Giáo trình công nghệ hàn cắt kim loại - Chương 6

Hàn kim loại là một phương pháp nối liền các chi tiết lại với nhau thành một khối không thể tháo rời được bằng cách: Nung kim loại vùng hàn đến độ nóng chảy sau khi đông đặc ta được mối liên k

Chừỗng 6 Khuyết tật của mối hàn

và các phương pháp kiểm tra 6.1 Chất lượng của mối hàn

6.1.1 - Nhựng yặu tõ Åằc trừng cho chÃt lừỡng cða mõi hĂn:

• Cỗ tẽnh cða mõi hĂn (Åổ bận, Åổ dÁo, Åổ dai va źp, độ cứng, )

• Šổ tin cºy (độ chắc chắn);

• Sõ lừỡng khuyặt tºt có trong mối hàn;

• Tọ chửc kim loưi vùng mõi hĂn & vùng cºn mõi hĂn;

• Khă nâng chõng ân mín ; Khă nâng vºn hĂnh;

6.1.2 - CŸc yặu tõ ănh hừờng Åặn chÃt lừỡng mõi hĂn

Yặu tõ cỏng nghẻ Yặu tõ kết cấu và vºn hĂnh

Vºt liẻu hĂn Kim loưi cỗ băn

Kh¿u chuÁn bÙ Šiậu kiẻn vºn hĂnh

QuŸ trệnh hĂn Phừỗng phŸp và hẻ thõng kièm tra

ŠÙnh mửc ÅŸnh giŸ

ChÃt lừỡng mõi hĂn

Šổ tin cºy Khă nâng lĂm viẻc Khuyặt tºt

độ chắc chắn Độ bền và kết cấu kim loai

Hình 6-1 Sơ đồ những yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng mối hàn

6.2 Khuyết tật của mối hàn

6.2.1 Khuyặt tºt mang tẽnh luyẻn kim (ChŸy, ph¿n lốp kim loưi, nửt, ) NguyÅn nh¿n do nung nĩng khỏng Åậu , ửng suÃt khi hĂn, do vºt hĂn cĩ tẽnh hĂn xÃu , do vºt liẻu hĂn kẫm phÁm chÃt ( que hĂn, thuõc hĂn ) , do bÙ ân mín

6.2.2- KhuyƯt tºt do l ¾p rŸp :

• GÜc vŸt quŸ to ho»c quŸ nhÞ, gÜc vŸt khâng ƠỊu ,

• MĨp h¡n khâng ƠỊu, phĂn nhâ cða mđi h¡n quŸ lỉn ho»c quŸ bĨ

• Khe hí quŸ lỉn ho»c quŸ bĨ;

• Hai mĨp tÊm kim lo­i Ơ»t lÎch nhau;

• L¡m s­ch mĨp h¡n khâng tđt , cÜ nhùng vƯt lßm, vƯt cºt, vƯt xõỉc

6.2.3 - KhuyƯt tºt do sai lÎch hÖnh d­ng vµ kÏch thõỉc :

• Kh«ng ®¶m b¶o kÝch th−íc cña mỉi hµn : phĂn lêi cða mđi h¡n khâng Ơ¨m b¨o;

• ChiỊu rưng cða mđi h¡n khâng ƠỊu;

• C­nh cða mđi h¡n gÜc khâng ƠỊu;

6.2.4 KhuyƯt tºt bƠn ngo¡i mđi h¡n:

• Khâng Ơîng kÏch thõỉc b¨n vĂ;

• Khâng tho¨ m¨n yƠu cĂu kþ thuºt nhÊt l¡ tiƯt diÎn mđi h¡n; BỊ m»t mđi h¡n khâng b±ng ph²ng theo chiỊu d¡i vµ chiỊu rưng, nôi v¨y sÊn sïi, cong vƠnh,

• Kim lo­i ch¨y tr¡n ra cŸc phÏa v¡ khâng ngÊu ; (xem H 6-2)

H×nh 6-2

• CÜ vƯt lđm í kim lo­i mỉi hµn; ( xem H 6-3)

H×nh 6-3

• Ch¨y thðng í giùa Ơõĩng h¡n (xem h×nh 6-4)

H×nh 6-4

• Khâng nÜng ch¨y ƠỊu mĨp h¡n theo chiỊu d¡i, theo hai phÏa cða mđi h¡n (xem H 6-5)

H×nh 6-5

• MĨp h¡n bÙ lÎch; mđi h¡n khâng ngÊu (H 6-6)

H×nh 6-6

• KhuyƯt tºt í ƠŸy v¡ í m»t Ơđi diÎn mđi h¡n (kh«ng ngÍu, kh«ng ®Òu, ;

H×nh 6-7

6.2.5- KhuyƯt tºt bƠn trong mđi h¡n:

• Rô khÏ ( xem H.6-8) Rư khÝ r¶i r¸c (a)vµ rư khÝ tỊp trung thµnh nhêm (b)

H ×nh 6-8 a/ Rư khÝ r¶i r¸c b/ Rư khÝ tỊp trung

• Ngºm xý : (xem H 6- 9 )

