27
- Trỡnh bày được cỏc cụng việc mà người thợ hàn cần thực hiện sau khi hàn;
- Thực hiện được cỏc cụng việc của người thợ hàn sau khi hàn; - Tuõn thủ cỏc quy định về cụng việc của người thợ hàn sau khi hàn.
2.3.1. Vệ sinh sản phẩm
Sau khi hàn xong người thợ hàn sử dụng bỳa gừ xỉ, bàn chải sắt để tiến hành cụng việc vệ sinh sản phẩm vừa hàn được. Trong quỏ trỡnh vệ sinh sản phẩm cần chỳ ý cụng tỏc bảo hộ để xỉ hàn khụng bắn vào mắt. Riờng đối với mối hàn hồ quang tay cần để mối hàn giảm nhiệt mới được gừ xỉ bởi vỡ gừ xỉ ngay sau khi hàn song sẽ ảnh hưởng đến chất lượng của mối hàn.
2.3.2. Kiểm tra sửa chữa khuyết tật
Mục đớch của phương phỏp kiểm tra chất lượng mối hàn là kiểm tra cỏc tớnh chất cơ học, hoỏ học, kim loại học và xỏc định cỏc khuyết tật. Ngoài ra việc kiểm tra chất lượng mối hàn cũn được dựng để phõn loại cỏc quy trỡnh hàn và trỡnh độ tay nghề thợ hàn.
2.3.2.1. Kiểm tra mối hàn
2.3.2.1.1. Kiểm tra bằng mắt thường
Kiểm tra ngoại dạng mối hàn (bằng mắt thường) để xỏc định: - Bề mặt mối hàn.
- Chiều rộng mối hàn. - Chiều cao mối hàn.
- Điểm bắt đầu, và kết thỳc của mối hàn. 2.3.2.1.2. Kiểm tra bằng thước đo
a) Đo độ lệch
Hỡnh 2.12. Cỏch đặt thước đo độ lệch
Đặt mộp ở tấm thấp rồi quay cho tới khi mũi tỳ chạm vào tấm cao
28
Hỡnh 2.13. Cỏc đặt thước đo chỏy chõn
Đo từ 0 ữ 5 (mm).
Xoay lỏ cho tới khi mũi tỳ chạm vào đỏy rónh.
c) Đo chiều cao mối hàn
Hỡnh 2.14. Cỏc đặt thước đo chiều cao mối hàn
Đo được kớch thước đến 25 mm.
Đặt mộp ở trờn tấm và quay cho tới khi mũi tỳ chạm vào phần nhụ của kim loại mối hàn (hoặc phần lồi đỏy) ở điểm cao nhất của nú.
2.3.2.1.3. Kiểm tra bằng dung dịch chỉ thị màu
Đõy là phương phỏp sử dụng cỏc dung dịch để thẩm thấu vào cỏc vết nứt, rỗ khớ nhỏ của liờn kết hàn mà khụng thể quan sỏt được bằng mắt thường, sau đú dựng cỏc chất hiển thị màu phỏt hiện ra vị trớ mà dung dịch thẩm thấu cũn nằm lại ở cỏc vết nứt cũng như rỗ khớ.
Cần lưu ý là: Phương phỏp này chỉ phỏt hiện được cỏc khuyết tật mở ra trờn bề mặt vật liệu cần kiểm tra. Thụng thường sử dụng 3 loại dung dịch và được tiến hành theo cỏc bước sau:
- Dựng dung dịch làm sạch để tẩy sạch bề mặt mối hàn.
- Phun dung dịch thẩm thấu lờn bề mặt mối hàn.
- Sau khi đủ thời gian để dung dịch thẩm thấu vào cỏc vết nứt, rỗ khớ, thỡ lau sạch bề mặt mối hàn.
29
- Dựng dung dịch hiển thị màu phun lờn vựng mối hàn vừa thực hiện cỏc bước trờn để phỏt hiện khuyết tật.
Phương phỏp này cú tớnh ưu việt là đơn giản, dễ thực hiện, phỏt hiện được cả cỏc khuyết tật nhỏ khụng quan sỏt được bằng mắt thường một cỏch nhanh chúng, tuy nhiờn nú khụng phỏt hiện được những khuyết tật nằm bờn trong của liờn kết hàn và chiều sõu của khuyết tật.
