Sổ tay công việc hàn Welding handbook

TỔNG QUÁT CÁC CÔNG TÁC LIÊN QUAN ĐẾN HÀN, MỐI HÀN, THỢ HÀN. MỤC LỤC BAO GỒM: 1. TRÁCH NHIỆM CỦA NGƯỜI THỢ HÀN 4 2. YÊU CẦU KỸ THUẬT HÀN CHẾ TẠO SẢN PHẨM 6 3. SỰ GIA NHIỆT 10 4. NHIỆT ĐỘ GIỮA CÁC LỚP HÀN 13 5. NHIỆT ĐỘ ĐẦU VÀO VÀ CHU KỲ TẢI 14 6. VẬT LIỆU HÀN 17 7. THI SÁT HẠCH THỢ HÀN 20 8. ĐÁNH GIÁ HIỆU SUẤT CỦA NGƯỜI THỢ HÀN 25 9. NHỮNG KHUYẾT TẬT TRONG MỐI HÀN 28 10.KÝ HIỆU MỐI HÀN 37 11. NHỮNG LƯU Ý CHUNG 43

SỔ TAY

CÔNG VIỆC HÀN

MỤC LỤC

1 TRÁCH NHIỆM CỦA NGƯỜI THỢ HÀN. 

1 Hàn theo phương pháp hàn mà người thợ hàn đã được thi sát hạch

2 Phải tuân thủ theo sự hướng dẫn của người giám sát hàn

8 Không được gây hồ quang xung quanh mối ghép hàn

9 Trong quá trình làm việc, que hàn điện (MMA) phải được nhận và trả lại trong các phích sấy, đồng thời phải luôn được ủ trong phích sấy di động

10 Thợ hàn chỉ được nhận que hàn sau khi được sự cho phép và xác nhận của người giám sát

11 Cách ly tất cả thiết bị hàn khi không sử dụng và trả lại tất cả các dụng cụ và thiết bị đến những nơi cất giữ chúng chính xác

12 Báo cáo công việc đã hoàn thành tới người giám sát

13 Mang thẻ thợ hàn ở mọi thời điểm làm việc

14 Tuân theo tất cả các nội quy an toàn lao động tại mọi thời điểm làm việc

15 Ghi mã số của mình ngay cạnh mối hàn đã hàn xong bằng bút sơn

16 Người thợ hàn phải đảm bảo rằng tên, ngày, thời gian

và số thẻ hàn là được ghi đúng trên các mối hàn của mình

2 NHỮNG YÊU CẦU KỸ THUẬT HÀN CHẾ TẠO SẢN PHẨM.

2.1 Quy trình hàn (WPS) là gì?

Là một chỉ dẫn công việc để thực hiện một mối hàn chế tạo đáp ứng các yêu cầu đã được quy định (ASME, AWS…) Một quy trình hàn thường bao gồm các thông tin sau:

6 Loại vật liệu sử dụng và chiều dày của nó

7 Loại que hàn sử dụng và kích cỡ của nó

8 Vị trí hàn (1G, 4G, 6G…)

9 Những yêu cầu gia nhiệt trước khi hàn và nhiệt độ tối

đa cho phép giữa các lớp hàn

10 Xử lý nhiệt sau khi hàn (ủ, tôi, ram…)

11 Dạng chuyển dịch hồ quang (GMAW/FCAW)

12 Loại khí, nếu sử dụng cho các phương pháp hàn GTAW, GMAW, FCAW

13 Các kỹ thuật hàn: phương pháp dao động que, thổi điện cực than…

14 Minh họa kiểu mối ghép hàn ( góc độ vát mép, khe hở hàn, mép cùn…)

15 Các thông số hàn : tốc độ hàn, cường độ dòng điện,

hiệu điện thế, các đặc tính của nguồn điện như loại dòng điện, chiều phân cực…  

Ghi chú: Tham khảo trong WPS mẫu của phụ lục đính kèm

2.2 Điều gì xảy ra khi các thông số của Quy trình hàn thay đổi

Khi các thông số trong Quy trình hàn thay đổi, dẫn đến cơ tính và các đặc tính kỹ thuật khác thay đổi Do

