BÀI GIẢNG HỌC PHẦN KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG HÀN

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP VÀ XÂY DỰNG BÀI GIẢNG HỌC PHẦN KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG HÀN (Lưu hành nội bộ) Người biên soạn: Phạm Thế Minh ng Bí, năm 2010 LỜI NĨI ĐẦU Nâng cao chất lượng sản phẩm nhiệm vụ trị kinh tế quan trọng giai đoạn phát triển Việt nam Công nghệ hàn đại có hàng trăm phương pháp khác hàn Tuy nhiên với đổi nhanh chóng q trình, thiết bị, vật liệu hàn làm cho hệ thống kiểm tr a chất lượng hàn không theo kịp Yêu cầu tăng chất lượng sản phẩm đặt nhiệm vụ cho cán kỹ thuật cần phải hiểu biết công nghệ, thiết bị kiểm tra vấn đề quản lý sản xuất hàn Các trường đại học giới đào tạo chuyên ngành hàn quan tâm đến môn học Chất lượng Hàn, thường chia thành số học phần khác Ở Việt nam Chất lượng Hàn đưa vào giảng dạy liên tục từ có chuyên ngành trường ĐHBK Hà nội Qua nhiều hệ nội dung môn học đổi theo hướng đại Vì việc soạn tài liệu Kiểm tra lượng Hàn đáp ứng phần yêu cầu giảng dạy để sinh viên tham khảo Nội dung mà tác giả muốn đưa vào sách hệ thống lý thuyết cho phép hiểu khái niệm khuyết tật, quản lý kiểm tra chất lượng hàn… theo tiêu chuẩn khác Khi biên soạn sách tác giả sử dụng kiến thức tích lũy từ người thầy đồng nghiệp trước Tài liệu dùng đ ể học tập cho sinh viên Cao Đẳng chuyên nghiệp ngành Công nghệ hàn Tác giả bày tỏ lòng biết ơn đến các cá nhân tổ chức: - Bộ môn Hàn Công nghệ Kim loại - trường ĐHBK Hà nội (đặc biệt thầy Nguyễn Đức Thắng) - Các học viên cao học ngành CNCK 200 - 2010 trường ĐHBK Hà Nội Cùng nhiều đồng nghiệp khác giúp đỡ động viên tơi để hồn thành tài liệu Do lần biên soạn tài liệu lĩnh vực này, nên thiếu sót điều khơng thể tránh khỏi Tác giả mong bạn đồng nghiệp góp ý bổ sung để sách hồn thiện theo địa chỉ: phamtheminh280@cic.edu.vn Quảng Ninh, ngày 20.08.2010 Tác giả KS Phạm Thế Minh Chương CHẤT LƯỢNG HÀN VÀ KIỂM TRA CÔNG NGHỆ HÀN 1.1 Các tiêu chất lượng 1.1.1 Tiêu chí tự nhiên Theo nghĩa chất lượng hiểu tiêu chuẩn cao khẳng định theo chức sản phẩm xuất xưởng sử dụng Khi dùng nghĩa khơng thể đo chất lượng phải có kinh nghiệm sử dụng sản phẩm 1.1.2 Tiêu chí liên quan đến sản phẩm Theo chất lượng xác định lượ ng Chất lượng sản phẩm chuyển sang tình trạng tồn giá trị đo Cách dùng để xếp thứ tự cấp chất lượng sản phẩm loại 1.1.3 Tiêu chí liên quan đến người sử dụng: Quan điểm hình thành theo n hận thức người tiêu dùng Nó phụ thuộc vào mong muốn kỳ vọng cá nhân Nghĩa sản phẩm xuất xưởng sử dụng người đánh giá cao người khác đánh giá thấp 1.1.4 Tiêu chí liên quan đến q trình: Ở chất lượng gắn với trình đủ điều kiện Tuân thủ đầu vào cho đầu đạt u cầu “Đúng” có nghĩa hồn thành đầy đủ yêu cầu tiêu chuẩn thông số kỹ thuật 1.1.5 Tiêu chí quan hệ giá - lợi nhuận: Cách mô tả chất lượng đưa vào phải tính đến ảnh hưởng giá Có thể so sánh chất lượng sản phẩm giá cố định Do khơng nên quan niệm sản phẩm có chất lượng cao tốt Người ta đánh giá chất lượng theo yêu cầu thực tế sử dụng Điều kiện sử dụng chứa đựng hai yếu tố độ tin cậy khả làm việc liên tục Độ tin cậy: khả thiết bị cơng trình làm việc khoảng thời gian dài định, chịu tải trọng liên tục gián đoạn mà không bị phá hủy Khả làm việc liên tục : tính chất sản phẩm giữ khả làm việc thời hạn định mà dừng lại bắt buộc Trong kết cấu hàn, tiêu chất lượng xét phạm vi bao gồm: + Cơ tính, độ bền + Thành phần hóa học, lý tính + Độ tin cậy, khả làm việc có khuyết tật + Mỹ thuật + Tính kinh tế 1.2 Chất lượng sản xuất hàn 1.2.1 Kiểm tra chất lượng sản phẩm Kiểm tra chất lượng sản phẩm KCS (QC) kiểm tra ngun cơng q trình sản xuất để chế tạo sản phẩm có