2.4.1 Những khuyết tật và biện pháp khắc phục
Những sai lệch về hình dạng, khích thước và tổ chức kim loại của kết cấu hàn so với tiêu chuẩn thiết kế và yêu cầu kỹ thuật, làm giảm độ bền và khả năng làm việc của nó, được gọi là khuyết tật mối hàn. Sự tồn tại khuyết tật sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến cường độ chịu lực của mối hàn.
Khuyết tật mối hàn gồm: Nứt, lẫn xỉ, không ngấu, cháy cạnh, lỗ hơi, đóng cục và kích thước mối hàn không phù hợp với yêu cầu...
Do đó người thợ hàn phải chọn qui phạm hàn chính xác và nghiêm chỉnh chấp hành quy trình công nghệ.
2. 4. 1.1. Nứt
Là một trong những khuyết tật nghiêm trọng nhất của mối hàn. Trong quá trình sử dụng kết cấu hàn, nếu mối hàn có vết nứt thì mối nứt sẽ rộng ra khiến cho kết cấu bị hỏng. Căn cứ vào vị trí nứt, có thể chia ra làm hai loại nứt: nứt trong và nứt ngoài, vết nứt có thể sinh ra ngay khu vực chịu ảnh hưởng nhiệt của đầu nối (Hình 2-54).
Hình 2-54: Nứt.
1. Nứt ngoài; 2.nứt trong; 3. Nứt ở khu vực chịu ảnh hưởng nhiệt
a. Nguyên nhân:
- Hàm lượng lưu huỳnh và phốt pho trong kim loại vật hàn hoặc trong que hàn quá nhiều.
- Dòng điện hàn quá lớn, rãnh hồ quang của đầu mối hàn không đắp đầy, sau khi nguội co ngót trong rãnh hồ quang xuất hiện đường nứt.
81
- Độ cứng của vật hàn lớn, cộng thêm ứng suất trong sinh ra khi hàn lớn, kết quả làm nứt mối hàn.
b. Biện pháp khắc phục:
- Chọn vật liệu thép có hàm lượng lưu huỳnh và phốt pho thấp, đồng thời chọn que hàn có tính chống nứt tốt.
- Chọn trình tự hàn chính xác.
- Giảm tốc độ làm nguội vật hàn, khi cần thiết phải áp dụng phương pháp nung nóng và làm nguội chậm.
- Chọn dòng điện hàn thích hợp, có thể dùng cách hàn nhiều lớp và chu ý đắp đáy rãnh hồ quang.
2. 4. 1.2. Lỗ hơi
Vì có nhiều thể hơi hòa trong kim loại nóng chảy, nhưng thể hơi đó không thoát ra trước lúc vùng nóng chảy nguội do đó tạo thành lỗ hơi.
Lỗ hơi có thể sinh ra ở bên trong hoặc bề mặt mối hàn có thể là một hoặc rất nhiều lỗ tập trung tại một chỗ. (Hình 2-55)
Hình 2-55: Lỗ hơi.
1. Lỗ hơi tập trung; 2. Lỗ hơi trên bề mặt; 3. Lỗ hơi đơn a. Nguyên nhân:
- Hàm lượng các bon trong kim loại vật hàn hoặc trong lõi thép que hàn quá cao, năng lực đẩy ôxy của que hàn quá kém.
- Dùng que hàn bị ẩm, trên mặt đầu nối có nước, dầu bẩn, gỉ sắt ... - Dùng hồ quang dài để hàn và tốc độ hàn quá nhanh.
Do sự tồn tại của lỗ hơi, làm giảm bớt bề mặt công tác của mối hàn do đó làm giảm bớt cường độ và tính chặt chẽ của mối hàn.
b. Biện pháp khắc phục:
- Dùng que hàn có hàm lượng các bon thấp và khả năng đẩy ôxy khoẻ. - Trước khi hàn, que hàn phải xấy khô và bề mặt hàn phải lau khô sạch sẽ.