2.3.2.1.4. Kiểm tra bằng từ tớnh
Dựng bột sắt từ rắc trong trường của nam chõm tự nhiờn hay điện từ thỡ nú sẽ phõn bố theo quy luật của cỏc đường sức từ. Quy luật này trước tiờn phụ thuộc vào sự đồng nhất của cấu trỳc sắt từ, nếu như trờn đường đi cỏc đường sức từ gặp phải cỏc vết nứt, khe hở… thỡ quy luật phõn bố của cỏc đường sức từ thay đổi so với những khu vực khỏc do cú sự khỏc nhau về độ thẩm từ. Khi gặp cỏc khuyết tật cỏc đường sức từ tản ra bao xung quanh lấy cỏc khuyết tật đú.
Dựa vào nguyờn lý đú người ta tiến hành kiểm tra bằng cỏch rắc bột sắt lờn bề mặt mối hàn, sau đú đặt kết cấu hàn vào trong một từ trường rồi nhỡn vào sự phõn bố cỏc đường sức từ để cú thể phỏt hiện và phõn biệt được khuyết tật. Phương phỏp này chỉ ỏp dụng đối với cỏc vật liệu từ tớnh, nú cho phộp phỏt hiện cỏc khuyết tật nứt bề mặt cú kớch thước rất nhỏ, cỏc khuyết tật ở phớa dưới bề mặt liờn kết hàn như:
- Nứt ở vựng ảnh hưởng nhiệt - Hàn khụng ngấu
- Nứt phớa dưới bề mặt - Rỗ khớ, lẫn xỉ.
2.3.2.1.5. Kiểm tra bằng tia phúng xạ
Tia X và tia Gamma là súng điện từ cú bước súng rất ngắn, tần số dao động và năng lượng rất cao cú thể đi xuyờn qua khối kim loại dày. Một phần bức xạ tia X và tia gamma bị hấp thụ, một phần sẽ đi qua mẫu kiểm tra, lượng hấp thụ và lượng đi qua được xỏc định theo chiều dày của mẫu. Khi cú khuyết tật bờn trong, chiều dày hấp thục bức xạ sẽ giảm, điều này tạo phần khỏc biệt trong phần hấp thụ, được ghi lại trờn phim ở dạng hỡnh ảnh búng gọi là ảnh bức xạ. Giải đoỏn phim sẽ cho phộp phỏt hiện cỏc khuyết tật bờn trong vật hàn một cỏch chớnh xỏc. Phương phỏp này cho phộp phỏt hiện được tất cả cỏc loại khuyết tật trừ cỏc vết nứt vi nhỏ.
30
Súng siờu õm là dạng súng õm thanh dao động đàn hồi trong mụi trường vật chất nhất định, khi truyền qua biờn giới giữa cỏc mụi trường vật chất khỏc nhau súng siờu õm sẽ bị khỳc xạ hay phản trở lại. Dựa vào đặc tớnh đú, người ta đó chế tạo được cỏc loại mỏy dũ siờu õm để phỏt hiện cỏc khuyết tật nằm sõu trong lũng kim loại.
Phương phỏp này cho phộp phỏt hiện cỏc vết nứt, hàn khụng ngấu, rỗ khớ, kẹt xỉ,…và cả những thay đổi rất nhỏ ở vựng ảnh hưởng nhiệt của liờn kết hàn. Quan sỏt trờn màn ảnh của mỏy bằng những xung hiển thị cú thể cho phộp biết được chớnh xỏc vị trớ của cỏc khuyết tật.
2.3.2.1.7. Kiểm tra độ kớn của liờn kết hàn
Kiểm tra độ kớn bằng ỏp lực khớ
Trước lỳc kiểm tra cần bịt kớn, sau đú bơm khớ vào (khụng khớ hoặc khớ trơ) đến một ỏp suất nhất định nào đú, sau đú bụi nước xà phũng lờn mặt ngoài mối hàn và quan sỏt (100 gram xà phũng trờn một lớt nước). Những chỗ bị rũ rỉ sẽ được phỏt hiện theo cỏc vị trớ mà bong búng xà phũng nổi lờn.