H ×nh 6-9

• Mđi h¡n bÙ nöt ngang, dăc, theo chiỊu s¿u ,

H×nh 6-11

6.2.6 Th¡nh phĂn vµ tô chöc kim lo­i mđi h¡n khâng Ơ­t yƠu cĂu;

NguyƠn nh¿n :

• Khâng tu¿n thð Ơîng quy trÖnh câng nghÎ;

• Khâng chăn Ơîng vºt liÎu h¡n;

• Khâng chăn Ơîng phõìng phŸp h¡n vµ chƯ Ơư h¡n;

• Khâng b¨o qu¨n vºt liÎu h¡n tđt nƠn chÊt lõìng vºt liÎu h¡n kĨm; (bÞ Ỉm

−ít, )

6.3 C¸c ph−¬ng ph¸p kiÓm tra khuyÕt tỊt mỉi hµn

6.3.1 KiÌm tra b±ng phõìng phŸp khâng phŸ huý

1- KiÌm tra bƠn ngo¡i b±ng mºt nhÖn, b±ng Ơo Ơ­c kÏch thõỉc,

2- KiÌm tra quy trÖnh câng nghÎ

3- KiÌm tra chÊt lõìng chuÂn bÙ h¡n ( Vºt h¡n, que h¡n, thuđc h¡n, khÏ h¡n, mŸy h¡n)

4- KiÓm tra khuyÕt tỊt bªn trong mỉi hµn b»ng c¸c m¸y dß khuyÕt tỊt :

• Dïng m¸y dß khuyÕt tỊt b»ng siªu ©m ;

• Dïng tia γ , X ®Ó chôp ¶nh;

• KiÓm tra b»ng bĩt cê nhiÒm tõ ,

• KiÓm tra b»ng thÐp ®o phêng x¹

5 - KiÌm tra Ơư kÏn cða mđi h¡n :

• KiÓm tra b±ng khÏ nĨn cïng vỉi giÊy thø ; ho»c bìm khÏ nĨn v¡o rêi th¨ xuđng nõỉc vỉi Ÿp suÊt P = 4at; t = 5 10 phît

• KiÓm tra b±ng nõỉc; nõỉc cïng cŸc chÊt thÊm thÊu nhõ phÊn KiÓm tra

H×nh 6-12 S¬ ®ơ kiÓm tra mỉi hµn b»ng giÍy thö hoƯc bĩt phÍn

GiÍy thö KhÝ nÐn 99%

NH3 1%

b±ng dĂu ho»c cŸc chÊt thÊm thÊu khŸc; thĩi gian phò thuưc chiỊu d¡y vºt h¡n

• KiÓm tra b±ng thuý lúc cÜ P = (1-2 ) P lv (Ÿp suÊt l¡m viÎc ) vỉi

t = 30 60 phît

• KiÌm tra b±ng siƠu ¿m Phõìng phŸp n¡y öng dòng cho chi tiƯt cÜ chiỊu d¡y S >= 20 mm SÜng siƠu ¿m trong mâi trõĩng Ơ¡n hêi cÜ cŸc giŸ trÙ f = 0.8; 1.8; 2.5; 3.5; mHz

ŠÌ t­o ra sÜng siƠu ¿m ngõĩi ta dïng tinh thÌ th­ch anh SiO2 titanŸt bari, muđi muđi sºt ƠiÎn xe-gĩ nhe-to-vai-a CŸc chÊt n¡y biƯn dao Ơưng ƠiÎn sang dao Ơưng cì hăc mưt cŸch töc thĩi v¡ ngõìc l­i Dõỉi tŸc dòng cða xung ƠiÎn tÊm titannŸt bari s xuÊt hiÎn sÜng Ơ¡n hêi SÜng siƠu ¿m cÜ sÜng dăc (sÜng bÙ Ĩp nĨn)

& sÜng ngang (sÜng nh¨y ) SÜng dăc cÜ thÌ bÙ kÏch thÏch trong tÊt c¨ cŸc mâi trõĩng SÜng ngang ch× cÜ thÌ bÙ kÏch thÏch trong chÊt rºn SÜng Ờ kiÌm tra mđi h¡n l¡ sÜng ngang cÜ gÜc an pha α = 29 70 Ơư SÜng Ơi song song & ph¨n ngõìc l­i khi g»p mâi trõĩng khŸc ; Lỉp khâng khÏ ( rô, vƯt nöt bƠn trong mđi h¡n ) cÜ tŸc dòng l¡m ph¨n l­i sÜng n¡y nƠn ta öng dòng nÜ Ờ kiÌm tra SÜng n¡y ph¨n l­i 90% n©ng lõìng m¡ nÜ phŸt ra NƯu dïng sÜng truyỊn th²ng thÖ ph¨i cÜ

bư thu phŸt Lo­i mŸy ph¨n l­i cÜ hai lo­i cÜ bư thu riƠng & khâng cÜ bư thu riƠng Sì Ơê kiÌm tra b±ng siƠu ¿m nh− h×nh :

