

- Sau khi hàn mối hàn hay có tổ chức tôi khi tốc độ nguội lớn

- Độ bền của mối hàn cao hơn so với độ bền của mối hàn thép các bon thấp

Về cơ bản thì công nghệ hàn thép hợp kim thấp tương tự như hàn thép các bon thấp nhưng khi hàn cần chú ý :

 Hàn thép hợp kim thấp nên chọn chế độ hàn trong phạm vi hẹp

 Trong trường hợp hàn thép hợp kim thấp có tính hàn trung bình như : 18Г2C, 26Г 2 C, 35ГC, 30X2C.để đề phòng quá nhiệt nên hàn với cường độ dòng điện hàn nhỏ

.1.2.2 Vât liệu hàn

1 Vật liệu có tính hàn tốt : Bao gồm các vật liệu cho phép hàn được bằng

nhiều phương pháp hàn khác nhau, chế độ hàn có thể điều chỉnh được trong một phạm vi rộng, không cần sử dụng các biện pháp công nghệ phức tạp (như nung nóng sơ bộ, nung nóng kèm theo, nhiệt luyện sau khi hàn …) mà vẫn đảm bảo nhận được liên kết hàn có chất lượng mong muốn thép cacbon thấp và phần lớn thép hợp kim thấp đều thuộc nhóm này

Vật liệu hàn thép hợp kim thấp:

Đây là thép hợp kim thấp có hàm lượng các bon trung bình từ 0,25  0,5 % C

Và co tổng lượng các nguyên tố hợp kim < 2,5 %

Theo chế độ nhiệt luyện các loại thép này có thể có độ bền từ 588  1471 Mpa Các mác thép tiêu biểu : 30Cr, 40Cr, 35 Mn2, 40 Mn2, 50 Mn2, , 30CrMnTi, 50CrTiNi A

Que hàn sử dụng để hàn thép hợp thấp : E42A, E50A, E55A

1.2.3 Kỹ thuật hàn thép hợp kim thấp

- Việc chuẩn bị mép hàn, làm sạch, gá đính tiến hành theo quy định thông thường, tuy nhiên cần chú ý đảm bảo khe hở giữa 2 vật hàn đều, nếu đường hàn dài thì áp dụng phương pháp phân đoạn nghịch, hàn từ giữa ra 2 đầu

- Thép hợp kim thấp dễ bị oxi hoá vì vậy khi hàn phải hàn liên tục và tiến hành làm nguội chậm

- Que hàn chủ yếu dùng loại có vỏ floruaCanxi hoặc rutin

- Để đề phòng quá nhiệt khi hàn cần hàn với Ih nhỏ khoảng (40-50) A/mmdq

- Sau khi hàn với những kết cấu chịu tải trọng lớn cần phải tôi và ram lại

TH : HÀN THÉP HỢP KIM THẤP

A Mục tiêu của bài:

Sau khi học xong bài này người học sẽ có khả năng:

-Trình bày đúng nhưng đặc điểm khi hàn thép hợp kim thấp

-Nhận biết chính xác các loại thép hợp kim thấp và vật liệu hàn thép hợp kim thấp

-Chuẩn bị thiết bị dụng cụ hàn đấy đủ an toàn

-Chuẩn bị phôi hàn đúng kích thước, đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật

-Chọn chế độ hàn phù hợp chiều dày, tính chất vật liệu và kiểu liên kết hàn -Gá phôi hàn chắc chắn, đúng kích thước

-Thực hiện hàn các mối hàn thép hợp kim thấp đảm bảo độ sâu ngấu không rỗ khí ngậm xỉ, không cháy cạnh ít biến dạng kim loại cơ bản