Kiểm tra bằng ỏp lực nước
Để kiểm tra người ta bơm nước vào kết cấu cần kiểm tra, tạo một ỏp suất dư cao hơn ỏp suất làm việc 1,5 đến 2 lần và giữ ỏp suất đú trong vũng 5 - 6 phỳt. Giai đoạn tiếp theo là hạ ỏp xuống đến ỏp suất làm việc rồi dựng bỳa gừ nhẹ vựng xung quanh mối hàn (rộng 15 - 20mm) và quan sỏt xem nước cú rũ rỉ ra khụng. Đối với những kết cấu hở như bồn chứa, thựng,…chỉ cần thử bằng cỏch bơm nước vào và giữ trong vũng 2 - 24 giờ và quan sỏt xem nước cú bị rũ rỉ ra khụng.
Kiểm tra bằng phương phỏp tạo chõn khụng
Chỉ ỏp dụng trong điều kiện khụng tiến hành được bằng cỏc phương phỏp thử kớn trờn (vớ dụ như: đỏy bồn, bể…)
Trước tiờn bụi nước xà phũng lờn mối hàn cần kiểm tra. Đặt buồng chõn khụng trực tiếp lờn vựng mối hàn cần kiểm tra, tại cỏc viền xung quanh buồng chõn khụng cú roăng cao su để tạo độ kớn cần thiết với vật liệu kiểm tra, độ chõn khụng được tạo ra nhờ cú bơm chõn khụng đặt ở phớa ngoài. Do cú sự chờnh lệch lớn về ỏp suất, khụng khớ sẽ chui vào buồng chõn khụng qua cỏc khuyết tật, nắp đậy được thiết kế trong suốt qua đú ta cú thể quan sỏt vị trớ cỏc khuyết tật theo cỏc bong búng xà phũng.
Trờn đõy là cỏc phương phỏp kiểm tra mối hàn thường được sử dụng trong thực tế. Trong quỏ trỡnh làm việc thỡ tựy theo từng cụng việc, từng kết cấu hàn
31
cụ thể mà người thợ hàn cú thể chọn lựa cỏc phương phỏp kiểm tra phự hợp với yờu cầu cụng việc của mỡnh.
2.3.3. Xử lý ứng suất biến dạng sau khi hàn
2.3.3.1. Cỏc biện phỏp cụng nghệ giảm ứng suất, thực hiện sau khi hàn
Với cỏc kết cấu quan trọng, để tăng khả năng làm việc của chỳng, người ta thường tiến hành khử ứng suất riờng sau khi hàn, đặc biệt khi đú là thộp hợp kim hay thộp cú hàm lượng cacbon trung bỡnh. Cỏc biện phỏp đú là:
- Ram cao toàn phần trong lũ. Nhiệt độ ram 600 650C. Thời gian giữ ở nhiệt độ cao 3 phỳt/1mm chiều dày. Sau đú chi tiết được để nguội tự do trong lũ. - Ram cục bộ tới 600C vựng quanh mối hàn bằng phương phỏp nung cao tần hoặc mỏ nung khớ chỏy. Phương phỏp này khụng loại bỏ hoàn toàn nhưng làm giảm ứng suất dư.
- Khử ứng suất dư bằng phương phỏp cơ học như kộo kết cấu tới giới hạn chảy, hoặc dựng rung động để phõn bố lại ứng suất dư.
2.3.3.2. Cỏc biện phỏp cụng nghệ giảm biến dạng sau khi hàn:
a) Nắn nguội:
Dựa trờn cơ sở kộo cỏc đoạn kết cấu đó bị co tới kớch thước và hỡnh dạng thiết kế.
Hỡnh 2.15. Nắn nguội
- Cỏc đoạn và cỏc chỗ bị co trong kết cấu hàn: vựng ứng suất tỏc động của cỏc mối hàn mà tại đú sau khi hàn suất hiện ứng
suất kộo cú giỏ trị ch (giới hạn chảy).
- Khi nắn nguội kết cấu hàn: xảy ra gión dẻo cỏc vựng ứng suất tỏc động mối hàn.
- Cú thể xảy ra nứt khi nắn nguội, làm ảnh hưởng tới khả năng làm việc của kết cấu.
