Hiểu sự không liên tục của mối hàn

Mối quan tâm hàng đầu của thợ hàn trong bất kỳ loại công việc nào là đảm bảo mối hàn của anh ta chắc chắn. Vì lý do này, điều quan trọng đối với người kiểm tra kiểm tra mối hàn là có thể phát hiện ra nhiều điểm không liên tục của mối hàn, bao gồm:

  1. độ xốp.
  2. Hợp nhất không hoàn chỉnh.
  3. Thâm nhập khớp không đầy đủ.
  4. Hồ sơ mối hàn không được chấp nhận.
  5. rạn nứt.

Bước đầu tiên để hiểu sự không liên tục của mối hàn là kiểm tra một số thuật ngữ hàn.

Tính không liên tục được định nghĩa là sự gián đoạn cấu trúc điển hình của vật liệu, chẳng hạn như thiếu tính đồng nhất trong các đặc tính cơ học, luyện kim hoặc vật lý của nó. Sự gián đoạn có thể là kết quả của một khiếm khuyết, nhưng không nhất thiết là một khiếm khuyết.

Mặt khác, khiếm khuyết là sự không liên tục do bản chất hoặc tác động tích lũy (ví dụ: tổng chiều dài vết nứt) khiến một bộ phận hoặc sản phẩm không thể đáp ứng các tiêu chuẩn hoặc thông số kỹ thuật chấp nhận tối thiểu được áp dụng. Một khiếm khuyết dẫn đến việc từ chối bộ phận hoặc sản phẩm.

Bởi vì chúng ta đang kiểm tra những hiện tượng này nằm ngoài yêu cầu của các tiêu chuẩn hoặc mã hàn cụ thể và không thảo luận về những hạn chế của chúng trong các tài liệu này, nên chúng tôi sẽ sử dụng từ không liên tục để mô tả chúng. Loại gián đoạn mối hàn đầu tiên chúng tôi sẽ giải quyết là độ xốp.

Độ xốp

Độ xốp được định nghĩa là sự gián đoạn kiểu khoang được hình thành do bẫy khí trong quá trình hóa rắn. Các khí bị giữ lại trong mối hàn nóng chảy có thể tạo thành bong bóng hoặc túi khi mối hàn đông đặc.

Bốn lý do chính cho sự hiện diện của khí gây ra lỗ xốp là:

  1. Vật liệu cơ bản bẩn bị nhiễm hydrocarbon như dầu, mỡ hoặc sơn.
  2. Độ ẩm trên bề mặt mối nối hoặc điện cực ở dạng nước hoặc oxit ngậm nước hoặc nước rò rỉ từ hệ thống làm mát được bảo trì kém có thể đưa hydro vào quá trình hàn.
  3. Che chắn không đầy đủ hoặc không đúng cách gây ra bởi tốc độ dòng khí bảo vệ không phù hợp; khí bị ô nhiễm từ nguồn hoặc từ hệ thống phân phối của nó; hoặc gió hoặc gió lùa ngăn không cho khí bảo vệ đầy đủ kim loại mối hàn nóng chảy.
  4. Điều kiện hoặc kỹ thuật hàn không chính xác.
  5. Độ xốp thường được phân loại theo hình dạng và sự phân bố của nó trong mối hàn, chẳng hạn như phân tán đồng đều hoặc ngẫu nhiên, cụm hoặc tuyến tính. Mỗi sự phân bố độ xốp này có thể có các mức độ chấp nhận khác nhau trong một mã hoặc tiêu chuẩn hàn.

Các phương pháp thiết thực nhất để kiểm soát hoặc loại bỏ lỗ xốp là sử dụng vật liệu cơ bản sạch, bảo quản đúng cách các vật liệu hàn không bị nhiễm bẩn, bảo dưỡng đầy đủ thiết bị hàn, sử dụng các quy trình hàn đã được chứng minh và hàn trong điều kiện môi trường chấp nhận được.

Hợp nhất không hoàn chỉnh và thâm nhập chung không đầy đủ

Bởi vì các thuật ngữ này đôi khi bị lạm dụng, điều quan trọng là phải hiểu sự khác biệt giữa hai điểm không liên tục của mối hàn này.

Sự nóng chảy không hoàn toàn là sự gián đoạn của mối hàn trong đó sự nóng chảy không xảy ra giữa kim loại mối hàn và các bề mặt nóng chảy hoặc các hạt hàn liền kề. Sự không nóng chảy này có thể xảy ra ở bất kỳ vị trí nào trong mối hàn và có mặt trong các mối hàn góc hoặc mối hàn rãnh.