-Kiểm tra đánh giá đúng chất lượng mối hàn

-Thực hiện tốt công tác an toàn lao động và vệ sinh phân xưởng

1- Mối hàn giáp mối

Loại mối hàn này có thể vát mép hoặc không vát mép tuỳ theo chiều dày của vật hàn mối hàn này có đặc điểm là rất đơn giản, tiết kiệm kim loại, dễ chế tạo và là loại mối hàn được dùng phổ biến nhất

a- Sự chuẩn bị và kích thước mối hàn giáp mối không vát mép

c- sự chuẩn bị và kích thước mối hàn giáp mối khi vát cạnh kiểu chữ x

Sự chuẩn bị và kích thước mối hàn gấp mép

- Yêu cầu: Phạm vi làm sạch về hai phía của mối hàn từ 50-100 mm

2 Phương pháp làm sạch

- làm sạch bằng cơ khí: sử dụng dũa, bàn chải sắt, phun cát

- Làm sạch bằng hoá chất: dùng dung dịch kiềm, axít tẩy sạch bề mặt mép hàn sau đó tiến hành rửa sạch bằng nước nóng rồi để khô

- Làm sạch bằng ngọn lửa: dùng ngọn lửa ga, cồn hay mỏ hàn khí làm sạch dầu

- Vị trí mối hàn trong không gian: Vị trí hàn bằng có thể chọn que hàn có đường kính lớn, vị trí hàn đứng chọn đường kính que hàn = 5 mm, còn vị trí hàn ngang và hàn trần chọn que hàn có đường kính = 4 mm

- Loại liên kết hàn: Khi hàn liên kết hàn chồng, chữ t có thể chọn que hàn

có đường kính lớn hơn khi hàn liên kết giáp mối và liên kết góc

- Thứ tự lớp hàn: Khi hàn mối hàn nhiều lớp, lớp thứ nhất chọn que hàn có đường kính = 3 mm, các lớp sau chọn que hàn có đường kính lớn hơn tuỳ theo chiều dày vật hàn để tăng năng suất hàn

Bằng tính toán có thể xác định đường kính que hàn như sau:

- Với mối hàn giáp mối: 1

K: là cạnh của mối hàn (mm) Cũng có thể chọn đường kính que hàn qua bảng sau:

Cường độ dòng điện hàn Ký hiệu: Ih, đơn vị: ampe (A)

Ứng với mỗi đường kính của que hàn cụ thể có các khoảng dòng điện hàn phù hợp Trên nhãn mác của que hàn thường ghi rõ cường độ dòng hàn yêu cầu Việc xác định dòng điện hàn thích đáng có thể làm tăng nhanh tốc độ nóng chảy, nên nâng cao hiệu suất hàn Dòng điện hàn có ảnh hưởng nhiều tới hình dạng, kích thước, chất lượng mối hàn cũng như năng suất hàn cụ thể như sau:

+ Nếu Ih quá lớn làm que hàn bị nung nóng quá mức và giảm chất lượng

vỏ bọc que hàn, gây khuyết cạnh hoặc cháy thủng vật hàn, đồng thời làm thay đổi cấu tạo của kim loại theo chiều hướng xấu

+ Nếu Ih quá nhỏ thì hồ quang sẽ yếu, kim loại vật hàn không được dự nhiệt đầy đủ do đó dễ gây khuyết tật như hàn chưa ngấu, rỗ khí hay rỗ xỉ dẫn đến làm giảm độ bền của mối hàn

- Để xác định dòng điện hàn có thể dùng công thức sau:

Ih = (β + αdq)dq (A) Trong đó: + Ф và Φ là các hệ số thực nghiệm, khi hàn bằng que hàn thép thì β

= 20; α= 6

+dq: là đường kính que hàn (mm)

- Cũng có thể xác định Ihnhư sau: Ih= (40÷45)dq (A)

* Chú ý: công thức Ih = (β + αdq)dq là công thức tổng quát tính cho khi hàn ở

vị trí hàn bằng, trong những trường hợp khác để đảm bảo chất lượng của mối hàn cần chú ý như sau:

- Nếu s <1,5dq hoặc khi hàn đứng, Ih giảm 10-15%

- Nếu s >3dq hoặc khi hàn liên kết chữ T, chồng, Ihtăng 10-15%

- Khi hàn ở vị trí hàn ngang hay hàn ngửa, giảm Ihtừ 15-20%

Điện áp hàn : Ký hiệu: Uh, , đơn vị vôn (V)