82
- Khoảng cách hồ quang ngắn, không vượt quá 4mm.
- Sau khi hàn không vội gõ xỉ hàn ngay, phải kéo dài thời gian giữ nhiệt cho kim loại mối hàn.
2. 4. 1.3. Lẫn xỉ hàn
Là tạp chất kẹp trong mối hàn, tạp chất này có thể tồn tại trong mối hàn, cũng như có thể nằm trên mối hàn. (Hình 2-56)
Hình 2-56: Lẫn xỉ hàn a. Nguyên nhân:
- Dòng điện hàn quá nhỏ, không đủ nhiệt lượng cung cấp cho kim loại nóng chảy và xỉ chảy đi, làm cho tính lưu động giảm bớt.
- Mép hàn của đầu nối có vết bẩn hoặc khi hàn đính hay khi hàn nhiều lớp chưa làm sạch triệt để chỗ hàn.
- Khi hàn góc độ và sự chuyển động của que hàn không thích hợp với tình hình nóng chảy, làm cho kim loại chảy ra chộn lẫn với xỉ hàn.
- Làm nguội mối hàn quá nhanh, xỉ chưa thoát ra được đầy đủ.
- Lẫn xỉ hàn có ảnh hưởng tới chất lượng của mối hàn gióng như lỗ hơi. Nó cũng làm giảm bớt cường độ của mối hàn và tính chặt chẽ của mối hàn.
b. biện pháp khắc phục:
- Tăng dòng điện hàn cho thích hợp, khi cần thiết rút ngắn hồ quang và tăng thời gian dừng lại của hồ quang, làm cho kim loại nóng chảy và xỉ hàn chảy hút được sức nóng đầy đủ.
- Triệt để chấp hành công tác làm sạch chỗ hàn.
- Kịp thời nắm vững tình hình nóng chảy để điều chỉnh góc độ que hàn và phương pháp đưa que hàn, tránh để xỉ hàn chảy chộn lẫn vào kim loại nóng chảy hoặc chảy về một phía trước vùng nóng chảy.
2. 4. 1.4. Hàn chưa ngấu
83
Hình 2-57: Hàn chưa ngấu
Ngoài ảnh hưởng không tốt như lỗ hơi và lẫn xỉ ra, nó còn nguy hiểm hơn như là dẫn đến bị nứt, làm hỏng kết cấu. Thực tế đã chứng minh phần lớn các kết cấu bị hư hỏng đều do hàn không ngấu gây nên. Hàn không ngấu có khả năng sinh ra ở gốc mối hàn hoặc ở mép đầu nối.
a. Nguyên nhân:
- Khe hở đầu nối và góc vát quá nhỏ, mép hàn lớn không phù hợp với yêu cầu lắp ráp.
- Dòng điện hàn quá nhỏ hoặc tốc độ hàn quá nhanh.
- Góc độ que hàn và cách dao động que hàn không chính xác. - Hồ quang quá dài.
b. Biện pháp khắc phục:
Trong quá trình hàn để tránh xảy ra hiện tượng nói trên, cần khắc phục các nguyên nhân gây nên nếu cần thiết tăng thêm khe hở đầu nối và cho tấm đệm xuống phía dưới của mối hàn.
2. 4. 1.5. Khuyết cạnh
Ở chỗ giao nhau giữa kim loại vật hàn với mối hàn có hình rãnh dọc, rãnh đó gọi là khuyết cạnh.(Hình 2-58)
Hình 2-58: Khuyết cạnh a. Nguyên nhân:
- Dòng điện hàn lớn, hồ quang dài.
84
Khuyết cạnh là một trong những thiếu sót nguy hiểm của mối hàn. Nó làm giảm bớt bề dầy vật hàn, khi kết cấu chịu tải trọng động thì sẽ sinh ra vết nứt.
b. Biện pháp khắc phục:
Chọn cường độ dòng điện hàn chính xác, nắm vững cách dao động que hàn và chiều dài hồ quang khi hàn.