Sự nóng chảy không hoàn toàn có thể xảy ra khi nhiệt độ của vật liệu cơ bản hoặc kim loại mối hàn lắng đọng trước đó không được nâng lên đến điểm nóng chảy của nó trong quá trình hàn. Sự hợp nhất không hoàn toàn thường được tìm thấy trên một chân của mối hàn góc và gây ra bởi góc hàn không chính xác, phân phối nhiệt không đồng đều giữa cả hai bên của mối nối.

Nó cũng có thể được gây ra bởi các oxit hoặc vật liệu lạ khác trên bề mặt của vật liệu cơ bản.

Sự ngấu của mối nối không hoàn toàn là sự gián đoạn trong mối hàn rãnh trong đó kim loại mối hàn không kéo dài qua chiều dày mối hàn. Đó là sự thất bại của kim loại phụ hoặc kim loại cơ bản để lấp đầy hoàn toàn gốc của mối hàn.

Một số nguyên nhân phổ biến gây ra tình trạng ngấu mối nối không hoàn toàn là do thiết kế mối hàn rãnh không tốt hoặc lắp ghép không phù hợp với điều kiện hàn. Sự ngấu của mối nối không hoàn toàn có thể xảy ra nếu kích thước mặt chân răng quá lớn, lỗ chân răng quá nhỏ hoặc góc bao gồm của mối hàn rãnh chữ V quá hẹp. Tất cả các vấn đề về thiết kế mối nối này hạn chế khả năng mối hàn xuyên qua chiều dày của mối nối.

Có thể ngăn chặn sự thâm nhập mối nối không hoàn toàn bằng cách thiết kế mối nối chính xác và lắp ráp phù hợp với các yêu cầu của quy trình hàn.

Hiểu được những điểm không liên tục của mối hàn này sẽ giúp người kiểm tra hàn xác định chúng và quan trọng hơn là ngăn ngừa chúng xảy ra trong sản xuất. Sử dụng kiểm tra mối hàn như một công cụ phòng ngừa trong hệ thống chất lượng sẽ hiệu quả hơn so với việc chỉ sử dụng nó như một kỹ thuật đánh giá để phân loại mối hàn xấu khỏi mối hàn tốt.

Mối hàn không được chấp nhận

Biên dạng của một mối hàn hoàn chỉnh có thể có ảnh hưởng đáng kể đến tính năng của mối hàn đó trong sử dụng. Người kiểm tra hàn phải xác định các điểm không liên tục thông qua kiểm tra trực quan và đánh giá sự chấp nhận hoặc từ chối của chúng theo mã hàn hiện hành hoặc tiêu chí chấp nhận tiêu chuẩn.

Biên dạng mối hàn không được chấp nhận có thể làm giảm độ dày vật liệu cơ bản, giảm kích thước mối hàn hoặc tập trung ứng suất trên bề mặt mối hàn hoặc tấm. Những loại gián đoạn mối hàn này thường làm giảm nghiêm trọng hiệu suất tổng thể của một bộ phận hàn trong dịch vụ.

Một số điểm không liên tục của biên dạng mối hàn là vết cắt xén, chồng chéo, không đủ họng và lồi quá mức. Vết cắt. Undercut được định nghĩa là một đường rãnh được nấu chảy vào kim loại cơ bản liền kề với chân mối hàn, hoặc gốc mối hàn và không được lấp đầy bởi kim loại mối hàn.

Thuật ngữ undercut mô tả hai điều kiện cụ thể. Đầu tiên là sự tan chảy của vật liệu cơ bản ở thành bên của mối hàn rãnh ở mép của một hạt, điều này tạo ra một vết lõm sắc nét ở thành bên trong khu vực mà hạt tiếp theo sẽ được lắng đọng. Kiểu cắt xén này có thể chứa các tạp chất trong phần lõm, sau đó có thể được bao phủ bởi đường hàn tiếp theo.

Tình trạng này thường có thể được khắc phục bằng cách mài bớt phần lõm trước khi đặt hạt tiếp theo. Tuy nhiên, nếu vết cắt nhẹ, một thợ hàn có kinh nghiệm biết độ sâu của hồ quang sẽ xuyên qua có thể không cần phải loại bỏ nó. Vết cắt xén của thành bên của mối hàn rãnh sẽ không ảnh hưởng đến mối hàn đã hoàn thành nếu điều kiện được khắc phục trước khi hạt tiếp theo được lắng đọng.