Điện áp hàn do chiều dài hồ quang (lhq) quyết định Nếu chiều dài hồ quang tăng thì điện áp hàn tăng, nếu chiều dài hồ quang giảm thì điện áp hàn giảm Nhưng nếu chiều dài hồ quang quá ngắn thì gây nên hiện tượng chập mạch, chiều rộng mối hàn giảm, bề mặt mối hàn không mịn Nếu chiều dài hồ quang quá dài thì hồ quang dễ bị lắc không ổn định, sức nóng bị phân tán, kim loại bắn toé nhiều và làm giảm chiều sâu nóng chảy của mối hàn, đồng thời ôxi và nitơ trong không khí dễ xâm nhập vào mối hàn gây rỗ khí vì vậy khi hàn cần đảm bảo chiều dài hồ quang phù hợp Người ta phân biệt:

- Hồ quang bình thường, nếu lhq = 1,1dq

- Hồ quang ngắn, nếu lhq < 1,1dq

- Hồ quang dài, nếu lhq > 1,1dq

Để hồ quang ổn định, chiều dài hồ quang nên giữ trong khoảng (0,8÷1,2)dq

- Điện thế làm việc đối với nguồn xoay chiều ( 25  45 ) V

- Điện thế làm việc đối với nguồn một chiều ( 16  35 ) V

4.5 Điện áp hồ quang hàn:

Điện áp hồ quang được quyết định bởi chiều dài hồ quang Chiều dài hồ quang lớn thì điện áp hồ quang lớn và ngược lại

Chú ý : Khi hàn không hàn hàn với điện áp hồ quang quá lớn( tưc slaf không nên hàn với hồ quang quá dài), vì hàn với hồ quang quá dài sẽ gây ra cac hiện tượng không tốt

 Hồ qung cháy không ổn định

 Nhiệt lượng của hồ quang phân tán

Kim loại bị bắn tóe nhiều và hồ quang hay bị thổi lệch

Chiều sâu nóng chảy nhỏ, dễ sinh ra khuyết cạnh và các khuyết tật khác

 Các khí có hại như ô xy, ni tơ của môi trường khí xung quanh dễ sâm nhập vào vũng hàn làm mối hàn hay bị rỗ khí

Vì vậy khi hàn nên hàn với hồ quang ngắn Chiều dài hồ quang không nên vượt quá đường kính que hàn

4.6 Tốc độ hàn :

Tốc độ hàn : Ký hiệu: Vh , đơn vị: cm/s

Tốc độ hàn được hiểu là tốc độ dịch chuyển về phía trước của que hàn dọc theo trục của mối hàn Nó cũng có ảnh hưởng nhiều đến hình dáng, chất lượng của mối hàn và năng suất hàn Nếu Vh quá lớn mối hàn sẽ hẹp, chiều sâu ngấu giảm, mối hàn không phẳng và có thể bị gián đoạn ngược lại, nếu Vh quá nhỏ sẽ dễ gây hiện tượng cháy chân, kim loại cơ bản bị nung nóng quá mức, vùng ảnh hưởng nhiệt lớn, chiều rộng và chiều sâu ngấu mối hàn tăng

Trong quá trình hàn nên căn cứ vào tình hình cụ thể của vùng hàn để điều chỉnh tốc độ hàn phù hợp Tốc độ hàn phụ thuộc vào loại que hàn (hệ số đắp), cường độ dòng hàn và tiết diện ngang của mối hàn vì vậy, để tăng năng suất có thể sử dụng que hàn có hệ số đắp lớn, hàn với dòng điện cao (ở mức cho phép), hoặc chọn kiểu vát mép chi tiết thích hợp để tiết diện mối hàn là bé nhất

Tốc độ hàn được tính như sau:

) /

Trong đó: L- là chiều dài đường hàn (cm)

t0 - là thời gian hồ quang cháy (s)

0 0

.

G t

F

V t

F

V V

d d d

d d

Trong đó: γ: là khối lượng riêng kim loại đắp (g/cm3

3600

1

.