2. 4. 1.6. Đóng cục
Trên mép hàn có những kim loại thừa ra nhưng không trộn với kim loại vật hàn gọi là đóng cục. (Hình 2-59)
Hiện tượng này thường gặp khi hàn ngang và hàn ngửa.
a. Nguyên nhân
- Que hàn nóng chảy quá nhanh. - Hồ quang dài, cách dao động que hàn không chính xác tốc độ hàn chậm.
b. Biện pháp khắc phục:
Chọn vị trí hàn và chế độ hàn chính xác khi hàn dòng một chiều chú ý cách đấu cực tính của máy, ngoài ra chú ý đến tốc độ hàn, cách đưa que hàn thích hợp.
Hình 2-59: Đóng cục
2.4.2 Phương pháp kiểm tra mối hàn
Kiểm tra chất lượng mối hàn là vô cùng quan trọng nhằm đánh giá chất lượng mối hàn xác định xem mối hàn có phù hợp cường độ chịu lực của kết cấu và yêu cầu của việc sử dung không.
Phương pháp kiểm tra mối hàn chia làm hai loại: - Kiểm tra phá hỏng.
- Kiểm tra không phá hỏng.
2. 4. 2.1. Kiểm tra phá hỏng
Kiểm tra cơ tính chống kéo, uốn nguội và dập nén...
Nó có thể xác định được cường độ chịu lực của đầu nối mối hàn tính dẻo và tính dai cao hay thấp.
Việc kiểm tra phá hỏng đối với toàn bộ mối hàn mà nói tính cục bộ vẫn còn lớn cho nên ứng dụng không rộng rãi.
85
2. 4. 2.2. Kiểm tra không phá hỏng
Gồm những phương pháp.
- Kiểm tra mặt ngoài mối hàn bằng mắt hoặc kính phóng đại lớn hơn hoặc bằng 4 lần.
- Kiểm tra bằng dầu hoả.
- Thí nghiệm bằng áp lực nước. - Thi nghiệm bằng áp lực hơi. - Kiểm tra bằng tia X.
- Kiểm tra bằng tia .
a. Kiểm tra mặt ngoài mối hàn bằng mắt hoặc kính phóng đại lớn hơn hoặc bằng 4 lần.
Để xem xét bề mặt ngoài của mối hàn xem còn những thiếu sót như vết nứt, lỗ hơi, lẫn xỉ, đóng cục, hàn chưa ngấu và kích thước mồi hàn đã phù hợp với quy định chưa từ đó xác định chất lượng mối hàn.
Phương pháp này chỉ phát hiện được những thiếu sót ở mặt ngoài mà khó phát hiện được những thiếu sót ở bên trong mối hàn vì vậy khi nghiệm thu kết cấu hàn thường phải dùng những phương pháp khác để bổ xung nhằm xác định chất lượng lần cuối cùng.
b. Kiểm tra bằng dầu hoả.
Để kiểm tra bên trong mối hàn xem có thiếu sót như bị thủng không. Phương pháp này thích hợp cho các sản phẩm cỏ áp lực nhỏ hơn 30N/cm2 những bình chứa yêu cầu có tính chặt chẽ tương đối cao.
Để kiểm tra bằng đầu hoả dựa vào khả năng thẩm thấu rất lớn của dầu hoả qua những khe hở rất nhỏ để phát hiện chỗ dò của mối hàn
Khi kiểm tra trước hết xoa một lớp bột phấn trắng (hoặc bột vôi) sau đó quét vào mặt sau của mối hàn một lớp dầu hoả và để trong một thời gian nhất định. Nếu trong mối hàn có lỗ rất nhỏ xuyên qua hay vết nứt... thì dầu hoả sẽ thấm qua lớp bột phấn trắng và hiện lên những vết dầu.
c. Thí nghiệm bằng áp lực nước.
