Kiểm tra bằng chất lỏng thẩm thấu là phương pháp sử dụng các chất lỏng có tính thẩm thấu cao. Phương pháp này thì nó là phương pháp áp dụng đơn giản, nhanh và chi phi thấp. Nó có thể được áp dụng hầu như ở tất cả các vật liệu và chi tiết. Sự thât là do lực mao dẫn của chất lỏng với thành rắn, chất lỏng kiểm tra được phủ lên bề mặt vật kiểm tra sẽ thâm nhập (ngấm) vào các vùng khuyết tật trên bề mặt và vẫn còn lại khi loại bỏ phần chất lỏng còn dư.Mạ thiếc que hàn bằng cách chà lên một khối muôi ammoniac, sau đó đặt hợp kim hàn chạm vào (Hình 74). Hoặc chỉ cần làm nóng mỏ hàn và đặt hợp kim hàn chạm vào. Làm nóng hai mảnh kim loại sẽ được hàn và trét châ’t trợ dung hàn (nếu hợp kim hàn không chứa cha’t trợ dung hàn ).
Trang 1THIẾT BỊ HÀN
Hàn là một quá trình kết nối hai mảnh kim loại lại với nhau bằng cách dùng một mảnh kim loại thứ ba như là chất kết dínhề Theo phương pháp này khi hàn không phải làm nóng chảy hai mảnh kim loại cần ghép Chỉ có mảnh kim loại dùng làm chất kết dính bị làm nóng chảy Theo tiêu chuẩn hợp kim hàn có độ nóng chảy 800°F (426°C), mức nhiệt này còn thấp hơn rất nhiều so với độ nóng chảy của đa số kim loại
Đa số kim loại đều có thể hàn Các trường hợp ngoại lệ là đối với crôm, beryli, đồng đỏ pha mangan và titan
Có 3 phương pháp hàn:
Hàn bằng mỏ hàn
Hàn xì
Hàn bằng hổ quang diện
Theo phương pháp hàn bằng mỏ hàn, mỏ hàn được làm nóng từng khoảng thời gian bằng điện hoặc bằng lửa
Hàn xì (Hình 73) nhanh hơn bởi vì nó tạo ra nhiệt nhiều hơn Hàn xì được dùng để hàn các tấm kim loại nặng, ống dẫn nhỏ và các loại ống lớn khác có yêu cầu sức nóng lớn hơn sức nóng của việc hàn bằng mỏ hàn
Khi hàn hồ quang điện, các tâ’m kim loại cũng không bị làm nóng chảy Nhiệt sinh ra từ dòng điện được truyền vào chỗ kết nối cho đến
Trang 2khi nó làm nóng chảy hợp kim hàn Sau khi hợp kim hàn chảy vào chỗ nối, nguồn nhiệt sẽ bị ngắt
Sử dụng hóa chất để kiểm tra mối hàn
Kiểm tra bằng chất lỏng thẩm thấu là phương pháp sử dụng các chất lỏng có tính thẩm thấu cao
Phương pháp này thì nó là phương pháp áp dụng đơn giản, nhanh và chi phi thấp Nó có thể được áp dụng hầu như ở tất cả các vật liệu và chi tiết
Sự thât là do lực mao dẫn của chất lỏng với thành rắn, chất lỏng kiểm tra được phủ lên bề mặt vật kiểm tra sẽ thâm nhập (ngấm) vào
Trang 3các vùng khuyết tật trên bề mặt và vẫn còn lại khi loại bỏ phần chất lỏng còn dư
Có thể chia làm 2 phương pháp kiểm tra cơ bản: kiểm tra bằng chất phát quang, kiểm tra bằng chất nhuộm màu
Trong kiểm tra khuyết tật mối hàn bằng phương pháp thẩm thấu chất lỏng (PT), người ta sử dụng một bộ gồm ba loại dung dịch như sau:
1 Chất tẩy rửa (cleaner)
2 Chất thẩm thấu (penetrant)
3 Chất hiện (cleaner)
Hóa chất như là mega check, pico color check ……
Quy trình nguyên lý kiểm tra thẩm thấu chất lỏng (PT):
1 Làm sạch bề mặt đối tượng cần kiểm tra: sử dụng chất làm sạch
bề mặt (cleaner)
2 Trải chất thẩm thấu (Penetrant) lên bề mặt đối tượng cần kiểm tra
Trang 43 Lau bề mặt đối tượng kiểm tra sau khi một phần chất thẩm thấu
đã đi vào bên trong khuyết tật (nếu có)
4 Áp một lớp chất hiện lên trên bề mặt của đối tượng cần kiểm tra