0

0

s cm F

I K x

t F

t I K V

d

h c d

h c

Tốc độ hàn là tốc độ dịch chuyển que hàn dọc theo trục mối hàn , nó ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất công việc hàn Trên cơ sở bảo đảm chất lượng mối hàn, ta có thể sử dụng que hàn có đường kính lớn và dòng điện hàn lớn để tăng tốc độ hàn, nhằm đảm bảo cho mối hàn cao thấp rộng hẹp đều nhau

Vh = L/t = αd Ih / Fd.γ ( cm/h )

L chiều dài mối hàn

t thời gian hàn (h )

αd hệ số đắp ( g/Ah)

Fd diện tích tiết diện ngang của mối hàn mm2

Γ khối lượng riêng của kim Loại đắp ( g/cm3 )

a Dùng đồ gá: chuyên dùng (áp dụng cho sản xuất hàng loạt lớn) hay đồ gá

vạn năng (cho sản xuất đơn chiếc) việc sử dụng đồ gá giúp rút ngắn thời gian gia công, cải thiện điều kiện lao động và tăng năng suất lao động

b Hàn đính: - khoảng cách giữa các mối đính bằng (40-50) lần chiều dày vật

hàn, nhưng không lớn quá 300 mm (khoảng cách này tỉ lệ nghịch với chiều dày vật hàn)

- Chiều dài mối hàn đính bằng (3-4) lần chiều dày vật hàn nhưng không quá 30

mm

- Tiết diện mối hàn đính không được vượt quá (1/3-1/2) tổng tiết diện mối hàn

- Chiều dày mối đính bằng 0,5-0,7 chiều dày vật hàn

- Điểm hàn đính phải cách đầu, cuối đường hàn khoảng (10- 15) mm

- Cách bố trí mối hàn đính:

+ Không nên hàn đính tại những vị trí sau của liên kết hàn: chỗ có chuyển tiếp đột ngột của tiết diện, chỗ có góc nhọn, trên vòng tròn bán kính nhỏ

và những chỗ tập trung ứng suất

+ Các mối đính nên được bố trí đối xứng khi hàn các mặt bích, vòng đệm, các chi tiết hình trụ, liên kết ống

+ Khi hàn từ hai phía của tấm thì nên bố trí so le các mối hàn đính với các chi tiết có chiều dày > 8mm thì cũng không nên hàn đính (khi hàn hồ quang tay), vì khi hàn nối sẽ có các chuyển vị của chi tiết, các mối hàn đính sẽ ngăn cản chuyển động đó và chúng có thể bị nứt

- Trình tự đặt các mối đính: Nguyên tắc là phải đảm bảo độ biến dạng của chi tiết là nhỏ nhất

+ Với các liên kết giáp mối có chiều dài lớn, các mối hàn đính thứ nhất được đặt ở hai đầu, sau đó ở giữa, các mối đính còn lại được đặt giữa chúng

+ Các liên kết hàn chữ T dài được hàn đính trước hết ở giữa, mối hàn đính tiếp theo được đặt ở khoảng giữa mối hàn đính thứ nhất và một đầu của liên kết, mối hàn đính thứ 3 đối xứng với mối hàn thứ 2

6: Kỹ thuật hàn thép hợp kim thấp:

6.1 Sự bắt đầu đường hàn

1 Đặc điểm: Phần bắt đầu mối hàn thường cao hơn một chút so với bề mặt

chung của toàn bộ mối hàn, vì nhiệt độ của vật hàn lúc bắt đầu hàn hơi thấp, sau khi mồi hồ quang không thể làm cho nhiệt độ của kim loại chỗ bắt đầu hàn lên cao ngay được cho nên, độ sâu nóng chảy ở bộ phận khởi điểm tương đối nông, làm cho cường độ của mối hàn yếu đi

2 Kỹ thuật hàn: Để giảm bớt hiện tượng này sau khi mồi hồ quang phải kéo

dài hồ quang ra một ít để tiến hành giữ nhiệt cho vật hàn Sau đó rút ngắn chiều dài hồ quang lại cho thích hợp và tiến hành hàn bình thường Hoặc mồi hồ quang ở vị trí cách điểm đầu đường hàn khoảng (15-20)mm, sau đó dịch chuyển que hàn ngược lại rồi mới tiến hành hàn

