a. Thiếu ngấu cạnh
3.3.3. Kiểm tra vật liệu bằng thử kéo
Trong KTPH vật liệu, thử kéo đóng vai trò rất quan trọng vì nó cung cấp các giá trị đặc trƣng để tính toán độ bền mẫu. Các tính chất có thể xác định đƣợc khi tiến hành thử kéo là độ bền kéo tới hạn; giới hạn chảy; điểm chảy (nếu có); độ dãn dài
Mối hàn Phim X quang quang Vật hàn Góc mở Nguồn phát xạ
tƣơng đối; độ co thắt tỉ đối; modulus đàn hồi; đồ thị trƣợt – ứng suất; vị trí và bản chất của phá hủy. Thử kéo cho số liệu định lƣợng để ngƣời kĩ sƣ so sánh và phân tích khi thiết kế kết cấu hàn. Bề mặt bị phá hủy cũng cung cấp thông tin về sự có mặt của các khuyết tật cũng nhƣ ảnh hƣởng của chúng đến sự làm việc sau này.
Chính vì quan trọng nhƣ vậy nên kết quả thử phải đƣợc đảm bảo có thể làm lại đƣợc. Quy trình thử phải làm sao để các thông số nhƣ thiết bị, hình dạng mẫu, các bƣớc thực hiện không ảnh hƣởng đến kết quả. Điều này chỉ đạt đƣợc nếu tuân thủ các tiêu chuẩn thử. Các tiêu chuẩn thử có thể là EN 895 “Destructive test on welds in metallic materials - Transverse tensile test” hoặc EN 876 “Destructive test on welds in metallic materials - Longitudinal tensile test”. Đối với Hoa Kì thì áp dụng AWS B4.0 “Standard Methods for Mechanical Testing of Welding”. Trên hình III.14 trình bày các loại mẫu thử theo AWS B4.0:2007. Đó là các mẫu có tiết diện tròn, các đầu kẹp có hình dạng khác nhau.
Hình 3.38. Các dạng mẫu thử kéo theo AWS 4.0.
Cách đặt lực và đo mức độ biến dạng đã đƣợc trình bày trong các sách Sức bền vật liệu. Khi định vị và kẹp chặt xong, ngƣời ta đặt tải trọng vào mẫu thử với tốc độ đều đều. Trƣớc khi đặt tải trọng, một cảm biến đƣợc gắn vào mẫu với chiều dài
mỗi giá trị tải trọng. Cả hai dữ liệu tải trọng và độ dãn dài đƣợc nhập vào theo biểu đồ ghi lại kết quả thí nghiệm dƣới dạng giữa biến thiên độ dãndài phụ thuộc tải trọng đặt vào. Điều này liên tƣởng đến đƣờng cong tải trọng – biến dạng. Song, kết quả thử kéo đƣợc thể hiện dƣới dạng ứng suất và độ dãn dài tƣơng đối (trƣợt).
Ứng suất tỉ lệ với độ bền, vì nó là tải trọng đặt vào tại bất kì thời điểm nào chia cho diện tích tiết diện. Độ trƣợt (dãn dài tƣơng đối) là tỉ số giữa lƣợng kéo dài của mẫu so với chiều dài mẫu ban đầu. Ứng suất có thứ nguyên là MPa trong khi độ trƣợt không có thứ nguyên (%). Những giá trị này đƣợc đánh dấu và vẽ thành đồ thị. Đối với mẫu thép carbon thấp thì đồ thị đƣợc chia thành các vùng: đàn hồi; chảy; dẻo; phá hủy (h. 3.39).
Hình 3.39. Quan hệ giữa độ dãn dài tƣơng đối với ứng suất kéo của các vật liệu. Đối với kim loại có tính dẻo kém (giòn nhƣ gang), có thể không thấy đƣợc sự thay đổi thuộc tính giữa biến dạng đàn hồi và biến dạng dẻo. Phƣơng pháp thông dụng nhất để xác định giới hạn chảy đƣợc biết đến là kĩ thuật chuyển vị (offset technique). Hình 3.39 b chỉ ra thuộc tính ứng suất – trƣợt điển hình đối với vật liệu giòn.
Báo cáo kết quả sau khi thử kéo cần xác định các thông số sau:
Dạng mẫu kiểm tra, ví dụ nhƣ có đầu kiểu gì.
Kích thƣớc mẫu kiểm.
Giới hạn chảy ch,[MPa]
Vị trí đứt.
Độ bền kéo b = P/F0,[MPa],
Fo- tiết diện ngang của mẫu ban đầu, (mm2)
Độ dãn dài tƣơng đối khi đứt, = 100%,
trong đó: L0, L1 – chiều dài mẫu ban đầu và sau khi đứt
Độ co thắt tỉ đối = 100%
trong đó: F1- tiết diện ngang của mẫu khi đứt, (mm2)
Vị trí và loại khuyết tật, nếu có.
3.3.3.1.Các phƣơng pháp kiểm tra độ bền