chất lượng Đó trách nhiệm bên Chế tạo Nói theo ГОСТ 15467-70 q trình kiểm tra tương ứng tiêu chất lượng sản phẩm theo yêu cầu quy định Khái niệm việc kiểm tra chất lượng toàn diện định nghĩa hệ thống để xác định đặc tính kỹ thuật, kiểm tra thống hoạt động sản xuất công ty chế tạo sản phẩm làm cho khách hàng thỏa mãn 1.2.2 Đảm bảo chất lượng Đảm bảo chất lượng sản phẩm (QA) thực công việc lập kế hoạch từ trước; kiểm soát, giám sát hệ thống tác động với mục đích rõ ràng lên điều kiện yếu tố ảnh hưởng, nhằm đảm bảo sản phẩm đạt tới mức chất lượng tối ưu, hoạt động tốt với độ tin cậy vừa đủ Đây quyền lợi bên đặt hàng bên mong muốn giảm thiểu tác động bất thường trình sản xuất Chất lượng nhận sau hàn chịu ảnh hưởng nhiều yếu tố thể qua giai đoạn sau (h.1.1): Hình 1.1- Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng hàn 1.2.3 Các nhiệm vụ khả quản lý chất lượng hàn Theo ГОСТ 15895-70 thuật ngữ kiểm tra thường xuyên xác định hiệu chỉnh thơng số q trình cơng nghệ chế tạo sản phẩm để đảm bảo chất lượng yêu cầu cảnh báo phế phẩm Trong trình chế tạo sản phẩm liên kết hà n thường xếp vào nhóm chế tạo phơi giống đúc gia công áp lực Để nhận liên kết hàn chất lượng cao thường phải xét tới hai quan điểm: - Yêu cầu không khuyết tật - Quy định dung sai khuyết tật cho phép Các quan điểm không loạ i trừ mà chúng bổ sung cho Để không khuyết tật kết cấu cần phải thực theo chương trình đảm bảo mức độ tối ưu chất lượng Mức độ cần phải dựa sở kết cấu, công nghệ kinh tế, mà khái niệm “khả làm v iệc” chấp nhận sử dụng rộng rãi Có thể cho tiêu chuẩn chặt chẽ kiểm tra 100% hình thức bảo đảm chất lượng chủ yếu Cần phải thấy nâng cao yêu cầu chất lượng thường dẫn đến việc tăng giá thành sản phẩm Ngoài điều chủ yếu, tăng yêu cầu chất lượng cuối dẫn đến việc chất lượng độ tin cậy 1.3 Khuyết tật hàn 1.3.1 Các dạng khuyết tật Khuyết tật: bất liên tục không chấp nhận Bất liên tục không thiết khuyết tật Tùy theo tiêu chuẩn bất liên tục ảnh hưởng đến trình sử dụng sản phẩm yêu cầu kỹ thuật gọi khuyết tật Trong sản xuất hàn, thường chia khuyết tật thành khuyết tật bên bề mặt bên a, Các khuyết tật bên * Cháy lẹm (cháy cạnh) - Cháy lẹm chỗ kim loại bị lõm xuống thành rãnh không nằm dọc theo mép đường hàn kim loại đắp không đưa vào đủ (h.1.2) - Nguyên nhân + Hàn hồ quang tay với cường độ điện áp cao , chiều dài hồ quang lớn làm nhiệt lớn Hình 1.2- Cháy lẹm + Hàn tự động lớp thuốc với điện áp thấp vị trí điện cực khơng + Hàn mối hàn góc tư PB có cạnh mối hàn lớn mm + Dao động ngang không dừng lại hai mép * Cháy thủng: - Cháy thủng tượng phần tử kết cấu bị nóng chảy xuyên thủng đoạn đáy đường hàn nhiệt cục diện tích nhỏ hàn thấu mức Các lỗ thủng thường có dạng trịn, oval Khuyết tật thường kèm với lồi đáy hàn (h 1.3) Hình 1.3- Cháy thủng - Ngun nhân tạo nên cháy thủng: + Năng lượng đường cao, đặc biệt chế độ có cường độ dịng hàn lớn + Tốc độ hàn chậm không + Khe hở giáp mối mép hàn lớn, chiều cao mặt đáy bé + Khi hàn lớp thuốc bảo vệ đệm lót khơng sát thuốc hàn Trong thực tế cháy thủng thường gặp hàn kết cấu thành mỏng, hàn giáp mối sâu hàn leo góc * Mối hàn bị biến dạng - Sự biến dạng khuyết tật làm sai lệch hình dáng mặt ngồi liên kết hàn, làm khơng thoả mãn với cá c yêu cầu kỹ thuật thiết kế C ác dạng biến dạng thường gặp: + Chiều cao p hần nhô chiều rộng mối hàn không đồng + Đường hàn vặn vẹo không phẳng + Bề mặt mối hàn nhấp nhô - Nguyên nhân + Gá lắp chuẩn bị mép hàn chưa hợp lý + Trình tự hàn khơng + Vật liệu hàn không đảm bảo chất lượng + Tốc độ hàn dịng điện khơng hợp lý Hình 1.4- Biến dạng góc b, Khuyết tật bên mối hàn * Nứt - Nứt phá hủy cục liên kết hàn trạng thái rắn