đó mối hàn chế tạo có thể không đạt được yêu cầu thiết kế Nếu có bất cứ sự thay đổi các thông số thiết yếu (thông số ảnh hưởng đến đặc tính cơ lý của mối hàn như vật liệu hàn, phương pháp hàn, que hàn) thì yêu cầu phải làm lại Quy trình mới

2.3 Các yêu cầu hàn trong sản xuất 

1 ChuNn bị mối ghép hàn:

ChuNn bị mối ghép theo hướng dẫn của giám sát hàn hoặc theo tiêu chuNn áp dụng Thông thường đối với mối ghép giáp mép thì lắp lệch mép không quá T/10 (T là chiều dày của phần mỏng hơn) Trong trường hợp lệch mép lớn hơn T/10 thì vát mép 1/3

2 Vệ sinh bề mặt trước khi hàn:

Bề mặt hàn cần phải làm sạch các lớp gỉ sắt, dầu , mỡ, sơn… trước khi hàn

ng

o chiều dày,

ệc hàn đính ctuân thủ các y

h tạm thời

m hàn đính tạ

m từ bề mặt kicấm việc dùnhuyết tật trên b

o nên ở vùnghàn hoặc que

p

yết tật do gây kim loại cơ bả

sai hồ quang

ản

phải cắt bỏ và

n, sau đó mài tấm hàn đínhàn)

ể bảo vệ vùng

h

t

3 SỰ GIA NHIỆT. 

3.1 Khi nào thì yêu cầu gia nhiệt?

Sự gia nhiệt được yêu cầu khi được đề cập trong Quy trình hàn, khi hàn các mối ghép dày hoặc khi hàn thép hợp kim

3.2 Mục đích của việc gia nhiệt

1 Loại bỏ hơi Nm xung quanh vùng được hàn

2 Giảm tốc độ nguội trong kim loại hàn và vùng ảnh hưởng nhiệt của kim loại cơ bản, giúp tăng tính dẻo trong kim loại hàn

3 Giảm nồng độ Hydro trong mối hàn, tránh nứt trong mối hàn

4 Giảm sự co ngót trong mối hàn

5 Cải thiện các đặc tính va đập

3.3 Phương pháp gia nhiệt

Sự gia nhiệt có thể thực hiện bằng cách dùng đèn xì (axetylen), nhiệt điện trở Cần gia nhiệt đồng đều xung quanh vùng hàn để tránh nứt và nóng chảy cục bộ

Gia nhiệt bằng nhiệt điện trở

3.4 Phương pháp đo nhiệt độ

Sử dụng bút phấn nhiệt hoặc nhiệt kế để đo nhiệt độ Thông thường phấn nhiệt được sử dụng trong khoảng 65-170 độ C Nhiệt độ được đo tại điểm cách vùng hàn

75 mm Sự gia nhiệt phải được duy trì trong suốt quá trình hàn cho tới khi mối hàn hoàn thành

3.5 Sự gia nhiệt phụ thuộc vào những yếu tố nào?

Nhiệt độ gia nhiệt phụ thuộc vào bề dày vật liệu và chủng loại vật liệu Cần kiểm tra quy trình hàn để biết thông tin về các yêu cầu gia nhiệt

Một vài trường hợp thông thường được xử lý nhiệt trước khi hàn như sau:

Chú ý: Hàn chế tạo chỉ được phép bắt đầu khi nhiệt độ

gia nhiệt tối thiểu được thỏa mãn

2 Kim loại mối hàn có thể mất đi tính chống ăn mòn

3 Kim loại mối hàn có thể xảy ra hiện tượng nứt nóng 4.2 Phương pháp đo nhiệt độ giữa các lớp hàn:

Nhiệt độ giữa các lớp hàn được đo bằng phấn nhiệt Quy trình hàn đưa ra thông tin những yêu cầu về nhiệt