C¸c ph−¬ng ph¸p kiÓm tra khuyÕt tỊt b»ng bøc x¹ nhiÖt (tia X, tia gamma, tia beeta, chïm n¬ tron, PhÐp ®o phêng x¹, bøc x¹, phÐp nghiÖm phêng x¹ (thÓ hiÖn trªn mµn h×nh)

ChiỊu d¡y S = 1 500 mm

H×nh 6-13 S¬ ®ơ nguyªn lý kiÓm tra b»ng siªu ©m

M¸y khuyÕch ®¹i sêng Nguơn ph¸t xung ®iÖn

KÏch thõỉc khuyƯt tºt min = 0.01 0.02 mm

6.3.2 KiÌm tra b±ng phõìng phŸp phŸ huý:

1- KiÌm tra b±ng cŸch khoan xŸc suÊt t÷ng Ơo­n Ờ xem xĨt;

2- KiÌm tra tô chöc tƯ vi;

3- KiÌm tra tô chöc kim tõìng; c¾t thµnh tõng mĨu kim lo¹i , mµi ,

®¸nh bêng, sau ®ê soi c¸c tư chøc d−íi kÝnh hiÖn vi

4- Ph¿n tÏch th¡nh phĂn hoŸ hăc; kiÌm tra b±ng quang phô,

5- KiÌm tra b±ng phõìng phŸp thø kĨo, nĨn, va Ơºp,

6.4 C¸c ph−¬ng ph¸p gi¶m øng suÍt cho mỉi hµn

• Trõỉc khi h¡n ph¨i thiƯt kƯ kƯt cÊu h¡n hìp lû, gi¨m c­nh cða mđi h¡n gÜc, gi¨m nguên nhiÎt trƠn Ơìn vÙ chiỊu d¡i Q/Vh

• T­o öng suÊt ngõìc dÊu ;

• Chăn thö tú h¡n hìp lû;

• Gi¨m lõìng biƯn d­ng trong quŸ trÖnh nung nÜng, gi¨m lõìng kim lo­i nÜng ch¨y; gi¨m biƯn d­ng do co rît

• Bđ trÏ cŸc mđi h¡n Ơđi xöng Ờ khø bÞ öng suÊt l¹n nhau;

• Dºp Ĩp ngay sau khi h¡n;

• NhiÖt luyÖn mỉi hµn :

• Ph¿n bđ l­i öng suÊt b±ng cŸch nung nÜng còc bư ;

• Ram mđi h¡n; ( khi ram cao thÖ gi¨m kho¨ng 80-90 % öng suÊt dõ;

T = 550 680 o C Tđc Ơư nung = v¡i tr©m Ơư/ giĩ ( cho vºt dÂo)

Thĩi gian nung = 2 3 giĩ ( cho thĨp cŸc bon + HKim thÊp)

ø ng dòng phõìng phŸp cì nhiÎt , nung b±ng ngăn lùa h¡n ƠƯn 150 200 o C

VÕt nøt cña mỉi hµn

1/ H¡n thĨp hìp cÜ cì sí nỊn l¡ Cr-Ni

- VƯt nöt x¨y ra trong quŸ trÖnh h¡ní vïng mđi h¡n & cºn mđi h¡n;

- -/- nhiÎt luyÎn;

- -/- vºn h¡nh í nhiÎt Ơư cao,Ÿp suÊt cao,

- -/- trong mâi trõĩng cÜ ¨nh hõíng xÊu ;

- VƯt nöt cÜ thÌ cÜ cŸc lo­i :

+ BƠn trong, bƠn ngo¡i mđi h¡n, + KÏch thõỉc lỉn, nhÞ ;

- Sú t­o th¡nh vƯt nöt phò thuưc :

+ Lúc tŸc dòng, + CŸc nh¿n tđ luyÎn kim : NhiÎt ph¿n bđ khâng ƠỊu khi nung nÜng v¡ khi l¡m nguưi;

+ Do co ngÜt kim lo­i ; + Do kim lo­i n±m trong miỊn dÝn l¿u T= 1400 1200 o C , δ = 0;

σ 1260 = (0.5 0.6 ) σ b ; + MÊt cŸc bon do t­o th¡nh cŸc bÏt;

+ VƯt nöt do tºp trung öng suÊt ; ( khi h¡n cÜ tÊm Ỡm, khi h¡n giŸp mđi m¡ khâng ngÊu, khi h¡n vỉi cŸc tÊm gĨp,

1- BiÎn phŸp khºc phòc khi h¡n thĨp Cr-Ni

• Gi¨m Fe, MnS, NiS l¡ nhùng chÊt dÍ ch¨y;

• L¡m s­ch S, Pb, Sn, trong lßi que h¡n;

• SÊy que h¡n vỉi nhiÎt Ơư 250 300 o C trong 1 giĩ;

• CĂn chăn que h¡n Ờ cÜ pha pherÏt kho¨ng (2 5) %;

• CŸc bÏt Ti, Nb cho phĨp t©ng kh¨ n©ng chÜng ©n mÝn trong thĨp Cr-Ni