6.2 Sự kết thúc mối hàn

1 Đặc điểm: Khi hàn đến cuối đường hàn nếu tắt hồ quang ngay thì bề mặt mối

hàn tại vị trí cuối cùng sẽ bị lõm, mặt ngoài mối hàn thấp hơn so với bề mặt chung của mối hàn (thuật ngữ chuyên ngành gọi vết lõm này là rãnh hồ quang) Rãnh hồ quang quá sâu sẽ làm cho cường độ chịu lực của mối hàn kém, dễ sinh

ra ứng suất tập trung gây rạn, nứt Vì vậy khi kết thúc mối hàn không để rãnh

hồ quang quá sâu

2 Kỹ thuật hàn: Để có thể lấp đầy rãnh hồ quang ta tiến hành theo hai cách

6.3 Sự nối liền đường hàn

- Khi hàn những mối hàn dài do chiều dài của que hàn bị hàn chế nên không thể hàn liên tục đến hết chiều dài mối hàn ngay được Vì vậy phải tiến hành hàn nối giữa mối hàn nọ với mối hàn kia Chỗ nối này được gọi là đầu nối của mối hàn Công việc nối được thực hiện theo các kiểu sau:

1 Phần cuối mối hàn 1 nối với phần đầu mối 2

2 Phần cuối mối hàn 1 nối với phần cuối mối hàn 2

3 Phần đầu mối hàn 1 nối với phần cuối mối hàn 2

4 Phần đầu mối hàn 1 nối với phần đầu mối hàn 2

- Chỗ nối mối hàn thường có đặc điểm cao, ngắt quãng, rộng hẹp không đều để phòng ngừa, giảm bớt những thiếu xót khi áp dụng cách nối theo bốn cách trên cần chú ý:

+ Đối với kiểu nối 1 và 4 có thể mồi hồ quang ở chỗ chưa hàn của đầu mối hàn, hay phần cuối của mối hàn, sau khi mồi hồ quang kéo dài hồ quang ra một ít cho ngừng lại một lát, rồi rút ngắn hồ quang lại cho thích hợp và tiếp tục tiến hành hàn bình thường

+ Đối với kiểu 2, 3 khi hàn đến phần cuối hay phần đầu của mối hàn trước phải nâng cao hồ quang lên một chút sau đó tiếp tục hàn một đoạn, cuối cùng lại kéo dài cột hồ quang để nó từ từ tắt

7: Kiểm tra đánh giá chất lƣợng HÀN

7.1 Quan sát bên ngoài

Phương pháp quan sat bên ngoài bằng mắt thường hay dùng kính hiển vi phóng đại 10 lần hay lớn hơn để quan sát tình hình bề mặt của mối hàn xem có những thiếu xót như: vết nứt, rỗ khí, rỗ xỉ, đóng cục, kích thước mối hàn có phù hợp hay không từ đó xác định chất lượng mối hàn việc kiểm tra bên ngoài chỉ xác định được những thiếu xót ở mặt ngoài, khó phát hiện được những khuyết tật mặt trong

7.2 Kiểm tra độ kín của mối hàn

1 Thấm dầu

Phương pháp này dựa vào khả năng thẩm thấu rất lớn sẵn có của dầu hoả qua những khe hở rất nhỏ từ đó phát hiện ra vết rò của mối hàn.nội dung phương pháp như sau:

Trước hết xoa một lớp bột phấn trắng lên một phía của mối hàn, còn mặt sau quét một lớp dầu lửa Nếu trong mối hàn không có khuyết tật nứt, rỗ xỉ, rỗ khí thì phần sẽ không bị ướt Ngược lại nếu trong mối hàn khuyết tật thì dầu sẽ thấm qua và hiện lên vết dầu trên phấn

2 Kiểm tra bằng áp lực nước

Để kiểm tra độ kín của mối hàn chủ yếu là các dụng cụ chứa khí, chất lỏng nhất là các dụng cụ chứa chịu áp lực như; ống dẫn, nồi hơi, bình xăng cách tiến hành như sau:

Trước hết ta bơm đầy nước vào dụng cụ chứa cần kiểm tra, sau đó tạo một áp suất dư, thường cao hơn áp suất khi làm việc của mối hàn khoảng 1,5 - 2 lần và giữ ở áp suất này khoảng 5 - 6 phút Sau đó hạ áp suất xuống áp suất khi làm việc của dụng cụ chứa rồi dùng búa tay nặng khoảng 0,25kg gõ nhẹ vào những vùng xung quanh mối hàn (rộng 15 - 20mm) quan sát xem nước có rò rỉ hay không đánh dấu những vị trí khuyết tật nếu có, sau đó tháo nước ra hàn sửa chữa và kiểm tra lại Khi tháo nước, phải chú ý tháo nước ra một cách từ từ, để tránh dụng cụ chứa bị co ngót đột ngột mà hư hỏng Nếu cần thiết có thể dùng khí nén để thổi khô nước đề phòng bị gỉ Đối với những kết cấu hở như bể chứa, thùng, két dầu chỉ cần thử bằng cách bơm nước vào và giữ từ 2-24 giờ để quan sát và phát hiện ra khuyết tật nếu có

Phương pháp này tiến hành trong điều kiện chịu áp lực cao nên không những phát hiện ra khuyết tật rò rỉ mà còn kiểm tra được khả năng chịu áp lực của mối hàn

3 Kiểm tra bằng áp lực hơi

Thường dùng kiểm tra các dụng cụ chứa kiểu kín như két nước, két dầu, các đường ống

Khi kiểm tra ta cho khí nén vào dụng cụ chứa bịt kín (áp lực khí nén lớn hay nhỏ cần căn cứ vào yêu cầu công tác của dụng cụ chứa mà quyết định) Sau

đó bôi nước xà phòng lên mặt ngoài của mối hàn và quan sát Nếu trong mối hàn có những chỗ chưa tốt bị rò rỉ thì khí nén sẽ theo khe hở đó ra ngoài làm sùi bọt xà phòng từ đó phát hiện được thiếu xót của mối hàn và vị trí của nó

7.3 Quan sát tế vi mối hàn

Đây là phương pháp kiểm tra tổ chức kim lọại mối hàn Khi kiểm tra người ta cắt một miếng mẫu theo tiết diện ngang của mối hàn rồi tiến hành mài , đánh bóng, tẩm thực sau đó, đưa lên kính hiển vi có độ phóng đại 100 - 1500 lần, nhìn vào kính và quan sát ta có thể xác định được tổ chức của kim loại mối hàn, độ lớn của hạt thép cũng như tổ chức của các vùng lân cận mối hàn đồng thời phát hiện được các khuyết tật như nứt, rỗ khí, rỗ xỉ trong tổ chức của mối hàn

7.4 Phương pháp kiểm tra bằng cơ học

Đây là những phương pháp kiểm tra phá hỏng để kiểm nghiệm các tính năng về cơ học của mối hàn như tính chống kéo, uốn, nén và chống va đập của mối hàn Nó có thể xác định được cường độ chịu lực tới hạn của mối hàn, tính dẻo dai cao hay thấp……

7.5 Kiểm tra bằng tia X và tia gama γ

Kiểm tra bằng tia X và tia γ chi tiến hành đối với các kết cấu quan trọng

như các thiết bị chứa hoá chất, nồi hơi, thiết bị áp lực, các kết cấu trong công

nghiệp đóng tầu, hàng không tia X và tia γ là những sóng điện từ có bước

sóng rất ngắn, tần số dao động và năng lượng rất cao có thể đi qua những khối

kim loại dầy Khi kiểm tra một phần bức xạ bị hấp thụ, một phần đi qua mẫu kim loại cần kiểm tra nếu có khuyết tật bên trong, chiều dầy hấp thụ bức xạ sẽ giảm tạo ra sự khác biệt trong phần hấp thụ và được ghi lại trên phim

1 Kiểm tra bằng tia X

Phương pháp này kiểm tra kiểm tra được các khuyết tật bên trong của mối hàn Tia X được tạo ra do đèn phát tia X trong máy phát ra Khi kiểm tra

