Giáo trình Quy trình hàn (Nghề Công nghệ Hàn)

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH LÀO CAI TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ BÀI GIẢNG MƠĐUN QUY TRÌNH HÀN Hệ đào tạo: Trung cấp nghề Ngành đào tạo: Công nghệ Hàn Lào Cai, 2016 BÀI 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ QUY TRÌNH HÀN Định nghĩa quy trình hàn Quy trình hàn (Welding Procedure Specification) viết tắt WPS lập kỹ sư hàn sau nghiên cứu tiêu chuẩn quy phạm, yêu cầu kỹ thuật dự án Đó văn thức miêu tả công việc hàn, cung cấp cho nhà quản lý hàn thợ hàn chất lượng hàn đạt theo yêu cầu Theo Hiệp hội Hàn Mỹ American Welding Society (AWS) WPS cung cấp chi tiết số liệu bắt buộc cho công việc hàn cụ thể thực theo trình tự định người thợ hàn qua đào tạo Theo Hiệp hội kĩ sư khí Mỹ - American Society of Mechanical Engineers (ASME) WPS tài liệu văn cung cấp theo hướng điều hành người thợ hàn hàn để làm cho mối hàn tạo theo quy định với mã số cho trước Ý nghĩa quy trình hàn - Mang tính pháp quy tiêu chuẩn hay quy phạm cho lĩnh vực chế tạo loại sản phẩm cụ thể Đây thường yêu cầu tối thiểu phải tuân thủ - Mang tính định hướng để chế tạo vật hàn cụ thể Các quy trình thuộc loại thường soạn thảo để cách tạo vật hàn mà trì tính chất quán chế tạo Những yêu cầu phải đáp ứng mặt thường liên quan đến tập quán sản xuất nhà chế tạo cụ thể nhằm tạo sản phẩm mang tính cạnh tranh Cần thiết có quy trình hàn phải: - Tn thủ quy định kỹ thuật quy phạm - Duy trì kích thước thơng qua khống chế biến dạng - Giảm biến dạng ứng suất dư - Giảm thiểu ảnh hưởng có hại biến đổi mặt luyện kim hàn gây Hầu cơng việc hàn cần có quy trình hàn Quy trình hàn phải phê chuẩn phải truyền đạt tới người có liên quan (nhà thiết kế, tra hàn, cán giám sát hàn, thợ hàn) Đối với cơng việc địi hỏi chất lượng cao địi hỏi tn thủ quy phạm quy trình hàn trở thành thơng số quy trình hàn (WPS) Đây tài liệu nêu lên biến số hàn cần thiết cho ứng dụng cụ thể đưa chứng cớ mối hàn chấp nhận Mọi quy phạm quy định kỹ thuật hàn đòi hỏi quy trình phê chuẩn Trong thực tế, điều có nghĩa nhà chế tạo phải soạn thảo quy trình hàn sau phê chuẩn cách tạo mối hàn để kiểm chứng xem chấp nhận khơng Mọi quy phạm yêu cầu chứng tỏ thợ hàn (thợ vận hành thiết bị hàn) có đủ kỹ khả tn thủ thành cơng quy trình hàn (có nghĩa thợ hàn phải phê chuẩn) Các bước quy trình hàn Nói chung quy trình hàn gồm ba phần: a Một thuyết minh chi tiết cách thực mối hàn b Một vẽ phác thảo cho thấy thiết kế liên kết hàn điều kiện thực đường hàn lớp hàn c Một biên ghi kết kiểm tra mối hàn Các biến số liên quan đến hầu hết quy định kỹ thuật coi biến số thiết yếu (tức yếu tố phải ghi lại chúng bị thay đổi theo cách nào, quy trình hàn phải kiểm tra lại phê chuẩn lại Các biến số thiết yếu nêu lên cách chi tiết quy định có liên quan, phải bao gồm loại vật liệu, loại trình hàn, dải chiều dày tư hàn Một số quy phạm đưa khái niệm biến số khơng thiết yếu (thường có tầm quan trọng thấp thay đổi phạm vi định mà khơng phải phê chuẩn lại quy trình hàn) 3.1 Các thông tin chung - Tên công ty, nhà máy, xí nghiệp - Mã số quy trình hàn ( WPS No) - Số lần sửa đổi (Revision No) - Báo cáo quy trình hàn (Supporting PQR