độ giữa các lớp Những yêu cầu nhiệt độ giữa các lớp thay đổi theo từng loại vật liệu : nhiệt độ giữa các lớp hàn không được vượt quá 300 độ C đối với thép Cacbon, không quá 150 độ C đối với thép không gỉ

5 NHIỆT ĐẦU VÀO & CHU KỲ TẢI

5.1 Nhiệt đầu vào

1 Tuỳ theo nhiệt độ đầu vào mà ta có kết quả hàn khác nhau

2 Tuỳ theo từng loại vật liệu mà ta đưa vào nhiệt độ thích hợp

o Nhiệt đầu vào thông thường từ 15 ÷ 30KJ/Cm

Trong khoảng này thì độ dai và độ cứng là tốt nhất

o Nếu vượt quá giới hạn này thì mối hàn không hiệu

quả

o Những nguyên liệu thông thường thì khó đạt được

nhiệt lượng này

5.2 Chu kỳ tải:

1 Chu kỳ tải được định nghĩa theo số phần trăm của khoảng thời gian 10 phút, thiết bị vận hành với dòng điện xác lập cho trước

2 Chu kỳ tải 60% tức là hồ quang hoạt động trong 6 phút

có tải hàn, tiếp theo là 4 phút vận hành không tải

3 Đối với các thao tác trong công nghiệp chế tạo, chu kỳ tải 60% được coi là tiêu  chuaån  cho quy trình hồ quang tay Ví dụ, nếu máy có dòng điện định mức 300A ở chu kỳ tải 60%, có nghĩa là sẽ vận hành an toàn với dòng điện 300A mà không bị quá nhiệt với thời gian hàn 6 phút trong mỗi khoảng thời gian 10 phút

4 Công thức tính chu kỳ tải như sau:

Chu kỳ tải (%) =

B A

o B là khoảng thời gian nghỉ

5 Đôi khi, các máy hàn phải vận hành khác với định mức, ví dụ máy 400A với chu kỳ tải 60% được dùng

để hàn tự động, khi đó người dùng cần biến dòng điện

vận hành an toàn với chu kỳ tải 100%. Điều này được tính bằng công thức với tỷ suất nhiệt an toàn cho máy 

Chu kỳ tải mong muốn (%)

) (

Imm

o C1 (%): là chu kỳ tải định mức

Như vậy, với máy 400A trên, dòng điện hàn tự động sẽ là:

100% = (400)2x 60%/(I mm)2(I mm)2 = (400)2x 60%/100%= 310A

6 VẬT LIỆU HÀN.  

6.1 Các yêu cầu sử dụng vật liệu hàn:

1 Sử dụng đúng vật liệu hàn (theo yêu cầu của WPS)

2 Sử dụng vật liệu hàn một cách kinh tế

3 Sử dụng vật liệu hàn chỉ cho mục đích hàn

4 Luôn giữ vật liệu hàn ở điều kiện khô ráo

6.2 Những yêu cầu kỹ thuật khi sử dụng loại que hàn

điện có hàm lượng Hydro thấp

1 Vật liệu hàn cần được sấy ở 300 độ C ± 20 độ C

2 Sau khi sấy, que hàn cần được giữ trong tủ ủ ở nhiệt

độ 150 độ C ± 10 độ C

3 Khi sử dụng, que hàn phải được đựng trong các phích hàn di động và chỉ dùng trong 08 giờ làm việc

4 Phích sấy phải được duy trì ở nhiệt độ 70 độ C ± 10

độ C Phích sấy phải được đóng nắp lại sau mỗi lần lấy que để hạn chế mất nhiệt và sự thâm nhập hơi Nm