5 Quan sát và đánh giá các chỉ thị trên đối tượng kiểm tra
Trang 56 Làm sạch bề mặt vừa kiểm tra
Đặc điểm của phương pháp PT:
– Chất thấm phải vào được bất liên tục :
– Chỉ phát hiện bất liên tục mở ra bề mặt
– Bề mặt kiểm tra phải sạch: dầu, mỡ, sơn, bụi, bẩn…
– Không áp dụng cho vật liệu xốp, thấm hút
– Khó áp dụng cho bề mặt rất xù xì
– Các thao tác cơ học như phun cát, bắn hạt, …có thể làm đóng-khép bất liên tục lại
Trang 6– Thường cần làm sạch sau kiểm tra
Sự that là do lực mao dẫn của chất lỏng với thành rắn, chất lỏng kiểm tra được phủ lên bề mặt vật kiểm tra sẽ thâm nhập (ngấm) vào các vùng khuyết tật trên bề mặt và vẫn còn lại khi loại bỏ phần chất lỏng còn dư
Có thể chia làm 2 phương pháp kiểm tra cơ bản:
+ Kiểm tra bằng chất phát quang
+ Kiểm tra bằng chất nhuộm màu
Các lỗi có khả năng phát hiện:
+ Rỗ khí bề mặt
+ Nứt thông với bề mặt
+ Cháy cạnh
+ Vị trí châm hồ quang
+ Các lỗi không liên kết vv…
phương pháp này thì nó là phương pháp áp dụng đơn giản, nhanh và chi phi thấp Nó có thể được áp dụng hầu như ở tất cả các vật liệu và chi tiết
Các điều kiện tiến hành kiểm tra
+Đạt được sự tiếp cận một phía
+Bề mặt phải không có các lớp phủ, khô không có dầu mỡ
Trang 7+Bề mặt kiểm tra kim loại phải sáng.
+Để đạt được khả năng kiểm tra cao nhất bề mặt phải ít được sửa chữa hay chịu tác động cơ học
+Nhiệt độ kiểm tra thông thường từ 10oC – 50oC, trong các trường hợp khác phải sử dụng hệ thống chất kiểm tra đặc biệt
+Vật liệu của đối tượng kiểm tra không rỗ xốp, và không bị hư hỏng bởi các chất hóa học
+Khi tiến hành kiểm tra bằng chất thâm nhập màu, cường độ chiều sáng khi đánh giá phải lớn hơn 500 lux
+Khi tiến hành kiểm tra bằng chất thâm nhập phát quang, tiến hành đánh giá bằng đèn cực tím và trong buồng tối
Kỹ thuật hỗn hợp khí hàn Mig/Mag
Hỗn hợp gồm 2 loại khí
Hỗn hợp bao gồm hai loại khí được sử dụng phổ biến là Argon + Heli, Argon + CO2 hoặc Argon + O 2
Argon + Heli Hỗn hợp Argon và Heli được dùng khi hàn các hợp kim niken và nhôm Kiểu chuyển dịch của kim loại dây hàn vào vũng hàn thường là chuyển dịch dọc trục hoặc chuyển dịch phun đẩy Sự bổ sung của argon vào hỗn hợn khí làm tăng độ chảy loãng của kim loại dây hàn và làm hình dáng mối hàn thấp – bằng phẳng hơn Heli làm tăng tốc độ hàn Đối với hàn hợp kim nhôm, Heli làm giảm độ ngấu sâu của mối hàn Heli cũng làm giảm sự hiện diện của
Trang 8Hydro trong mối hàn khi hàn các hợp kim nhôm magiê Thành phần khí argon có tác dụng dễ tạo hồ quang và làm tăng hiệu ứng làm sạch khi hàn nhôm
Hỗn hợp Argon + Heli phổ biến
a) 75% Argon + 25% Heli: làm tăng độ ngấu của mối hàn khi hàn nhôm, đồng, niken và các hợp kim của chúng
b) 75% Heli + 25% Argon: hàm lượng argon cao làm tăng độ dẫn nhiệt và độ chảy loãng của kim loại dây hàn Bề rộng mối hàn được
mở rộng
Hỗn hợp Argon + CO 2 Hỗn hợp này được dùng phổ biến khi hàn thép cacbon Cả bốn kiểu chuyển dịch của kim loại dây hàn vào vũng hàn đều được sử dụng với hỗn hợp Argon và CO 2 Chuyển dịch dạng dọc trục đòi hỏi hàm lượng CO 2 phải nhỏ hơn 18% Sự kết hợp Argon/ CO 2 được sử dụng khi hàn các vật hàn có lớp oxit sắt ở