dạng đường (h.1.5), xem nguy hiểm Chúng xuất kim loại mối hàn kim loại phát triển ứng suất riêng vì: - Nguyên nhân: + Co ngót biến đổi tổ chức hay thay đổi thể tích kim loại chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái đặc + Nhiệt độ phân bố khơng nung nóng làm nguội vật hàn + Hàn chi tiết từ thép hợp kim kết cấu có biên dạng phức tạp + Tốc độ nguội nhanh hàn lọai thép tơi ngồi khơng khí + Tiến hành hàn nhiệt độ thấp, giảm tính dẻo kim loại + Kim loại kim loại bổ sung chứa nhiều phơtpho, lưu huỳnh Hình 1.5- Các vết nứt a)- dọc theo mối hàn; b) - ngang từ vùng mối hàn sang kim loại bản; c)- vùng ảnh hưởng nhiệt; d) - chân chim hõm cuối đường hàn * Ngậm xỉ (lẫn xỉ): Thường xuất làm vảy gỉ không tốt mép hàn, chủ yếu hàn nhiều lớp Xỉ tạp chất phi kim loại không kịp lên bề mặt mối hàn đơng đặc (h.1.6) Khi hàn que hàn có lớp thuốc bọc đủ dày sinh nhiều xỉ, kim loại nóng chảy trạng thái lỏng lâu xỉ phi kim loại nhẹ có đủ thời gian Hình 1.6- Lẫn xỉ mép lớp hàn lên Theo hình dáng có xỉ hình cầu, hình kim, phẳng, trải theo dạng màng, hình khối tiếp giáp với kim loại nóng chảy Xỉ thường phân bố tuyến tính, biệt lập theo cụm Với điều kiện định lẫn xỉ gây nứt Điều giải thích q trình nung nóng làm nguội, hệ số giãn nở nhiệt xỉ kim loại khác nhiều gây nên ứng suất nhiệt lớn dễ phát sinh nứt kim loại mối hàn - Nguyên nhân gây lẫn (ngậm) xỉ màng oxide: + Bề mặt mối hàn bẩn có gỉ, dầu mỡ, sơn +Làm xỉ sau lượt hàn không tốt + Vũng hàn nguội nhanh + Xỉ khó nóng chảy + Thuốc bọc que hàn không tốt làm thuốc bị rời + Tay nghề thợ hàn không cao * Mối hàn không ngấu Không ngấu bất liên tục đáng kể (mở ra) khơng có liên kết cấu trúc giao diện kim loại kim loại mối hàn lượt hàn (h.1.7) Không ngấu xuất trường hợp, kim loại nóng chảy gặp kim loại khơng nóng chảy Tại giao diện kim loại nóng chảy kim loại hình thành lớp màng oxide ngăn, giảm độ bền liên kết chúng Nét đặc trưng không ngấu chỗ kết thúc mối hàn nhánh sợi nhỏ nứt Hình 1.7- Khơng ngấu hàn giáp mối hàn góc: a) Tại giao diện; b) Giữa mối hàn; c) Chân mối hàn; d) Trong mối hàn góc Trong mối hàn hợp kim nhôm, không ngấu hay kèm theo màng oxide rỗ Khi hàn thép tay tự động lớp thuốc, không ngấu điền đầy xỉ So sánh nhánh sợi với nứt phân bố hình dáng tiết diện mối hàn khơng phát khác đáng kể Nguyên nhân tạo không ngấu: - Nhiệt lượng hồ quang khơng đủ (cường độ dịng nhỏ, hồ quang q dài ngắn) - Điện cực làm từ vật liệu dễ chảy so với kim loại - Tốc độ hàn nhanh khiến mép hàn không kịp nóng chảy - Điện cực lệch nhiều mép, kim loại chảy phía khơng đủ nhiệt - Khe hở góc vát nhỏ khiến cho kim loại khó nóng chảy - Làm gỉ, sơn, dầu mỡ chất bẩn khác không tốt - Phân tán thổi lệch hồ quang ảnh hưởng từ trường, hàn dòng điện chiều, cột hồ quang hướng vào chỗ kim loại lỏng lại chảy chỗ khác - Thuốc hàn bị kẹt vào khe hở mép có vát khơng vát - Xỉ khơng bong hết hàn nhiều lớp, lớp sau chồng lên lớp trước - Vật liệu không ph ù hợp với vật liệu hàn (dây hàn, que hàn, thuốc ) - Thiết bị hàn không thỏa mãn: cường độ điện áp hồ quang dao động hàn - Bậc thợ hàn thấp - Không ngấu khuyết tật nguy hiểm nhất, làm giảm khả chịu tải liên kết đặc biệt chịu tải trọng rung động hay va đập * Mối hàn không thấu Không thấu bất liên tục kim loại không điền đầy vào khoang, ngách tiết diện chân mối hàn (không thấu liên kết), chiều sâu chảy không đủ (khơng thấu đáy) Tại chỗ có khoảng trống ( h.1.8) - Nguyên nhân: + Mặt đáy lớn , khe hở đáy nhỏ không đủ để dũi mặt sau tới phần mối hàn + Cường độ dòng điện nhỏ, điện cực lớn làm mật độ dòng thấp + Tốc độ hàn nhanh, hàn đứng từ xuống, vát mép khơng thích hợp + Độ tự cảm q cao hàn MAG ngắn mạch, kim