5 Que hàn chỉ được trả lại khi còn ở trong các phích đựng que hàn và chỉ được sấy lại một lần

6 Quy trình xử lý que hàn

6.3 Ký hiệu que hàn

1 Que hàn điện thuốc bọc, lõi thép Cacbon ( SFA - 5.1)

2 Que hàn Tig -Thép cacbon (SFA -5.18)

3 Que hàn Mig/Mag -Thép Cacbon (tương tự que hàn Tig)

4 Dây hàn FCAW -Thép Cacbon

6.4 Những vật liệu hàn nào được sử dụng cho một số vật

liệu thông thường

1 Hai kim loại hàn cơ bản giống nhau:

KIM LOẠI CƠ 

A 516 Gr 60/A516

E8018-B2 E9018-B3

/ /

EB2 + EB3

Thép không gỉ

Thép hợp kim Niken

2 Hai kim loại hàn cơ bản giống nhau:

KIM LOẠI CƠ

Thép Cac bon

(CS) với thép

không gỉ

7 THI SÁT HẠCH THỢ HÀN

7.1 Sát Hạch Thợ Hàn

Mỗi khi một quy trình hàn được thiết lập, các thông số

và vật liệu hàn là cố định Nó cho phép khả năng của người thợ hàn chế tạo một mối hàn có tính nhiệt luyện

và cơ tính tốt Nhưng người thợ hàn phải có khả năng hiểu được các thông số của qui trình hàn và áp dụng đúng để chế tạo một mối hàn tốt

7.2 Ý nghĩa của việc thi sát hạch thợ hàn

1 Người thợ hàn phải được đào tạo để sử dụng một phương pháp hàn đã được qui định đối với một vật liệu đã cho

2 Người thợ hàn phải hiểu được những phương pháp hàn có thể thay đổi được trong giới hạn những phương pháp đã cho và được khách hàn chấp nhận

3 Người thợ hàn phải chứng minh được rằng anh ta có thể hàn được mối hàn đạt chất lượng khi chụp X quang nếu sử dụng đúng quy trình được quy định

7.3 Những thay đổi trong thi sát hạch:

1 Phương pháp hàn: Bất cứ khi nào có sự thay đổi trong phương pháp hàn thì người thợ hàn cần được thi sát hạch lại

2 Vật liệu hàn: Khi có sự thay đổi về vật liệu hàn (que hàn, dây hàn…) được sử dụng, người thợ hàn cần

được thi sát hạch lại (Ví dụ: Từ thép Cacbon chuyển sang thép hợp kim thấp và ngược lại )

3 Vị trí hàn: Bất cứ khi nào có sự thay đổi vị trí hàn thì người thợ hàn cần được thi sát hạch lại (Ví dụ: Từ hàn bằng đến hàn trần hay hàn đứng )

4 Những vị trí hàn trong thi sát hạch:

Các vị trí hàn theo tiêu chuNn Anh - BS 499

Ký hiệu các vị trí hàn góc theo tiêu chuNn ASME

Ký hiệu các vị trí hàn đối đầu theo tiêu chuNn ASME và AWS

8 ĐÁNH GIÁ HIỆU SUẤT CỦA NGƯỜI THỢ HÀN

8.1 Đánh giá chung

Làm việc đúng giờ, tính chuyên cần, hòa đồng với đồng nghiệp, nhiệt tình trong công việc, quản lý tốt dụng cụ cá nhân, an toàn vệ sinh trong lao động

8.2 Năng lực sản xuất

Số lượng (ID đối với đường hàn ống) hay khối lượng của vật liệu hàn mà người thợ hàn có thể hàn trong một giờ công (theo định mức thi công của Dự án)

STT Xếp loại Tiêu chuẩn chứng chỉ Hệ số khuyến khích

8.4 Đánh giá chất lượng

Chất lượng hàn của người thợ hàn là tỷ lệ phần trăm sửa chữa dựa trên kết quả NDT (kiểm tra bằng mắt, chụp phim, thNm thấu…) Tỷ lệ phần trăm sửa chửa được định nghĩa như sau:

- Đối với mối hàn ống (tính theo mối hàn): Tỷ lệ

phần trăm sửa chữa là tỷ lệ giữa số mối hàn bị lỗi (cần sửa chữa) trên tổng số mối hàn được kiểm tra

- Đối với tấm (tính theo chiều dài): Tỷ lệ phần trăm

sửa chữa là tỷ lệ của chiều dài khuyết tật trên tổng chiều dài đường hàn được kiểm tra