Là để kiểm tra tính kín của mối hàn, dùng để kiểm tra những dụng cụ chứa phải chịu áp lực (như ống dẫn...)
Khi kiểm tra, trước hết cho nước vào dụng cụ chứa đó, sau đó cho nước cao áp vào, áp lực nước thương bằng 1,5 lần hoặc lớn hơn áp lực làm việc của mối hàn một ít khi đã đạt đến áp lực gần yêu cầu thì ngừng lại mấy phút, dùng búa tay nặng khoảng 0,25Kg gõ nhẹ vào vùng xung quanh mối hàn xem có hiện tượng rò hay không. Sau khi kiểm tra, thải nước cao áp ra từ từ để tránh dụng cụ
86
chứa đó bị co ngót đột ngột mà hư hỏng. Nếu cần dùng khí nén thổi khô nước đề phòng bị gỉ .
Việc thử áp lực nước tiến hành trong tình trạng có áp lực, cho nên không những có thể phát hiện những khuyết tật như rò mà còn đồng thời kiểm tra khả năng chịu áp lực của mối hàn.
d. Thi nghiệm bằng áp lực hơi.
Về cơ bản cũng giống thí nghiệm kiểm tra bằng áp lực nước khi cấu kiện là dụng cụ chứa kiểu kín (như kết nước, két dầu đường ống...) thì có thể dùng áp lực hơi để kiểm tra.
Khi kiểm tra, ta thông khí nén (áp lực khí nén lớn hay nhỏ là căn cứ vào yêu cầu coong tác của cấu kiện mà quyết định) vào trong dụng cụ chứa bịt kín và cho nước xà phòng lên mặt ngoài các mối hàn của dụng cụ chứa đó. Nếu trong mối hàn có khuyết tật thì khí nén sẽ theo khe hở đò sùi ra ngoài, làm sùi bọt xà phòng, giúp ta phát hiện ra thiếu sót của mối hàn.
Chú ý: Khi dùng áp lực cao để thí nghiệm phải đề phòng xảy ra tai nạn ở chỗ khuyết tật mối hàn.
e. Kiểm tra bằng tia X.
Do năng lực xuyên qua các loại vật chất có khác nhau, cho nên ta dùng tia X để kiểm tra khuyết tật trong mối hàn. Tia X do đèn X trong máy phóng tia X phát ra.
Khi kiểm tra bằng tia X, để tia X chiếu thẳng vào mối hàn, sau mối hàn có đặt một chiếc hộp có đặt phim cảm quang .
Nếu mối hàn có những lỗ hơi, lẫn xỉ, vết nứt, hàn chưa ngấu...thì năng lực của tia X xuyên qua những chỗ thiếu sót này, sự cảm quang của phim sẽ tương đối lớn. Sau khi tráng phim hiện rất rõ những thiếu sót trong mối hàn. Phương pháp kiểm tra bằng tia X do thiết bị dùng đắt tiền, cho nên dùng cho những cấu kiện quan trọng và những nơi cần thiết.
Tia X do máy X phát ra chỉ xuyên qua được những vật hàn bằng thép các bon thấp có bề dày không quá 40mm.
87
Hình 2-60: Thí nghiệm bằng tia X.
1. Đèn tia X; 2.Tia X; 3.Vật hàn; 4. Hộp có nắp kín; 5. Phim cảm quang; 6. Tấm chắn bằng chì
f. Kiểm tra bằng tia .
Kiểm tra bằng tia như (Hình 2 -61)
Hình 2-61: Thí nghiệm bằng tia .
1. Hộp chì; 2. Nguyên tố có tính phóng xạ; 3. Tia ; 4. Vật hàn; 5. Hộp đựng phim; 6. Phim: 7. Tấm chắn bằng chì
88
Lợi dụng năng lực phóng xạ của các nguyên tố có tính phóng xạ như: rađium, urnium hoặc côban để phóng những tia ( sóng của những tia ngắn hớn so với sóng của tia X). Nó có năng lực xuyên qua rất mạnh, dùng để kiểm tra mối hàn có độ dày tới 300mm.