No) - Phương pháp công nghệ hàn (Welding Process): SMAW- Shielded metal arc welding / GMAW- Gas metal arc welding / GTAW- Gas tungsten arc welding / SAW- Submerged arc welding - Phương pháp hàn: tay, khí, bán tự động, tự động (Type: Manual, Mechanical, Semi-Auto, Automatic) - Ngày, tháng, năm lập quy trình hàn (Date) - Người lập (Prepared by) Hướng dẫn cho thợ hàn thủ tục chấp nhận Cung cấp đầy đủ, chi tiết thông số kỹ thuật để thực công việc hàn - Trình độ cần thiết người thợ hàn - Tên cơng ty, nhà máy, xí nghiệp - Mã số quy trình hàn ( WPS No) - Số lần sửa đổi (Revision No) - Báo cáo quy trình hàn (Supporting PQR No) - Phương pháp cơng nghệ hàn (Welding Process): SMAW- Shielded metal arc welding / GMAW- Gas metal arc welding / GTAW- Gas tungsten arc welding / SAW- Submerged arc welding - Phương pháp hàn: tay, khí, bán tự động, tự động (Type: Manual, Mechanical, Semi-Auto, Automatic) - Ngày, tháng, năm lập quy trình hàn (Date) - Quy phạm áp dụng (Applicable code: ASME section IX, AWS D1.1, API 1104, ISO) 3.2 Mối ghép (Joint design use) - Loại mối ghép: Hàn giáp mối/ Hàn gấp mép/ Hàn góc - Hàn có đệm lót hay khơng? (Backing) N/A - Vật liệu đệm lót gì? (Backing material) N/A - Chi tiết mối ghép: Góc vát mép, chiều dày mép, khoảng cách hai chi tiết - Chi tiết mối hàn: Số lớp hàn, chiều cao mối hàn, số đường hàn lớp hàn phủ bề mặt, hàn mặt hay hàn hai mặt 3.3 Kim loại gốc (kim loại bản) - Đặc điểm vật liệu - Loại vật liệu mức độ - Tỉ số chiều dày - Đường kính ống 3.4 Kim loại hàn - Tiêu chuẩn theo ASME (SFA No) - Loại theo AWS No - Số F.No theo AWS theo ASME section II Parc C (F No) - Số A.No - Kích cỡ kim loại hàn (Size of filler metal) - Kim loại điền đầy (Deposited weld metal) - Phạm vi chiều dày kim loại hàn + Mối hàn giáp mối + Mối hàn góc - Phân loại thuốc hàn - Tên thương mại kim loại hàn (Filler metal trade name) - Các thông tin khác 3.5 Khí bảo vệ - Loại khí (Gas) - Hàm lượng khí - Lưu lượng khí bảo vệ (Litre/min) - Kích cỡ chụp phân phối khí - Có đệm khí phía đối diện? (N/A) 3.6 Gia nhiệt sơ - Nhiệt độ gia nhiệt sơ (Preheat Temperature) - Nhiệt độ lớp hàn (Interpass Temperature) - Phương pháp gia nhiệt trước hàn (Preheat Maintenance method) N/A 3.7 Nhiệt luyện sau hàn - Phạm vi nhiệt luyện - Thời gian nhiệt luyện 3.8 Vị trí hàn - Vị trí mối hàn giáp mối (Position of Groove) - Vị trí mối hàn góc (Position of Fillet) - Hướng hàn: từ lên hay từ xuống Welding progression (Up/Down) 3.9 Các thông số chế độ dòng điện hàn - Dòng điện hàn xoay chiều (AC) hay chiều (DC) - Kiểu đấu điện cực: đấu cực thuận hay cực nghịch (-EN/EP) - Phạm vi điện áp hàn (Volts) - Phạm vi dòng điện hàn (Ampere) - Điện cực Vonfram: Kích cỡ loại - Phương pháp di chuyển đầu mút điện cực - Tốc độ cấp dây hàn 3.10 Các điều kiện kỹ thuật - Dịch chuyển điện cực hàn: Dịch chuyển ngang hay dịch chuyển dọc - Kích cỡ chụp khí - Phương pháp làm mối ghép làm lớp hàn - Biện pháp làm phía đối diện - Tầm với điện cực (khoảng cách từ đầu bép hàn đến vật hàn) - Hàn lớp hay hàn nhiều lớp cho phía - Số điện cực kim loại hàn, que hàn - Tốc độ hàn - Các thông số khác 3.11 Bảng thông số quy trình hàn Ghi chú: Các phương pháp cơng nghệ hàn Phương pháp công