8.5 Tiêu chí đánh giá, xếp loại, khen thưởng và kỹ luật

đối với thợ hàn được nêu ra trong phụ lục đính kèm

9 NHỮNG KHUYẾT TẬT TRONG MỐI HÀN

Khuyết tật được hiểu là sự sai lệch so với các qui trình công nghệ, tiêu chuNn kỹ thuật làm ảnh hưởng đến chất lượng, qui cách của liên kết hàn

Khi thực hiện một công việc hàn, người thợ hàn phải nắm chắc quy trình công nghệ hàn, tuân thủ mọi quy định

đã đề ra Để đảm bảo chất lượng mối hàn, người thợ hàn phải biết được nguyên nhân gây ra các khuyết tật và ngăn ngừa các nguyên nhân này để tránh gây ra các khuyết tật hàn

Có một số khuyết tật hàn chính như sau:

n quá cao

Ngậm Hydro), xỉ hàn, khônchế độ như khthấp…

ốt pho trong k

gen

ng ngấu tronhông gia nhiệt

óc độ đặt que

, tốc độ hàn qbNn, hoen gỉ

k of Fusion)

on)

mối, góc vát quá nhỏ, mối

e hàn không quá nhanh

tại mép hàn

Under Cut)

o, tốc độ đi qugóc đặt que hà

rong lớp hànhông gỉ)

kim loại hàn

ue quá nhanh

àn và vị trí hàn

n lót quá lớn khi hàn ở vị

n

ốc hàn bị nhiễhanh, làm ngu

ấp

g đủ hoặc bịcần phải che c

oát ra khoải gỉ trên bề

hàn

hàn với khí

2 Kim l

3 Lệch

ất (Inclusion)

vật liệu hàn hoại hàn

nhân:

g điện quá cbaån, aåm

loại cơ bản ng

hồ quang do n

hay kim loại cơ

n

g

10 KÝ HIỆU MỐI HÀN

Ký hiệu mối hàn được dùng để truyền đạt thông tin giữa người thiết kế và người khai triển, chế tạo

Có các loại ký hiệu sau:

10.1 Ký hiệu theo loại mối ghép

Có các dạng mối ghép hàn sau:

Mối ghép chữ “T” Mối ghép góc Mối ghép cạnh

Mối ghép chồng Mối ghép đối đỉnh (Butt)

Mối hàn điểm (hàn đinh tán)

10.2 Ký hiệu theo cách chuẩn bị mối ghép

Mô tả mối ghép Ký hiệu Hình vẽ minh họa Không vát mép

10.3 Ký hiệu mối hàn trên bản vẽ chế tạo

Mối hàn được ký hiệu bằng một mũi tên, trong đó có một “phía mũi tên” dùng để chỉ phía được vát mép/hàn và một “phía kia” chỉ phía đối diện phía vát mép/hàn

Ví dụ:

Các ký hiệu mối hàn thường gặp trong bản vẽ:

Ví dụ:

Đường hàn góc 

Ký hiệu hàn bao xung quanh Đường hàn có cạnh là 8mm 

a) Ký hiệu các dạng bề mặt mối hàn sau khi hàn

b) Mối hàn có lót lưng

c) Mối hàn kết hợp nhiều phương pháp hàn

d) Ký hiệu mối hàn gián đoạn đối xứng

Hàn cách bước đối xứng

Hàn cách bước so le

11 NHỮNG LƯU Ý CHUNG

11.1 Bảo vệ thiết bị

Trước khi hàn người Thợ hàn phải đảm bảo chắc chắn rằng tất cả các thiết bị, dây dẫn đang hoạt động tốt, được bảo vệ một cách đầy đủ bằng vỏ bọc chống tia lửa và sẽ không làm hỏng đến quá trình hàn như gây nẹt hồ quang, cháy vỏ bọc dây hàn

Người Thợ hàn phải đảm bảo chắc rằng tất cả cáp hàn được nối một cách an toàn sẽ không có hồ quang rơi rải rác xảy ra bên ngoài và xung quanh khu vực hàn