Điều kiện thứ hai là giảm độ dày của kim loại cơ bản tại đường mà mép hàn trên lớp cuối cùng của kim loại mối hàn liên kết với bề mặt của kim loại cơ bản. Vị trí này được gọi là chân của mối hàn. Tình trạng này có thể xảy ra trên mối hàn góc hoặc mối hàn đối đầu.

Lượng vết cắt cho phép trên bề mặt của mối hàn đã hoàn thành thường được chỉ định trong mã hàn hoặc tiêu chuẩn đang được sử dụng. Phải tuân thủ nghiêm ngặt các yêu cầu về vết cắt xén tối đa cho phép đối với các mối hàn hoàn thiện, bởi vì vết cắt xén quá mức có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến tính năng của mối hàn, đặc biệt nếu nó chịu tải mỏi khi vận hành.

Cả hai loại vết cắt xén thường do kỹ thuật hàn không chính xác, định vị điện cực không chính xác hoặc tốc độ di chuyển không chính xác. Dòng điện cao và vòng cung dài làm tăng xác suất cắt xén.

Chồng lên nhau. Sự chồng chéo được định nghĩa là sự nhô ra của kim loại mối hàn ngoài chân mối hàn, hoặc gốc mối hàn. Tình trạng này xảy ra ở các mối hàn góc và mối hàn giáp mép và tạo ra các vết khía ở chân mối hàn không mong muốn do sự tập trung ứng suất của chúng khi chịu tải. Sự gián đoạn này có thể do kỹ thuật hàn không đúng hoặc dòng điện không đủ.

Công suất không đủ. Công suất không đủ thường xảy ra ở các mặt cắt mối hàn góc và mối hàn giáp mép lõm. Độ lõm quá mức làm giảm độ dày của họng, làm giảm đáng kể độ bền của mối hàn. Tình trạng này thường do dòng điện hàn hoặc độ dài hồ quang quá mức gây ra.

Độ lồi quá mức. Độ lồi quá mức có thể tạo ra hiệu ứng khía trong khu vực hàn và do đó, tập trung ứng suất dưới tải. Vì lý do này, một số mã và tiêu chuẩn quy định độ lồi lớn nhất cho phép của biên dạng mối hàn. Không đủ dòng điện hoặc kỹ thuật hàn không chính xác thường gây ra tình trạng này.

Vết nứt

Các vết nứt trong mối hàn có lẽ là điều đáng sợ nhất trong tất cả các điểm không liên tục của mối hàn. Bởi vì rất nhiều vật liệu và ứng dụng được sử dụng trong hàn, nứt là một chủ đề phức tạp.

Độ nhạy vết nứt của vật liệu cơ bản có thể liên quan đến tính chất hóa học của nó và tính nhạy cảm của nó đối với sự hình thành các nguyên tố làm giảm tính dẻo của nó. Ứng suất quá mức trong mối hàn, đặc biệt nếu vật liệu ở tình trạng nhạy cảm với vết nứt, có thể gây ra vết nứt.

Bản thân hoạt động hàn có thể tạo ra các ứng suất trong và xung quanh mối hàn, gây ra sự nóng lên, giãn nở và co lại cục bộ.

Vết nứt thường do tập trung ứng suất gần các điểm không liên tục trong mối hàn và kim loại cơ bản và gần các rãnh cơ khí trong thiết kế mối hàn. Giòn hydro, một tình trạng làm mất tính dẻo và tồn tại trong kim loại mối hàn do hấp thụ hydro, có thể góp phần hình thành vết nứt trong một số vật liệu.

Vết nứt nóng và lạnh. Các vết nứt được phân loại là một trong hai loại: nóng hoặc lạnh.

Các vết nứt nóng phát triển ở nhiệt độ cao, lan truyền giữa các hạt của vật liệu và thường hình thành trong quá trình hóa rắn kim loại mối hàn.

Các vết nứt nguội phát triển sau khi hàn rắn lại, do ứng suất và lan truyền cả giữa các hạt và xuyên qua các hạt. Các vết nứt nguội trong thép đôi khi được gọi là các vết nứt bị trì hoãn và thường liên quan đến hiện tượng giòn do hydro.

Vết nứt nóng và vết nứt nguội có thể được phân loại thêm thành vết nứt vật liệu cơ bản và vết nứt kim loại hàn.