loại chảy tràn trước hồ quang - Không thấu làm yếu tiết diện làm việc, gây tập trung ứng suất mối hàn Khơng thấu phịng trán h biện pháp: + Tăng nguồn nhiệt Hình 1.8- Khơng thấu + Giảm tốc độ hàn + Thay đổi liên kết + Chắc chắn gá lắp xác Mặc dù hàn hồ quang nóng chảy bao gồm trình hàn sử dụng rộng rãi nhất, trình hàn khác phải đảm bảo chất lượ ng Vì cần phải tìm hiểu loại khuyết tật trình hàn khác 1.3.2 Ảnh hưởng khuyết tật đến tính liên kết hàn a, Ảnh hưởng chun g Bảng 1-1 Các yếu tố gây nên khuyết tật hàn Dẻo hay giịn Có khuynh hướng tạo thành nứt Khả khử ứng suất Làm chậm vết nứt Hàn góc hay giáp mối Yếu tố tỉ lệ Tính chất vật liệu  Cấu tạo liên kết  Sơ đồ chịu tải  Mối hàn chịu tải hay không Trạng thái ứng suất đường, mặt, khối Ứng suất dư Mức độ tập trung ứng suất  Kết cấu (rãnh xẻ, chiều dày khác ) Công nghệ (cong vênh, lệch mép, vảy ) Dạng tải trọng Ăn mịn mơi trường Tác động nhiệt   Tĩnh, động, rung, chu kỳ nhỏ Trung tính, ăn mịn yếu, mạnh  Nhiệt độ cao thấp, tác động chu kỳ Xác suất nguy  hỏng Đặc trưng tải Nguy tai nạn Các khuyết tật kết cấu hàn tự khơng xác định việc khả làm việc kết cấu Mức độ nguy hiểm khuyết tật với ảnh hưởng đặc tính (kiểu, dạng, kích t hước ) phụ thuộc chủ yếu vào yếu tố kết cấu sử dụng (bảng 1-1) b, Ảnh hưởng nứt Tất liên kết hàn kim loại hợp kim nhạy cảm với nứt Thực tế làm việc cho thấy nứt (dù nhỏ) khuyết tật nguy hiểm liên kết hàn Nứt làm giảm mạnh độ bền mỏi khả chịu tải trọng động Do xuất nứt bắt buộc phải sửa (mài phá, hàn đắp) Các mối hàn sửa nứt chi tiết, sản phẩm phải theo công nghệ đặc biệt đảm bảo độ tin cậy c, Ảnh hưởng không ngấu * Độ bền tĩnh: Các thử nghiệm so sánh liên kết hàn cho phép rút kết luận sau: - Liên kết hàn thép cacbon thấp thép không gỉ austenite không bị ảnh hưởng nhiều không ngấu Quan hệ chiều sâu không ngấu với độ giảm khả tải theo bậc - Các loại thép bền nóng 30CrMnSiNiA, hợp kim nhơm biến dạng Д16T (AA2024-T4) AMг-6 có độ bền mối hàn nhỏ độ bền kim loại Khi tăng chiều sâu khơng ngấu khả tải giảm khơng tuyến tính - Khơng ngấu mối hàn khơng làm yếu tiết diện chịu lực mà nơi tập trung ứng suất - Trong miền không ngấu tính dẻo giảm mạnh Khơng ngấu kìm hãm phát triển biến dạng dẻo kim loại làm tăng khuynh hướng phá hủy giòn liên kết * Độ bền chịu tải trọng thay đổi Tiêu chí để đánh giá sức bền liên kết hàn chịu tải trọng thay đổi giới hạn mỏi kim loại Khi chịu tải trọng thay đổi liên kết hàn có độ nhạy khơng ngấu khác phụ thuộc vào tính chất kim loại bản, kim loại bổ sung công nghệ hàn - Không ngấu làm giảm giới hạn mỏi rãnh khía - Không ngấu nhỏ gần bề mặt kim loại làm giảm mạnh giới hạn mỏi - Việc tăng kích thước khơng ngấu làm giảm giới hạn mỏi tỉ lệ với giảm diện tích tiết diện mối hàn - Khi chịu tải trọng uốn rung động chỗ không ngấu gần bề mặt chịu kéo nén giảm mạnh giới hạn mỏi liên kết hàn * Độ bền tải trọng tĩnh lặp lại Độ bền tải trọng thay đổi phụ thuộc vào tần số đặt tải; tần số thấp (vài lần chất tải phút) có độ bền lớn tần số cao (khoảng 1000 lần chất tải phút) Điều giải thích biến dạng dẻo sau giai đoạn chịu tải với tần số cao không kịp đạt giá trị biến dạng dẻo cục với tần số thấp, tức sau chu kỳ chịu tải tần số thấp, biến dạng dẻo tích lũy nhiều chu kỳ tần số cao * Độ dai va đập Việc thử mối hàn không ngấu độ dai va đập giảm nhanh chiều sâu không ngấu tăng Các mẫu hàn có hình dáng khơng ngấu dạng rãnh khía có độ dai va đập thấp nhiều so với rãnh tiết diện vuông hay tam giác Độ nhạy mối hàn không ngấu phụ thuộc vào chiều sâu không ngấu, nhiệt độ, nhiệt luyện, biến cứng d, Ảnh hưởng rỗ * Độ bền tĩnh Hình 1.9- Đường cong mỏi liên kết giáp mối có phần nhơ (thép carbon