11.2 Lắp Ráp Mối Hàn Và Sự ChuNn Bị Mối Ghép

Sự chuNn bị mép mối hàn sẽ phải phù hợp với những thông số kỹ thuật Nếu người Thợ hàn có bất cứ

sự nghi ngại nào về đặc tính hàn của mối ghép hàn thì phải hỏi ý kiến của người giám sát trước khi thực hiện công việc hàn

Phải hàn đúng mối hàn đã được chỉ định, không được hàn những mối ghép hàn kém chất lượng, trừ khi người giám sát đã hướng dẫn việc sửa chữa mối ghép trước khi hàn

Người thợ hàn phải thoả mãn rằng sự chuNn bị mép hàn của mình là phù hợp, không chỉ với tiêu chuNn mà còn đối với kinh nghiệm kỹ thuật của bản thân

11.3 Vệ Sinh Mối Hàn

Thực tế có những vùng được hàn có thể bị gỉ sắt, dính nhiều dầu mỡ hoặc sơn Người Thợ hàn phải đảm bảo được rằng các bề mặt hàn đã làm sạch tới kim loại

cơ bản trước khi hàn và taåy sạch các bề mặt hàn nếu

có yêu cầu

11.4 Sự Gia Nhiệt Và Nhiệt Độ Giữa Các Lớp

Khi sự gia nhiệt được yêu cầu trong qui trình hàn, thì sự gia nhiệt phải được thực hiện trong phạm vi cách mỗi phía của vùng hàn ít nhất 75mm, nhiệt độ phải đạt tới nhiệt độ qui định trong qui trình, và phải duy trì ở mức tối thiểu trong suốt quá trình hàn, nhiệt

độ lớn nhất giữa các lớp hàn thường là 250 độ C

11.5 Sự Gián Đoạn Hàn

Nên cố gắng hoàn thiện mối hàn trong một chu trình Nếu cần thiết phải dừng hàn trong chu trình này, thì ở chân mối hàn nên chạy ít nhất thêm một lớp điền đầy để được hoàn thiện mối hàn

11.6 Hoàn Thiện Mối Hàn

Khi hoàn thiện mối hàn, người Thợ hàn phải taåy sạch các vết khuyết tật bề mặt, hồ quang bắn toé, xỉ trong khu vực mối hàn trước khi rời khỏi khu vực hàn và phải nhớ đánh mã số của mình lên bên cạnh mối hàn Dấu phải được đánh bằng phấn sáp hoặc bút sơn khó xoá

11.7 Sự Bảo Quản Que Hàn

Các loại que hàn khác nhau không được cất giữ hoặc sấy cùng nhau trong cùng tủ sấy để trách trường hợp nhầm lẫn khi phát que cho Thợ hàn

Que hàn hồ quang tay có hàm lượng Hydro thấp phải được cất giữ như sau:

1 Cất xếp vào trong kho dự trữ: Kho phải được sấy nóng trước

2 Tủ sấy que hàn: Phải theo dõi nhiệt độ và thời gian sấy (Xem mục 5.2)

3 Tủ ủ que: Ủ ở nhiệt độ 150 độ C không vượt quá 72 giờ

4 Phát tới phích hàn di động: Phích phải đảm bảo giữ được ở 70 độ C

5 Qui trình phân phát que hàn phải được kiểm soát caån thận Không người Thợ hàn nào được phát que hàn nhiều hơn lượng que sử dụng trong 4 giờ làm việc Chú ý, que hàn Hydro thấp không được sử dụng sau

4 giờ làm việc và sẽ được trả để sấy lại

6 Tất cả vật liệu hàn sẽ được đánh dấu một cách phù hợp và dấu sẽ được duy trì cho tới tận khi sử dụng

7 Khi người Thợ hàn phát hiện que hàn có chất lượng kém, hoặc có nghi ngờ về chủng loại thì không được hàn mà phải báo cáo với người giám sát để giải quyết