bề mặt Khi thành phần CO 2 tăng, sẽ làm tăng nhiệt cung cấp cho vũng hàn dẫn đến nguy cơ cháy thủng Hỗn hợp Argon/ CO 2 trong
đó CO 2 lên tới 18% hỗ trợ cho kiểu chuyển dịch dạng tia đẩy Chuyển dịch ngắn mạch là kiểu chuyển dịch có mức năng lượng
Trang 9thấp, kiểu chuyển dịch này sử dụng hỗn hợp Argon/ CO 2 với hàm lượng CO 2 lớn hơn hoặc bằng 20%
Hỗn hợp khí bảo vệ phổ biến cho kiểu chuyển dịch ngắn mạch
a) 75%Argon + 25% CO2 – giảm bắn tóe và làm mối hàn bóng đẹp khi hàn thép cacbon
b) 80% Argon + 20% CO2 – giảm bắn tóe và làm mối hàn bóng đẹp khi hàn thép cacbon
Hỗn hợp khí bảo vệ phổ biến cho kiểu chuyển dịch dọc trục dạng phun
a) 98%Argon + 2% CO2 – chuyển dịch dạng dọc trục hay phun đẩy khi hàn với dây hàn thép không gỉ và dây hàn thép cacbon, Hỗn hợp khí này được sử dụng khi hàn tấm mỏng với tốc độ hàn cao Hỗn hợp làm tăng độ chảy loãng của kim loại dây hàn và tăng tốc độ hàn
b) 95%Argon + 5% CO2 – chuyển dịch phun đẩy khi hàn với dây hàn thép cacbon Với 5% CO 2 làm tăng tính chảy loãng của kim loại dây hàn và tăng vận tốc hàn
c) 92%Argon + 8%CO2 – cả hai dạng chuyển dịch dạng dọc trục và phun đẩy khi hàn thép cacbon Năng lượng cao khi hàn với chuyển dịch phun dọc trục làm tăng độ chảy loãng của kim loại dây hàn
d) 90%Argon + 10% CO 2 – Áp dụng cho cả dạng phun dọc trục và phun đẩy khi hàn thép cacbon Bề rộng mối hàn tăng và chiều sâu ngấu kiểu ngón tay giảm
Trang 10e) 85%Argon + 15% CO2 – thành phần CO 2 cao trong chế độ chuyển dịch dọc trục hoặc đẩy dạng phun làm tăng độ ngấu hai bên mối hàn (sidewall fusion) khi hàn thép tấm hoặc các chi tiết dạng tấm
f) 82%Argon + 18% CO2 – giới hạn tác dụng cho loại chuyển dịch dọc trục Là hỗn hợp được dùng nhiều ở châu Âu để hàn các loại thép có độ dày khác nhau Hồ quang rộng làm tăng độ ngấu biên dạng dọc theo mối hàn Hỗn hợp hỗ trợ tốt cho chuyển dịch ngắn mạch
Hỗn hợp khí Argon và Oxy Hỗn hợp khí Argon và Oxy giúp đạt được chuyển dịch dọc trục với dòng điện thấp hơn hỗn hợp Argon/ CO 2 Kích thước giọt kim loại nhỏ hơn, và vũng hàn chảy loãng hơn Sử dụng hỗn hợp Argon và Oxy làm khí bảo vệ có thể hàn được vật hàn mỏng với tốc độ hàn cao
Hỗn hợp Argon/Oxy thích hợp cho vật liệu hàn là thép cacbon và thép không gỉ
a) 99%Argon + 1%Oxy – sử dụng khi hàn thép không gỉ Thành phần oxy có trong hỗn hợp giúp ổn định hồ quang và đạt được kích thước giọt kim loại chuyển dịch vào vũng hàn nhỏ mịn và duy trì tính chảy loãng của vũng hàn Mối hàn khi hàn thép không gỉ sẽ có màu xám
vì hiệu ứng oxy hóa trong vũng hàn
b) 98%Argon + 2%Oxy – hỗn hợp sử dụng thích hợp cho thép cacbon và thép không gỉ Hỗn hợp được sử dụng khi yêu cầu vận tốc hàn cao và vật hàn là thép tấm Hỗn hợp được sử dụng với chế độ chuyển dịch dọc trục dạng phun hoặc phun đẩy Mối hàn khi hàn
Trang 11thép không gỉ có màu xám đậm Hỗn hợp được sử dụng khi hàn với dây hàn thép hợp kim thấp với yêu cầu cơ tính mối hàn cao
c) 95%Argon + 5%Oxy – ứng dụng tổng quát, với chuyển dịch dọc trục dạng phun hoặc phun đẩy, sử dụng khi hàn thép cacbon có tiết diện lớn Kim loại nền thường được yêu cầu được làm sạch oxyt trước khi hàn