thấp) 1)- khơng có rỗ; 2)- có rỗ Ảnh hưởng rỗ đến tính liên kết hàn đánh giá theo độ nhạy cho kim loại mối hàn khuyết tật này, phụ thuộc vào hệ số tập trung ứng suất Độ nhạy kim loại mối hàn với rỗ phụ thuộc vào kiểu rỗ, kích thước hình học đặc trưng phân bố mối hàn Các rỗ chia tương ứng thành rỗ đơn (khoảng cách rỗ lớn ba lần đường kính lớn nhất), rỗ dạng chuỗi (các rỗ không lẫn với khoảng cách nhỏ đường kính), rỗ tập trung (xốp co) thường kèm với màng oxide Rỗ đơn hình cầu thường có hệ số tập trung ứng suất nhỏ Qua phân tích thực nghiệm (h.1.9), thấy chịu tải trọng tĩnh ảnh hưởng rỗ đến độ bền thể mức độ giảm đáng kể so với chịu tải trọng thay đổi * Độ bền tải trọng thay đổi Khi đánh giá ảnh hưởng rỗ đến độ bền liên kết hàn làm việc với tải trọng thay đổi, hệ số tập trung ứng suất gây dạng mối hàn yếu tố xác định Nếu hệ số tập trung ứng suất dạng mối hàn lớn hệ số tập trung ứng suất rỗ, rỗ khơng làm giảm khả tải liên kết hàn Các kết nghiên cứu ảnh hưởng rỗ đến độ bền tĩnh, độ dai va đập, góc uốn độ giãn dài tương đối hàn gi áp mối thép cacbon thấp (b=850MPa) sau ram trình bày (h 1.10) 10 Hình 1.10- Ảnh hưởng diện tích tương đối rỗ đến tính liên kết giáp mối thép carbon thấp σb = 850 MPa: S- diện tích rỗ; Sp- Diện tích tiết diện mố i hàn e Ảnh hưởng hình dáng mối hàn * Độ bền tĩnh Trong trường hợp chịu tải trọng tĩnh, độ bền mối hàn thấp độ bền kim loại gia cố mối hàn yếu tố tích cực Trong đa số trường hợp không cần thiết quy định giá trị phần nhô mối hàn Trong liên kết hàn ngấu hồn tồn thép cacbon thấp có độ bền mối hàn độ bền kim loại bản, chiều cao phần nhô không làm tốt khả chịu tải kết cấu Chỉ liên kết có khả xảy khơng ngấu hàn có phần nhơ gia cố chỗ yếu chịu tải tĩnh cần thiết * Độ bền chịu tải trọng thay đổi Các kết cấu hàn làm việc với tải trọng thay đổi, độ bền mỏi giảm không khuyết tật cơng nghệ (khơng ngấu), mà cịn yếu tố hình học phần nhơ mối hàn Khi tải trọng thay đổi, phần nô không làm tăng mà ngược lại làm giảm giới hạn mỏi kết cấu hàn Phần nhơ mối hàn với kích thước rõ ràng không làm giảm độ bền tĩnh, nhiên ảnh hưởng mạnh đến giới hạn mỏi liên kết Phần nhơ cao, dẫn đến làm giảm góc chuyển tiếp từ kim loại đến kim loại nóng chảy, làm giảm giới hạn mỏi Như vậy, phần nhơ mối hàn làm hết ưu điểm nhận từ q trình cơng nghệ làm tăng chất lượng kim loại nóng chảy để cải thiện độ bền mỏi 1.4 Kiểm tra công nghệ hàn 1.4.1 Các hoạt động đảm bảo chất lượng hàn a, Tổng quan Đảm bảo chất lượng hàn từ lúc bắt đầu đến kết thúc trình liên tục gồm nhiều nguyên công (hoạt động) liên hệ chặt chẽ với Ở 11 nguyên công, điều phối hàn số người thực Cơ sở sản xuất làm việc với điều phối viên hàn ủy quyền Điều phối viên hàn phải người chịu trách nhiệm trước sở sản xuất Để thực đầy đủ yêu cầu Tiêu chuẩn cần phải tra cơng việc điển hình sau: - Xem xét hợp đồng - Kiểm tra thiết kế - Xem xét hợp đồng thầu phụ - Kiểm tra nguồn nhân lực hàn - Kiểm tra quy trình phê duyệt (phê chuẩn) - Thanh tra kiểm tra phần liên quan đến hàn b, Rà soát hợp đồng Khi rà soát hợp đồng phải kiểm tra xem người cung cấp hồn thành u cầu hợp đồng không Những điểm sau xem xét trước tiên bắt đầu tiến hành công việc: - Tiêu chuẩn thích hợp yêu cầu bổ sung đưa hợp đồng - Thông số quy trình hàn, kiểm tra khơng phá hủy, xử lý nhiệt - Quy trình hàn phê chuẩn - Phê chuẩn nhân lực hàn - Xử lý nhiệt sau hàn - Thanh tra kiểm tra - Lựa chọn, đánh dấu ghi nhớ tìm hiểu xuất xứ vật liệu, thợ hàn mố i hàn - Các biện pháp kiểm tra chất lượng kể việc sử dụng tra độc lập - Điều kiện môi trường hàn, nhiệt độ thấp, gió, hàn cơng trường, tư hàn - Các đối tác thầu phụ liên quan - Hoạt động chỉnh sửa chỗ hàn