- Chỉ cú thể giảm ứng suất dư khi nắn nguội nếu kết cấu hàn được kộo tới ứng suất bằng giới hạn chảy ch. Tuy nhiờn khi đú làm tăng biến cứng kim loại vựng ứng suất tỏc động của cỏc mối hàn (cú thể gõy nứt).
Đõy là quỏ trỡnh cụng nghệ khú thực hiện (cần cú cỏc mỏy ộp thuỷ lực cụng suất lớn và đồ gỏ lớn),do đú khả năng ứng dụng hạn chế.
32
Là nung bằng điện hoặc bằng ngọn lửa (của mỏ nung) và được sử dụng rộng rói trong thực tế (Hỡnh 2.16).
Hỡnh 2.16. Nắn núng
- Bản chất phương phỏp: dựng biện phỏp nung cục bộ để làm co cỏc đoạn, cỏc vựng của kết cấu mà tại đú chiều dài của chỳng lớn hơn chiều dài vựng ứng suất tỏc động của cỏc mối hàn tương ứng trong kết cấu.
- Tại cỏc chỗ được nung núng của kết cấu hàn khi nắn núng, cũng như khi hàn, sẽ hỡnh thành biến dạng dẻo nộn. Khi nguội sau đú, cỏc chỗ này sẽ co lại và cõn bằng chỗ bị biến dạng.
- Do đặc điểm đơn giản, rẻ tiền, dễ thao tỏc, phương phỏp này cho phộp nắn mọi loại biến dạng dư.Việc nắn núng hiện nay chủ yếu dựa vào cỏc nghiờn cứu và số liệu thực nghiệm.
- Cú thể sử dụng một cỏch cú hiệu quả để khử ứng suất dư uốn và nắn thẳng trục trọng tõm kết cấu hàn (hoặc cỏc khối của chỳng), để khử cỏc hiện tượng lừm, lượn súng tại cỏc vựng chịu nộn của cỏc phần tử dạng tấm trong kết cấu.
- Để khử độ vừng dư trong kết cấu hàn, cần tạo ra mụ men uốn ngược chiều bằng cỏch nung một dải kim loại dọc đường mm (hỡnh 2.1.a) hoặc nung tấm theo hỡnh nờm (hỡnh 2.1.b). Trường hợp đầu sử dụng co dọc, trường hợp thứ hai sử dụng co ngang chỗ nung cục bộ.
33
- Trọng tõm tiết diện ngang vựng ứng suất tỏc động của nung dọc phải nằm trong mặt phẳng uốn (hỡnh 2.1.a).
- Trong cỏc kết cấu cú tiết diện ngang khụng đối xứng, mặt phẳng uốn đi qua trọng tõm vựng ứng suất tỏc động của cỏc mối hàn Oa và trọng tõm tiết diện ngang kết cấu O (hỡnh 2.18.a và hỡnh 2.18.b ). Nối điểm O với điểm Oa ta cú đường OOa trờn mặt phẳng uốn.
- Trờn ta thấy khi nắn núng nờn nung dải nằm gần rỡa kết cấu. - Cỏc tớnh toỏn cho trường hợp dựng phương phỏp trờn:
1) Tiết diện cần thiết của vựng ứng suất tỏc động do nung cục bộ khi nắn núng được xỏc định xuất phỏt từ mụ men uốn M gõy vừng dư sau khi hàn
(M = Po*yo) hoặc từ độ vừng dư (f = M*l*l/8*E*J).
2) Nội lực quy ước ban đầu Pon bảo đảm vựng ứng suất tỏc động của nung cục bộ khi nắn được xỏc định từ cụng thức:
Pon=M/yn (2.1)
Hỡnh 2.18. Nắn núng khi tiết diện ngang khụng đối xứng
Trong đú yn là khoảng cỏch từ tõm tiết diện vựng ứng suất tỏc động nung khi nắn Omđến trọng tõm tiết diện ngang O của kết cấu.