Hỗn hợp khí bảo vệ gồm 3 loại khí Hỗn hợp khí bảo vệ bao gồm 3 loại khí được sử dụng phổ biến khi hàn thép cacbon, thép không gỉ Trong chuyển dịch ngắn mạch khi hàn thép cacbon, việc thêm vào 40% Heli vào hỗn hợp Argon và CO 2 , như là một thành phần thứ ba trong hỗn hợp khí bảo vệ, giúp làm rộng độ ngấu của mối hàn Heli
có độ dẫn nhiệt lớn hơn cho ứng dụng chuyển dịch ngắn mạch khi hàn các kết cấu thép cacbon và thép không gỉ Biên dạng ngấu rộng
và làm tăng độ ngấu hai bên mối hàn làm giảm nguy cơ ngấu không hoàn toàn
Hỗn hợp khí bảo vệ bao gồm 3 loại khí thường được sử dụng khi hàn thép không gỉ Heli thường chiếm từ 55% đến 90% trong hỗn hợp với Argon và 2,5% CO 2 khi hàn với chuyển dịch ngắn mạch, làm giảm văng tóe, tăng độ chảy loãng của vũng hàn, và hình dạng mối hàn bằng phẳng hơn
Các hỗn hợp khí gồm 3 loại khí phổ biến
90% Heli + 7.5% Argon + 2.5% CO2 – được ứng dụng phổ biến khi hàn thép không gỉ với chuyển dịch ngắn mạch Độ dẫn nhiệt cao của khí Heli giúp mối hàn bằng phẳng và ngấu tốt Hỗn hợp này cũng sử dụng được với chuyển dịch dạng phun đẩy, nhưng bị giới hạn khi
Trang 12hàn vật hàn bằng thép không gỉ hoặc hợp kim nikel có độ dày lớn hơn 1,6 mm Hàn được với vận tốc hàn cao khi hàn thép không gỉ
55% Heli + 42.5% Argon + 2.5% CO2 – mặc dù không thông dụng bằng hỗn hợp với 90% Heli, hỗn hợp này làm cho nhiệt độ cột hồ quang thấp hơn nên có thể hàn vói chuyển dịch 50 phun đẩy Hỗn hợp khí này hỗ trợ tốt cho chuyển dịch ngắn mạch khi hàn thép không gỉ và hợp kim niken Thành phần Heli thấp cho phép hàn được với chuyển dịch dạng phun dọc trục
38% Heli + 65% Argon + 7% CO2 – hỗn hợp này được sử dụng với chuyển dịch ngắn mạch khi hàn thép cacbon thấp và thép hợp kim thấp Nó cũng có thể dùng cho hàn ống ghép hở Độ dẫn nhiệt cao làm rộng biên dạng ngấu của mối hàn và làm giảm xu hướng không ngấu
90% Argon + 8% CO 2 + 2% O 2 – hỗn hợp này sử dụng cho chuyển dịch ngắn mạch, phun đẩy và chuyển dịch dọc trục dạng phun khi hàn thép cacbon Thành phần khí trơ cao trong hỗn hợp làm giảm bắn tóe
Phương pháp hàn vật liệu
Làm sạch chỗ kết nối
Hình 74 – Mạ thiếc mỏ hàn
Trang 13Mạ thiếc que hàn bằng cách chà lên một khối muôi ammoniac, sau
đó đặt hợp kim hàn chạm vào (Hình 74) Hoặc chỉ cần làm nóng mỏ hàn và đặt hợp kim hàn chạm vào
Làm nóng hai mảnh kim loại sẽ được hàn và trét châ’t trợ dung hàn (nếu hợp kim hàn không chứa cha’t trợ dung hàn )
Đặt hợp kim hàn vào chỗ nối – không đặt vào mỏ
Ghép chồng hai mảnh (2/ vá gki mỏ hàn đã nóng trên mối nối (3) đề làm chảy hợp kim hàn Ngắt nguồn nhiệt sau khi hợp kim hàn đã lấp đầy chỗ nối
Trang 14Giữ hai mảnh chồng lên nhau cho đến khi hợp kim hàn nguội và đặc lại
CHẤT DÙNG ĐỂ HÀN
Hợp kim hàn là hỗn hợp thiếc và chì – thường có tĩ lệ bằng nhau Hợp kim hàn loại nặng sẽ nóng chảy ở nhiệt độ cao hơn có thể chứa lượng chì bằng hai lượng rtitếc
Hợp kim hàn có thể ở dạng que và dạng cuộn dây Một số loại có chứa chất trợ dung hàn, và một số loại phải được nhúng chất trợ dung hàn hoặc phải trét chất trợ dung hàn lên chỗ nối (Chất trợ dung hàn là những chất như borax, nhựa thông giúp làm chảy hai tấm kim loại)