khơng - Tài liệu kết luận làm có xác nhận người có trách nhiệm c, Thiết kế * Mục đích Khi lập kế hoạch thiết kế kết cấu hàn trạng thái ứng suất, chế độ làm việc vật liệu, điều kiện sản xuất kiểm tra phải kê khai hết Yêu cầu chất lượng hàn nên để tài liệu sản xuất Đối với mối hàn đặc biệt, yêu cầu cụ thể dựa vào điều kiện làm việc ảnh hưởng chúng đến kết cấu * Kích thước Kích thước mối hàn phải tuân theo tiêu chuẩn, quy tắc kỹ thuật, yêu cầu hợp đồng Kích thước p hải chứng minh kiểm tra cần thiết * Mức chất lượng Mức chất lượng cho ISO 5817 “Mối hàn hồ quang thép – Chỉ ẫn mức chất lượng cho bất hoàn thiện” ISO 10042 (EN 30042) “Mối d 12 hàn hồ quang nhôm hợp kim – Chỉ dẫn mức chất lượng cho bất hoàn thiện” Để chọn mức chất lượng cần vào: - Các tiêu chuẩn áp dụng - Thoả thuận người thiết kế có trách nhiệm với nhà sản xuất, người sử dụng nhóm khác có liên quan * Dung sai Miền dung sai cho EN ISO 13920 “Hàn – Dung sai thông thường kết cấu hàn – Kích thước chiều dài góc, hình dạng vị trí” Dung sai theo chiều dài góc có miền A, B, C, D; dung sai theo hình dạng tư có miền E, F, G, H Cũng gia công khí, dung sai lớn dễ làm chi phí sản xuất giảm * Kiểm tra thiết kế - Trong sau trình thiết kế vẽ tổng thể, vẽ lắp tập hợp chi tiết phải kiểm tra lại để: - Kiểm tra tra khả thực tư trình tự hàn Có thể gọi kiểm tra tính cơng nghệ kết cấu - Chất lượng bề mặt profile mối hàn - Yêu cầu hợp lý kim loại đường hàn - Thơng tin lót đáy có bỏ khơng - Thơng tin mối hàn làm phân xưởng hay ngồi cơng trường - Có kích thước đo lường chuẩn bị cụ thể cho hàn - Các chi tiết tỉ mỉ quy trình đặc biệt, ví dụ ngấu hết mà khơng cần lót đáy hàn ngấu từ phía - Yêu cầu chất lượng đ ối với đường hàn - Các khía cạnh nhỏ khác phê chuẩn gõ xỉ xử lý nhiệt - Kiểm tra thiết kế thường viết thành văn người có trách nhiệm điều phối viên hàn ký vào vẽ d, Kiểm tra vật liệu Chất lượng hàn đảm bảo chất lượng vật liệu ban đầu thỏa mãn yêu cầu đề Trước tiên cần tra (kiểm tra kiểm sốt) chứng vật liệu ban đầu có tính phù hợp với q trình cơng nghệ hàn kết cấu ví dụ thép ống Sau xem kỹ lại vật liệu kiểm tra bổ sung chất lượng ứng với tài liệu chuẩn Kiểm tra vật liệu thực suốt trình chế tạo, lắp đặt sử dụng * Kim loại Xác định nguồn gốc vật liệu chứng vật liệu tiến hành theo bước - Bước 1: Đặt mua vật liệu - Bước 2: Thanh tra việc nhận hàng nguyên vật liệu mang đến Khi tra giao nhận vật liệu phải kiểm tra: - Bước 3: Sản xuất 13 - Bước 4: Biên tài liệu * Que hàn Với que hàn hồ quang cần kiểm tra độ dày lớp t huốc bọc, xem thuốc bọc có bị hư hại khơng Tiến hành hàn thử để thiết lập đặc trưng nóng chảy lõi thuốc bọc, khả dễ bong xỉ chất lượng tạo hình mối hàn (tính chảy lỗng kim loại, bắn t, khuyết tật ngoài) Que hàn thép độ bền cao kiểm tra phép thử đặc biệt hàm lượng hydro kim loại nóng chảy Đối với que hàn khí kiểm tra hình dáng thành phần hóa học * Dây hàn Được kiểm tra xem bề mặt có khơng, lớp phủ có phù hợp với q trình công nghệ hàn không, tách lớp nhăn bề mặt Tiến hành hàn thử với thuốc khí bảo vệ tương ứng để xác định chất lượng vật liệu theo tiêu tương tự que hàn * Thuốc hàn Được kiểm tra theo kích thước hạt, độ đồng độ trịn, có chất bẩn lẫn tạp chất khơng Cũng cần kiểm tra độ ẩm, tính chất ổn định thuốc hàn * Khí bảo vệ Được kiểm tra xem có tạp chất có hại nước Hơi nước xác định theo nhiệt độ điểm sương * Kiểm tra tính hàn Tính hàn ảnh hưởng chủ yếu đến chất lượng sản phẩm Kiểm t tính hàn vật liệu ban đầu cần phải có trước định sử dụng vật liệu cho kết cấu hàn Có hai trường hợp kiểm tra tính hàn: Khi lựa chọn vật liệu bắt đầu công nghệ hàn, tức chuẩn bị sản xuất giai đoạn thiết kế Khi đưa vật liệu