Vết nứt vật liệu cơ bản. Nứt vùng ảnh hưởng nhiệt (HAZ) thường xảy ra nhất với vật liệu cơ bản có thể được làm cứng. Độ cứng cao và độ dẻo thấp trong HAZ thường là kết quả của phản ứng luyện kim đối với các chu kỳ nhiệt hàn. Trong thép ferit, độ cứng tăng và độ dẻo giảm khi hàm lượng cacbon tăng và tốc độ làm nguội nhanh hơn.

Độ cứng HAZ phụ thuộc vào khả năng làm cứng của vật liệu cơ bản, do đó phụ thuộc vào thành phần hóa học của vật liệu cơ bản. Carbon có ảnh hưởng chủ yếu đến độ cứng của thép. Ví dụ, gang chứa từ 2 đến 4,5% carbon, giúp hợp kim có độ cứng cao và độ dẻo thấp. Hàn vật liệu này mà không xem xét nghiêm túc tốc độ làm mát và ứng suất dư sẽ luôn dẫn đến nứt vật liệu cơ bản.

Vết nứt kim loại hàn. Các vết nứt kim loại hàn có thể được chia thành ba loại:

  1. Ngang, vuông góc với hướng của mối hàn.
  2. Dọc, di chuyển cùng hướng với mối hàn và thường được giới hạn ở trung tâm của mối hàn. Loại vết nứt này có thể là phần mở rộng của vết nứt ban đầu bắt đầu ở cuối mối hàn.
  3. Miệng hố, có thể được hình thành do sự kết thúc mối hàn đột ngột nếu vết lõm không được lấp đầy bằng kim loại mối hàn. Những vết nứt này thường có hình ngôi sao và ban đầu chỉ kéo dài đến rìa của miệng núi lửa. Tuy nhiên, chúng có thể lan truyền thành các vết nứt dọc của mối hàn.

Xử lý vết nứt. Các vết nứt là sự gián đoạn không thể chấp nhận được và gây bất lợi cho hiệu suất hàn. Bản chất của một vết nứt là sắc nét ở các đầu của nó, vì vậy nó hoạt động như một sự tập trung ứng suất. Ảnh hưởng tập trung ứng suất của vết nứt lớn hơn ảnh hưởng của hầu hết các điểm không liên tục khác.

Các vết nứt có xu hướng lan rộng, góp phần làm hỏng mối hàn dưới tác dụng của ứng suất. Bất kể kích thước của chúng như thế nào, các vết nứt không được phép có trong các mối hàn được điều chỉnh bởi hầu hết các mã chế tạo. Chúng phải được loại bỏ bằng cách mài hoặc đục lỗ, và lấp đầy vết hàn bằng kim loại hàn tốt.

Các quy trình hàn thành công kết hợp các biện pháp kiểm soát cần thiết để khắc phục xu hướng hình thành vết nứt. Các biện pháp kiểm soát như vậy là nhiệt độ gia nhiệt trước, nhiệt độ giữa các đường hàn, loại vật tư tiêu hao và việc chuẩn bị cũng như xử lý nhiệt sau hàn.

Người kiểm tra hàn chịu trách nhiệm đánh giá các biện pháp kiểm soát theo quy trình này trong quá trình kiểm tra để đảm bảo quá trình hàn được thực hiện nhằm giảm thiểu khả năng nứt mối hàn.

Phát hiện và đánh giá sự gián đoạn

Sự không liên tục của mối hàn thường được phát hiện thông qua kiểm tra trực quan. Một số được phát hiện bằng các phương pháp kiểm tra, chẳng hạn như chụp X quang, siêu âm, chất lỏng thẩm thấu và kiểm tra hạt từ tính.

Các giới hạn tối đa có thể chấp nhận được đối với những điểm không liên tục này phụ thuộc vào các yêu cầu về tính năng của bộ phận hàn và được quy định trong mã hàn, tiêu chuẩn hoặc thông số kỹ thuật thích hợp. Người kiểm tra hàn thường được yêu cầu xác định phạm vi của sự không liên tục và thiết lập sự chấp nhận hoặc từ chối của họ dựa trên các tiêu chí chấp nhận có liên quan.

CÔNG TY CỔ PHẦN DIMEC

Hotline: 0966.92.0404

Email: info@dimec.vn

Website: dimec.vn

Trụ sở chính: Số 285 Phúc Lợi, P. Phúc Lợi, Q. Long Biên, TP. Hà Nội

CN Đà Nẵng: Lô 11, Khu A4, đường Nguyễn Sinh Sắc, P. Hòa

Bài viết liên quan

0966.92.0404