Nguồn phát sinh ra tia là do nguyên tố có tính phóng xạ đặt trong hộp bằng chì,miệng mở của cửa hộp đối diện với mối hàn cần kiểm tra. Đặc điểm của phương pháp kiểm tra này là thiết bị đơn giản, nguyên tố có tính phóng xạ được dùng lâu dài, nhưng thời gian cảm quang của phim tương đối dài.
Ngoai những phương pháp thường dùng trên còn có phương pháp kiểm tra bột từ tính , sóng siêu âm...
89 Thực hành hàn Bài 1: Hàn góc vị trí 1F 1. Vật tư – Thiết bị - Dụng cụ. TT Tên vật tư-Thiết bị - Dụng cụ Quy cách Đơn vị Số lg/1nhóm Ghi chú
1 Máy hàn hồ quang tay 500A AC/DC Bộ 01 2 Ống sấy que hàn 5 kg, Max 2400C Ống 01
3 Máy mài cầm tay =100 Chiếc 01
4 Mặt nạ hàn Đội đầu
hoặc cầm tay
Chiếc 4
5 Mỏ lết 300 Chiếc 1
6 Tuốc lơ vít 4 cạnh Cái 1
7 Kìm rèn Cái 1
8 Găng tay Đôi 4
9 Yếm da Cái 4
10 Thước kiểm tra mối hàn Thước vạn năng
Chiếc 01
11 Búa nguội 500g Chiếc 01
12 Thước lá 1000 Chiếc 01 13 Ke vuông 200 Chiếc 01 14 Thép tấm 200 x50x6 Tấm 08 200 x 50x8 Tấm 08
90
2. Bản vẽ liên kết hàn:
Yêu cầu kỹ thuật:
- Mối hàn ăn đều sang hai cạnh
91
3. Quy trình thực hiện.
* Quy trình thực hiện mối hàn góc chữ T không vát cạnh vị trí bằng: TT Nội dung
công việc
Dụng cụ
Thiết bị Hình vẽ minh họa
Yêu cầu đạt được 1 Chuẩn bị - Đọc bản vẽ
Yêu cầu kỹ thuật:
- Kim loại mối hàn bám đều hai cạnh
- Mối hàn đúng kích thước, không bị khuyết tật - Nắm được các kích thước cơ bản - Hiểu được yêu cầu kỹ thuật -Kiểm tra phôi, chuẩn bị mép hàn Thước lá, búa tay, máy mài cầm tay, bàn trải thép - Phôi phẳng, thẳng không bị pavia, đúng kính thước. - Góc lắp ghép bằng 90o
92 - Gá đính Thiết bị hàn hồ quang tay - Mối đính nhỏ gọn, đủ bền, đúng vị trí - Chọn chế độ hàn từng lớp hợp lý 2 Tiến hành hàn Thiết bị hàn hồ quang tay - Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị - Dao động và góc độ que từng lớp phải hợp lý
3 Kiểm tra Thước kiểm tra mối hàn
- Phát hiện được các khuyết tật của mối hàn
93
4. Các dạng khuyết tật hàn. Nguyên nhân- Biện pháp khắc phục.
TT Tên Hình vẽ minh họa Nguyên nhân Cách khắc phục 1 Cháy cạnh - Dòng điện hàn lớn - Hồ quang dài - Dao động que không hợp lý - Giảm cường độ dòng điện - Sử dụng hồ quang ngắn. - Dao động que hàn phù hợp 2 Lẫn xỉ - Do cường độ dòng điện hàn thấp, hồ qung cháy không ổn định - Vệ sinh mép hàn không đạt yêu cầu - Tăng cường độ dòng điện hàn và hàn với hồ quang ngắn - Vệ sinh sạch