vào chu trình sản xuất, tức chuẩn bị cơng nghệ sản xuất Việc kiểm tra làm thông số sai lệch so với giá trị giấy tờ làm tính hàn e, Kiểm tra chất lượng nhà thầu phụ Đơn vị cung cấp chịu trách nhiệm khả nhà thầu phụ để đáp ứng yêu cầu hợp đồng f, Kiểm tra nguồn nhân lực hàn – phê chuẩn thợ hàn * Điều phối viên Các yêu cầu nhân lực hàn bao gồm điều phối viên hàn phải hiểu biết kỹ thuật (cơ – điện) đầy đủ, biết thiết kế sản xuất kiểm tra, có tầm nhìn tổng thể (Kỹ sư Hàn – EWE) Điều phối viên hàn người quản lý quan trọng tồn q trình sản xuất – người bổ nhiệm tuỳ theo tầm quan trọng cơng trình mà cần trình độ khác Nhiệm vụ trách nhiệm điều phối viên hàn - Rà soát/ xem xét lại hợp đồng 14 - Kiểm tra lại thiết kế - Vật liệu - Hợp đồng với nhà thầu phụ - Kế hoạch sản xuất - Thiết bị - Các nguyên công hàn - Kiểm tra - Chấp nhận/ lọai bỏ khuyết tật - Biên bản/ tài liệu * Thợ hàn Chất lượng thợ hàn cần phải kiểm tra tất giai đoạn q trình cơng nghệ (chuẩn bị, gá lắp, hàn, kiểm tra Ngồi cịn phải ý đến mặt tâm lý, kinh tế, sức khỏe, văn hóa nhằm gián tiếp nâng cao chất lượng sản phẩm hàn * Thợ vận hành thiết bị (thợ hàn máy) Bất kỳ phương pháp phê chuẩn bổ sung việc kiểm tra kiến thức liên quan đến công nghệ hàn Kiểm tra mang tính giới thiệu khơng bắt buộc Phương pháp phải đ ược bổ sung cách kiểm tra kiến thức cá nhân máy hàn * Cách thức phê chuẩn thợ hàn: Trong trình sản xuất, thợ hàn phép hàn bên phạm vi Chứng phê chuẩn thợ hàn mà có Phạm vi phê chuẩn dựa sở giới hạn mà tiêu chuẩn hàn quy định cho biến số (thơng số) hàn Biến số hàn biến số nằm phạm vi tiêu chuẩn hàn quy định mà thực theo người thợ hàn phải thể trình độ cao người hàn mẫu để ki ểm tra h, Kiểm tra khả quy trình * Mục đích Khi hàn kết cấu, thiết bị áp lực lò phản ứng hạt nhân, điều quan trọng liên kết hàn phải đạt chất lượng mỹ thuật, thoả mãn điều kiện làm việc * Yêu cầu tiêu chuẩn đánh giá quy trình hàn vào điều kiện về: - Do liên kết thực để kiểm tra (nhất thép) ạng ống tấm, để đơn giản thường áp dụng tiêu chí: d - Với nhiều loại mối hàn kiểu liên kết, tiêu chí sau cần áp dụng tiến hành hàn giáp mối hàn góc: - Các tư hàn Tư hàn theo EN ISO 6947 15 Hình 1.11- Các tư hàn theo EN ISO 6947 g, Kiểm tra trang thiết bị - Thiết bị sản xu ất kiểm tra - Kiểm tra máy - Kiểm tra đồ gá - Kiểm tra dụng cụ đồng hồ đo - Kiểm tra nguồn lượng 1.4.2 Thanh tra trước hàn, hàn sau hàn a, Thanh tra trước hàn * Hiệu lực phạm vi kiểm tra thợ hàn - Phê chuẩn thợ hàn Thép EN 287-1 141 T BW 10 S t1.2 D 16 H-L045 ss nb - Phê chuẩn thợ hàn Nhôm EN ISO 9606-2 141/131 T BW 22 S t15(5/10) D200 PA ss nb * Bản thơng số quy trình hàn Bản Thơng số quy trình hàn bao gồm phạm vi chiều dày định phần tử liên kết “phủ” phạm vi kim loại kim loại bổ sung Một số nhà sản xuất thêm vào giới thiệu chuẩn bị hàn phôi hàn phần cụ thể kế hoạch sản xuất * Các phương pháp phê chuẩn (định loại) thơng số quy trình hàn - Phê chuẩn sở kiểm tra vật liệu hàn (EN ISO 15610) Phạm vi phê chuẩn: + Quá trình: 111; 114; 131; 135; 136; 137; 141; 15; + Vật liệu: nhóm 1.1 8.1 (thép ) nhóm 21, 22.1 22.2 (nhôm) + Chiều dày kim loại bản: - 40 mm + Kích thước mối hàn góc: ≥ mm + Đường kính ống: > 25 mm 16 - Phê chuẩn sở kinh nghiệm hàn trước (EN ISO 15611) - Phê chuẩn chấp nhận quy trình hàn tiêu chuẩn (EN ISO 15612) - Phê chuẩn sở kiểm tra sản phẩm hàn trước (EN ISO 15613) - Phê chuẩn sở kiểm tra quy trình hàn (EN ISO 15614 -1 ff ) * Chọn vật liệu Biên kỹ thuật cung cấp hệ thống đồng để phân nhóm vật liệu cho hàn Nó ứng dụng cho mục đích khác xử lý nhiệt, gia công áp lực, NDT v.v Biên kỹ thuật bao gồm hệ thống nhóm vật liệu tiêu chuẩn sau: - Thép - Nhôm hợp kim