nghệ hàn định nghĩa ISO 875 mã số tra cứu chúng biểu thị ký hiệu cho ISO 4063, AWS Ký hiệu: 111 - Hàn hồ quang tay que hàn có thuốc bọc - SMAW 121 - Hàn hồ quang điện cực kim loại lớp thuốc - SAW 131 - Hàn hồ quang điện cực kim loại mơi trường khí trơ - MIG 135 - Hàn hồ quang điện cực kim loại mơi trường khí hoạt tính - MAG 136 - Hàn hồ quang dây kim loại có lõi thuốc – FCAW 141 - Hàn hồ quang điện cực Vonfram mơi trường khí trơ – TIG Ví dụ cụ thể: A Các bước quy trình hàn theo Hội Hàn Mỹ AWS D1.1 (2010) I Tiêu đề - Giới thiệu công ty, số quy trình, ngày lập, loại qúa trình hàn, Tiêu chuẩn áp dụng để lập quy trình Trong sản xuất phải sử dụng đúng loại trình hàn đã phê chuẩn (ví dụ: SMAW, GTAW, GMAW, SAW…) II Đặc tính mối nối (JOINT DESIGN USED) - Trình bày đặc tính liên kết hàn(giáp mối, chu T), thơng số kỹ thuật mối hàn (Hàn phía hay phía, thơng số vát mép, có dùng đệm lót hay khơng, vật liệu sử dụng đệm lót…) Hình vẽ chi tiết liên kết thể thông số kỹ thuật III Kim loại (Base metal) - Kim loại thuộc nhóm nào, loại gì, theo tiêu chuẩn áp dụng Kim loại có đặc tính gì, dải chiều dày ( ví dụ: SA-533 Type A, CL3 theo ASME IX) Chỉ hàn kim loại cùng nhóm vật liệu (thành phần hố học tính tương tự nhau), CEN ISO/TR 15608:2005 Welding – Guidelines for a metallic materials grouping system (quy định nhóm vật liệu dùng cho hàn, 11 nhóm thép, nhóm nhơm, nhóm niken) IV Kim loại bổ xung (FILLER METAL) - Kim loại bổ xung có đặc tính kỹ thuật gì, thuộc loại nào, ký hiệu kim loại ổ xung, tên thương mại, kích thước Kim loại bổ xung chọn theo tiêu chuẩn V Bảo vệ mối hàn/ SHIELDING & BACKING - Sử dụng phương pháp để bảo vệ mối hàn có bảo vệ phía sau khơng, sử dụng khí bảo vệ phải nêu rõ loại khí sử dụng, thành phần, lưu lượng… VI Nung nóng trước hàn/ Preheat - Có sử dụng nung nóng sơ hay không, nhiệt đọ nung nhỏ nhất, nhiệt độ nung lớn bao nhiêu, nhiệt độ trì đường hàn… VII Tư hàn/ Position - Trình bày vị trí liên kết hàn, hướng hàn… VIII Đặc tính dịng điện hàn/ Electrical Characteristics - Sử dụng loại dòng điện để hàn (AC; DCEP; DCEN; Pulesd), hàn GMAW cần nêu rõ kiểu dịch chuyển kim loại hàn (Dịch chuyển giọt lớn; Dịch chuyển dạng tia; Dịch chuyển dạng xung; …) IX Kỹ thuật hàn/ Technique - Trình bày phương pháp dao động, góc nghiêng điện cực, khoảng cách làm việc (Lhq), hàn lớp hay nhiều lớp, số lượng điện cực sử dụng đồng thời, khoảng cách điện cực sử dung đồng thời, phương pháp làm lớp hàn… X Xử lý nhiệt sau hàn/ Postweld heat treatment - Có sử dụng phương pháp sử lý nhiệt sau hàn hay không, nhiệt độ nung nóng bao nhiêu, thời gian giữ nhiệt… XI Thơng tin khác/ orther informations Thơng tin khác có XII Bảng chi tiết trình hàn Quá Kim loại hàn/ Filler Lớp hàn/ trình metals Run hàn/ Loại/ Đường Loại Điện thế/ Cường Trevel Process Class kính/ dịng Volts (V) độ/ speed Dòng điện hàn/ Current Tốc độ hàn/ TENSILE TESTS (QW-150) (Kiểm tra độ bền) Comment (Bình luận): Fillet – Weld test (QW-180) Result- Satisfactory (Kết - Đạt yêu cầu): Yes Penetration into Parent Metal (Thâm nhập vào kim loại chính): Yes Marco Result (Kết vĩ mô) N/A Other Tests (Kiểm tra khác) Type of Test (Loại kiểm tra) Visual Examinator: Acceptable Deposit