để tia X chiếu thẳng vào mối hàn, phía sau mối hàn có đặt một chiếc hộp chứa phim cảm quang Nếu trong mối hàn có các khuyết tật như nứt, rỗ khí, rỗ xỉ, hàn không ngấu thì nhờ năng lực của tia X xuyên qua những chỗ thiếu xót này

mà hiện ra trên phim sau khi tráng phim

Kiểm tra bằng phương pháp này thiết bị dùng đắt tiền cho nên thường dùng cho các kết cấu quan trọng Tia X chỉ xuyên qua được những vật hàn bằng thép cácbon, thép hợp kim có chiều dầy không quá 100 mm

2 Kiểm tra bằng tia γ

Lợi dụng năng lực phóng xạ của những nguyên tố có tính phóng xạ như

ra đi, urani, coban để phóng ra tia γ (sóng của tia γ ngắn hơn so với tia X) có

năng lực xuyên qua rất mạnh dùng để kiểm tra mối hàn có độ dầy tới 300 mm

nguồn phát ra tia γ do nguên tố có tính phóng xạ đặt trong hộp chì , miệng hộp

chì đối thẳng với mối hàn cần kiểm tra

Kiểm tra bằng phương pháp này thiết bị đơn giản hơn, nguyên tố có tính phóng xạ dùng được lâu dài, nhưng thời gian cảm quang tương đối lâu

8:CÁC LOẠI KHUYẾT TẬT – NGUYÊN NHÂN – CÁCH PHÒNG NGỪA

Mối hàn có rất nhiều khuyết tật thường là nứt, lỗ hơi, lẫn xỉ, hàn không ngấu, vón cục, khuyết cạnh hay kích thước mối hàn không đúng với yêu cầu thiết kế Những khuyết tật này do nhiều nguyên nhân gây ra, nó liên quan đến nhiều mặt như: kim loại vật hàn, chế độ và quy trình công nghệ hàn Các khuyết tật có ảnh hưởng trực tiếp đến cường độ chịu lực của mối hàn, làm kết cấu hàn không đảm bảo, khả năng chịu tải trọng giảm, mất thời gian sửa chữa khắc phục gây lãng phí vật liệu tốn kém về kinh tế Vì vậy khi hàn cần chú ý để hạn chế và ngăn ngừa việc gây ra các khuyết tật

8.1 Khuyết tật mặt ngoài

1 Hàn chưa ngấu

Hàn chưa ngấu là dạng khuyết tật nghiêm trọng, nó có ảnh hưởng không tốt đến chất lượng mối hàn, giảm cường độ chịu lực, có thể dẫn đến nứt, hỏng cấu kiện

a Nguyên nhân

- Khe hở đầu nối và góc vát cạnh nhỏ khi vật hàn có chiều dày lớn

- Dòng điện hàn nhỏ, tốc độ hàn nhanh

- Góc độ que hàn, cách đưa que hàn không hợp lý

- Chiều dài hồ quang lớn

b Phòng ngừa

- Để tránh hàn không ngấu trước khi hàn cần chuẩn bị vật hàn cẩn thận phù hợp với yêu cầu khi cần thiết có thể tăng khe hở đầu nối, đồng thời cho tấm đệm xuống dưới mối hàn để hàn

- Tăng cường độ dòng điện hàn, đảm bảo tốc độ hàn hợp lý

- Giữ chiều dài hồ quang phù hợp

2 Khuyết cạnh

Là hiện tường có rãnh dọc tại ví trí giao nhau giữ a kim loại mối hàn và kim loại cơ bản rãnh dọc đó gọi là khuyết cạnh

a Nguyên nhân

- Dòng điện hàn quá lớn, hồ quang quá dài

- Góc độ que hàn và cách đưa que hàn không chính xác

b Phòng ngừa

- Kiểm tra, điều chỉnh chính xác cường độ dòng điện hàn

- Nắm vững cách đưa que hàn, điều chỉnh chiều dài hồ quang hợp lý

3 Đóng cục

Là hiện tượng xuất hiện những phần kim loại thừa ra nhưng không trộn với kim loại vật hàn trên bề mặ mối hàn

a Nguyên nhân

- Que hàn nóng chảy quá nhanh

- Hồ quang quá dài

- Cách đưa que hàn không chính xác

- Tốc độ hàn chậm

b Phòng ngừa