nhôm - Đồng hợp kim đồng - Titan hợp kim titan - Zirconium hợp kim zirconium - Gang * Chọn vậ t liệu hàn - Que hàn - Dây hàn khí bảo vệ - Khí bảo vệ hàn TIG MIG/MAG - Dây hàn lớp thuốc SAW - Thuốc hàn * Các yêu cầu đặc biệt chống biến dạng Biến dạng phòng ngừa từ giai đoạn thiết kế để mối hàn cân xứng với đường trung hoà, giảm lượng kim loại hàn đắp kỹ thuật hàn cân Nếu thiết kế khơng giải chống biến dạng theo phương pháp: gá đặt chi tiết trước; uốn sơ bộ; kẹp chống biến dạng (h.1.12) Hình 1.12- Các phương pháp chống biến dạng 17 b, Thanh tra hàn * Các thông số Ngay bắt đầu hàn cần kiểm tra trình hàn phải phù hợp với WPS Trong hàn, thông số sau cần kiểm tra liên tục sau khoảng thời gian cần thiết: - Thông số quan trọng chế độ hàn (cường độ, điện áp, chiều dài hồ quang số lượt tốc độ hàn) - Kiểm tra kim loại bổ sung, thuốc hàn, khí bảo vệ - Nhiệt độ nung nóng trước hàn sau lượt hàn, khống chế nhiệt độ tối đa (EN ISO 13916, EN 1258) - Làm sạch, sử a hình dáng sau lượt hàn : gõ xỉ, mài, dũi theo “Tiêu chuẩn tay nghề tốt” - Kiểm sốt trình tự hàn - khoảng thời gian hàn nghỉ * Kỹ thuật chống biến dạng hàn Hàn đính – hàn đính biện pháp lý tưởng để gá đặt điều chỉnh khe hở chống co ngót ngang Thứ tự hàn có ảnh hưởng lớn đến việc điều chỉnh khe hở đáy đồng theo đường hàn Có ba cách h àn đính chủ yếu theo sơ đồ (h.1.13): - Hàn thẳng từ đầu sang đầu Cần phải kẹp dùng chêm để chỉnh khe hở đính - Đính chỗ đầu dùng kỹ thuật hàn bước ngược để đính nốt ịn phần c lại - Đính hồn thiện kỹ thuật bước ngược Hình 1.13- Thứ tự hàn đính chống co ngang * Quy trình hàn Quy trình hàn hợp lý th ường xác định theo yêu cầu suất chất lượng nhiều cần thiết khống chế biến dạng Tuy nhiên trình, kỹ thuật trình tự hàn ảnh hưởng khơng đến mức độ biến dạng Để chống biến dạng góc, q trình hàn chọn cho đắp th ật nhanh lượt hàn Kỹ thuật hàn cho kích thước mối hàn góc nhỏ nhất; sử dụng hàn cân quanh đường trung hoà; thời gian lượt hàn nhỏ Thứ tự hàn hay hướng hàn nên tiến đầu tự do, đường hàn dài không hàn theo hướng mà hàn bước ngược bước cách c, Thanh tra sau hàn * Quan sát ngoại dạng (VT) theo tiêu chuẩn tương ứng 18 Ngoài việc kiểm tra kích thước dung sai theo phương pháp thơng thường cịn phải đánh giá chất lượng theo tiêu chí thích hợp Từng mối hàn đánh dấu nhận dạng cho th ợ hàn Mỗi mối hàn nhận dạng phù hợp với vẽ/sơ đồ mối hàn Chỉ sau quan sát ngoại dạng để kiểm tra khuyết tật bên ngoài, người ta dùng tiếp phương pháp vật lý - học, hóa học để xác định khuyết tật bên Kiểm tra ngoại dạng cẩn thận - thường nguyên công đơn giản dùng để cảnh báo phát khuyết tật đạt hiệu cao * Kỹ thuật nắn sửa biến dạng - Kỹ thuật nắn khí - Kỹ thuật nắn nhiệt * Thanh tra hình dạng kích thước kết cấu hàn Kiểm tra kích thước sản phẩm theo vẽ/quy phạm, biên dạng, chiều sâu ngấu Bảo đảm sửa đổi đưa vào vẽ thi công Để đơn giản nhanh chóng thường dùng dưỡng v ạn (h.1.14) Hình 1.14- Dưỡng vạn năng: a)- hình dáng; b) & c)- đo chiều cao mối hàn góc; d)- đo chiều cao hàn giáp mối; e) - đo khe hở * Kiểm tra không phá hủy theo tiêu chuẩn tương ứng (trình bày chương sau) Bảo đảm hồn thành kiểm tra khơng phá hủy, có sẵn báo cáo để đưa vào biên (có chứng kiến) Các dấu vết bất liên tục phải ghi lại để xử lý * Ghi nhận kết ngun cơng sau hàn Sau hồn thiện việc chuẩn bị, hàn tra xong, người tra phải thu thập (như mẫu hàn qua kiểm tra không phá huỷ), đối chiếu nhận xét, phiếu kiểm tra kết quả, từ lập thành báo cáo mà ký có khách hàng, đại diện pháp lý, theo code Biên tài liệu sở để tìm nguyên nhân gây cố thiết bị, cơng trình sau nhiều năm phục vụ Nó chứng khách quan để quy trách nhiệm cho nhà cung cấp, thiết kế thi công 19