Analysis: N/A Other ………………………………………………………………… Welder’s Name: Clock No: 6868 Stamp No: W1 Tests conducted by (Kiểm tra thực bởi) Laboratory Test No (Phịng thí nghiệm kiểm tra số) 01 We certify that the statements in this record are correct and that the test welds were prepared, welded, and tested in accordance with the requirements of Section IX of the ASME Code (Chúng xác nhận báo cáo hồ sơ xác mối hàn thử nghiệm chuẩn bị, hàn, thử nghiệm phù hợp với yêu cầu mục IX Bộ luật ASME) Manufacturer (Nhà sản suất): Date: By: 2.1 Báo cáo quy trình hàn 4G(FCAW) Comment (Bình luận): Fillet – Weld test (QW-180) Result- Satisfactory (Kết - Đạt yêu cầu): Yes Penetration into Parent Metal (Thâm nhập vào kim loại chính): Yes Marco Result (Kết vĩ mơ) N/A Other Tests (Kiểm tra khác) Type of Test (Loại kiểm tra) Visual Examinator: Acceptable Deposit Analysis : N/A Other ………………………………………………………………… Welder’s Name: Clock No: 6868 Stamp No: W1 Tests conducted by (Kiểm tra thực bởi) Laboratory Test No (Phịng thí nghiệm kiểm tra số) 01 We certify that the statements in this record are correct and that the test welds were prepared, welded, and tested in accordance with the requirements of Section IX of the ASME Code (Chúng xác nhận báo cáo hồ sơ xác mối hàn thử nghiệm chuẩn bị, hàn, thử nghiệm phù hợp với yêu cầu mục IX Bộ luật ASME) Manufacturer (Nhà sản suất): Date: By: 2.2 Quy trình hàn 6G (GTAW + SMAW) Comment (Bình luận): Fillet – Weld test (QW-180) Result- Satisfactory (Kết - Đạt yêu cầu): Yes Penetration into Parent Metal (Thâm nhập vào kim loại chính): Yes Marco Result (Kết vĩ mô) N/A Other Tests (Kiểm tra khác) Type of Test (Loại kiểm tra) Visual Examinator: Acceptable Deposit Analysis : N/A Other ………………………………………………………………… Welder’s Name: Clock No: 6868 Stamp No: W1 Tests conducted by (Kiểm tra thực bởi) Laboratory Test No (Phịng thí nghiệm kiểm tra số) 01 We certify that the statements in this record are correct and that the test welds were prepared, welded, and tested in accordance with the requirements of Section IX of the ASME Code (Chúng xác nhận báo cáo hồ sơ xác mối hàn thử nghiệm chuẩn bị, hàn, thử nghiệm phù hợp với yêu cầu mục IX Bộ luật ASME) Manufacturer (Nhà sản suất): Date: By: Hướng dẫn đọc báo cáo quy trình hàn theo tiêu chuẩn ASME IX (Trang bên) Thực hành đọc báo quy trình hàn theo tiêu chuẩn AWS D1.1 tiêu chuẩn ASME 3.1 Báo cáo quy trình hàn (FCAW) 3.2 Báo cáo quy trình hàn (SAW) 3.3 Báo cáo quy trình hàn (FCAW + SAW) Kiểm tra Câu hỏi: Cho báo cáo quy trình hàn FCAW, SAW FCAW + SAW đọc phân tích báo cáo quy trình hàn ... ủy quy? ??n bởi… BÀI 3: HƯỚNG DẪN ĐỌC QUY TRÌNH HÀN (WPS) Quy trình hàn theo tiêu chuẩn AWS D1.1 1.1 Quy trình hàn 3G (SMAW) 1.2 Quy trình hàn 3G (GMAW) 2.3 Quy trình hàn 3G (GTAW) 1.2 Quy trình. .. chứng tỏ thợ hàn (thợ vận hành thiết bị hàn) có đủ kỹ khả tuân thủ thành cơng quy trình hàn (có nghĩa thợ hàn phải phê chuẩn) Các bước quy trình hàn Nói chung quy trình hàn gồm ba phần: a Một thuyết... đổi mặt luyện kim hàn gây Hầu công việc hàn cần có quy trình hàn Quy trình hàn phải phê chuẩn phải truyền đạt tới người có liên quan (nhà thiết kế, tra hàn, cán giám sát hàn, thợ hàn) Đối với cơng