3) Tiết diện vựng ứng suất tỏc động khi nắn núng Fn :
Fn = Pon/ (2.2)
Trong đú on ứng suất ban đầu của vựng ứng suất tỏc động nung khi nắn núng, được coi như gần bằng giới hạn chảy ch . Khi đú
34
4) Chiều rộng vựng ứng suất tỏc động bon sẽ là:
bon=Fn/S (2.4)
5) Cụng suất hữu ớch của nguồn nhiệt nung khi nắn núng (q), được xỏc định từ cụng thức tớnh chiều rộng vựng ứng suất tỏc động theo phương phỏp tuần tự xấp xỉ gần đỳng đó biết:
q = (bn.v.So.ch.h)/9,86.(h - bn (2.5) Trong đú:
bn: chiều rộng vựng ứng suất tỏc động về một bờn trục nung, và bằng 0,5bon
v: tốc độ dịch chuyển của nguồn nhiệt nung, cm/s.
So: tổng chiều dày của cỏc tấm nhận nhiệt từ nguồn nhiệt (tổng chiều dày truyền nhiệt).
h: chiều rộng tớnh toỏn của tấm được nung.
+ Trong trường hợp mặt phẳng uốn khụng cắt thõn kết cấu hàn tại phớa nằm ngược với cỏc mối hàn (Hỡnh 2.19), để tạo nờn mụ men uốn ngược trong mặt phẳng uốn, cần phải nung hai dải nằm cỏch trọng tõm kết cấu xa hơn là tại điểm m1 và m2 .
Hỡnh 2.19.Vị trớ nung núng trong trường hợp mặt phẳng uốn khụng cắt thõn kết cấu
Để xỏc định vựng ứng suất tỏc động của mỗi dải, ta nối chỳng với trọng tõm tiết diện ngang của kờt cấu (điểm O) và chia mụ men uốn M ra thành 2 thành phần M1 và M2 theo hai hướng Om1 và Om2. Biết được giỏ trị của M1 và M2 ta cú thể xỏc định được vựng ứng suất tỏc động của mỗi dải được nung theo cỏc cụng thức (2.3) và (2.4), cũng như xỏc định được cụng suất nguồn nhiệt nung khi nắn theo cụng thức đó biết (2.5).
+ Một số nhược điểm của phương phỏp nắn theo dải (Hỡnh 2.17.a):
1, Trong một số trường hợp làm cho vựng ứng suất tỏc động của cỏc mối hàn bị biến dạng dẻo kộo và tăng ứng suất dư.
2, Cỏc vựng bị nộn xunh quanh mối hàn gõy tỏc động chống lại co dọc của cỏc dải được nung khi nắn núng, làm giảm hiệu quả nắn núng cỏc dải dọc.
35
3, Gớa trị co dọc mối hàn thường vào khoảng 0,20,5 mm trờn một một chiều dài mối hàn, do đú tỏc động gõy biến dạng khi nung một dải dọc là tương đối nhỏ. Nếu tăng số lượng cỏc dải dọc được nung lờn (hoặc chiều rộng dải) hiệu quả nung sẽ giảm đi vỡ khú thực hiện (hiệu quả chỉ tăng khi tăng khoảng cỏch yn).
+ Một số ưu điểm của phương phỏp nắn theo hỡnh nờm (Hỡnh 2.17.b):
1, Cỏc dải ngang được nung được phõn bố trong vựng cú ứng suất nộn, và chỉ phần nào trong vựng cú ứng suất kộo của liờn kết hàn. Do đú sự co ngang của chỳng đồng thời với sự ngắn lại của cỏc vựng được nung sẽ dẫn đến sự giảm ứng suất dư trong kết cấu hàn.
2, Độ co ngang của một mối hàn thường lớn hơn độ co dọc của nú 3 đến 5 lần, tớnh theo chiều dài 1 một mối hàn.
Giỏ trị tương đối lớn của độ co ngang, chiều dài nhỏ của cỏc mối hàn ngang và khả năng giảm ứng suất dư khiến cho phương phỏp này cú ứng dụng rộng rói trong thực tế.
+ Cỏch tớnh toỏn theo trường hợp dựng phương phỏp trờn hỡnh 2.19:
(xem hỡnh 2.19)
1, Để khử độ vừng dư sau khi hàn, cần tạo ra biến dạng co là trong cỏc dải của tấm rộng hơn (trường hợp liờn kết gồm hai tấm cú chiều rộng khỏc nhau). Sự co đú phải tăng theo khoảng cỏch tớnh từ vựng ứng suất tỏc động của mối hàn. Giỏ trị co lớn nhất max của dải bờn ngoài của mộp lồi trong liờn kết: