II. KIẾN THỨC LIÊN QUAN
1.6. Các khuyết tật của mối hàn
Hàn hồ quang tay là phương pháp thủ công do vậy chất lượng mối hàn phụ thuộc chủ yếu vào kỹ năng của người thợ hàn. Người thợ hàn phải đủ năng lực đồng thời quy trình hàn phải được lập chính xác.
Với liên kết hàn mối hàn có thể có nhiều khuyết tật với các hình dáng kích thước khác nhau tuy nhiên ở một mức độ nhất định nó khơng ảnh hưởng tới chất lượng mối hàn và theo từng loại tiêu chuẩn hay yêu cầu kỹ thuật của cơng trình nó được đánh giá là đạt.
Với hàn hồ quang tay thường xảy ra các khuyết tật sau.
1.6.1. Rỗ mối hàn
Rỗ là hiện tượng các túi khí hay lỗ rỗng tồn tại trong mối hàn hay bề mặt của mối hàn, nó là kết quả của q trình phản ứng hố học trong mối hàn.
27
Hình 1.21: Rỗ mối hàn
Nguyên nhân chủ yếu là trong quá trình chuẩn bị mối hàn là các mép liên kết hàn không được làm sạch, que hàn cũ hay ướt, cột hồ quang quá ngắn sẽ tạo ra khí trong vũng hàn nóng chảy, nếu khơng đủ thời gian cho khí thốt ra trước khi kim loại mối hàn nóng chảy thì sẽ xảy ra hiện tượng rỗ.
Hình 1.22: Rỗ khí được thể hiện trên ảnh chụp RT
Để ngăn chặn hiện tượng này, trước hết người thợ hàn phải kiểm tra độ sạch của liên kết trước khi hàn song rồi kiểm tra que hàn. khi hàn giữ cho chiều dài hồ quang đủ lớn, sử dụng dao động hồ quang để điều chỉnh thời gian tồn tại vũng hàn nóng chảy hợp lý để khí thốt hết.
1.6.2. Lẫn xỉ
Lẫn xỉ là hiện tượng xỉ hàn, oxit hay phi kim ở thể rắn tồn tại trong mối hàn, giữa các đường hàn hay giữa kim loại hàn với kim loại cơ bản.
Trong q trình nóng chảy, xỉ lỏng có trọng lượng riêng nhẹ hơn nên sẽ nổi lên bề mặt bể hàn.
Rỗ khí tập trung xuất hiện trên bề mặt Rỗ khí đơn Rỗ mối hàn
28
Hình 1.23: Ngậm xỉ được thể hiện trên ảnh chụp RT
Xỉ hình thành từ vỏ bọc que hàn, khi hàn do hồ quang quá mạnh xỉ sẽ bị thổi chìm xuống đáy của bể hàn hoặc xỉ chảy tràn lên phía trước hồ quang, khi người thợ hàn không cẩn trọng và kim loại đông đặc nhanh xỉ sẽ không kịp nổi lên gây ra hiên tượng lẫn xỉ.
Hiện tượng này cũng xảy ra khi hàn tại khe giữa hai mặt phẳng song song mà mối hàn lồi hoặc giữa mỗi hàn lồi với thành kim loại cơ bản khi khe hàn được vát mép không hợp lý hoặc khi hàn từ trên xuống kim loại lỏng chảy lên trên xỉ hàn đã đông đặc.
Hiện tượng này được ngăn chặn khi cơng việc chuẩn bị tốt điều chỉnh dịng điện hàn hợp lý và yêu cầu người thợ hàn phải có tay nghề tốt.
1.6.3. Không ngấu
Là khuyết tật mà tiếp giáp giữa kim loại mối hàn và vật liệu cơ bản hoặc giữa kim loại lớp hàn này với kim loại lớp hàn khác khơng có sự tan chảy vào nhau.
Hình 1.24: Mối hàn khơng ngấu trên ảnh chụp RT
Nguyên nhân chủ yếu do tốc độ hàn không chuẩn thường quá nhanh, đường kính điện cực lớn, cường độ dịng điện thường qúa nhỏ. Hiện tượng này thường xảy ra khi hàn giáp mối có khe hở khơng đủ lớn, khi người thợ hàn chưa đủ kỹ năng, hồ
Ngậm xỉ giữa Ngậm xỉ tại chân Không ngấu
các đường hàn mối hàn do ngậm xỉ
Không ngấu giữa Khơng ngấu chảy
29
Hình 1.25: Khơng thấu chân mối hàn
Không thấu chân do Không thấu chân do khe hở mối hàn nhỏ do đặt điện cực hàn khơng đúng
Hình 1.26: Khơng thấu chân thể hiện trên ảnh chụp RT
quang khơng đủ mạnh làm nóng chảy lớp kim loại xung quanh hoặc khi hàn lớp kim loại lỏng chảy tràn lên phía trên lớp trước làm ngăn hồ quang khơng trực tiếp tập trung lên kim loại lớp trước.
Để ngăn chặn hiện tượng này cần phải chuẩn bị liên kết hợp lý, ví dụ để khe hở chân liên kết hàn lớn, độ vát mép lớn… chọn chủng loại que hàn hợp lý, tăng cường độ dòng hàn, tốc độ hàn hợp lý sao cho điền đầy rãnh hồ quang.
1.6.4. Không thấu
Nguyên nhân: do dòng điện, điện áp thấp, khe hở chân mối hàn nhỏ, chiều cao chân mối ghép lớn, tốc độ hàn nhanh.góc điện cực đặt khơng đúng, liên kết hàn bẩn vì vậy khi thực hiện mối hàn cần chú ý kiểm tra liên kết hàn cẩn thận và chọn chế độ hàn hợp lý.
30
1.6.5. Cháy thủng
Hình 1.27: Hiện tượng cháy thủng khi hàn
Nguyên nhân chủ yếu do cường độ dòng điện quá cao, khe hở chân mối ghép rộng, chiều dày chân mối ghép nhỏ, tốc độ hàn chậm
1.6.6. Chảy tràn
Hình 1.28: Hiện tượng chảy tràn
Nguyên chủ yếu do mối ghép quá bẩn, Tốc độ hàn quá chậm, dòng điện hàn quá thấp và kỹ thuật hàn không đúng
1.6.7. Khuyết cạnh mối hàn
Là hiện tượng chân, cạnh của lớp hàn hoặc mối hàn bị cháy tạo thành rãnh sâu làm giảm tiết diện chịu lực của kết cấu tại điểm này.
31
Hình 2.12: Khuyết cạnh thể hiện trên ảnh chụp RT điện cực đặt khơng đúng
Hình 1.29: Hiện tượng chảy tràn
Hình 1.29: Hiện tượng khuyết cạnh mối hàn
Hiện tượng này sảy ra khi cường độ dòng điện cao, chiều dài hồ quang lớn, vị trí que hàn khơng đúng góc độ, tốc độ hàn khơng hợp lý, thời gian ngừng trong quá trình dao động que hàn khơng hợp lý. Tuy nhiên với một số loại que hàn dù người thợ hàn có kỹ năng tốt cũng không thể tránh khỏi hiện tượng này nhất là thực hiện trong khơng gian hẹp.
Ngồi những điều chỉnh các nguyên nhân trên, để khắc phục hiện tượng này cần phải mài phần khuyết cạnh sao cho sự chuyển tiếp giữa kim loại cơ bản với kim loại mối hàn tốt nếu quá xâu phải hàn một lớp bù lên trên.
1.6.8. Nứt
Nứt là hiện tượng gián đoạn trong mối hàn hoặc vùng ảnh hưởng nhiệt. Nứt có thể xảy ra ở hai dạng: nứt nóng và nứt nguội.
Nguyên nhân chủ yếu xảy ra hiện tượng này là:
Cháy cạnh tại Cháy cạnh tại chân mối hàn mặt mối hàn
32
- Tính chất cơ lý hố của kim loại cơ bản là loại khó hàn mà chế độ xử lý nhiệt trước, trong và sau khi hàn không hợp lý.
- Chủng loại que hàn lựa chọn không phù hợp với kim loại cơ bản hoặc chất lượng của que hàn không đảm bảo như ẩm, vỡ lớp bọc…
- Thiết kế liên kết hàn khơng hợp lý ví dụ: chiều dầy mối hàn lớn nhưng chiều rộng hẹp làm q trình đơng đặc của mối hàn khơng đồng đều gây co ngót và sinh nứt.
- Liên kết giữa hai vật thể có khối lượng, độ cứng vững chênh lệch quá lớn. Để hạn chế hiện tượng này cần phải xác lập quy trình hàn chính xác, đối với vật liệu cơ bản có tính chất lý hố đặc biệt cần tính tốn chế độ xử lý nhiệt hợp lý. Cần thiết kế đồ gá đảm bảo chống và ngăn ứng xuất dư. Nếu trong quá trình hàn phát hiện vết nứt cần phải xử lý loại bỏ ngay trước khi tiếp tục hàn.
1.6.9. Mối hàn có hình dáng bên ngồi xấu
Hiện tượng này bao gồm bề mặt mối hàn không phẳng bắn t nhiều, kích thước mối hàn khơng đồng đều.
Nứt ngang Nứt dọc Hình 1.30: Nứt thể hiện trên ảnh chụp RT
33
Hình 1.31: Hình dạng ngồi mối hàn xấu
Các hiện tượng trên xuất hiện do sự lựa chọn chế độ hàn không hợp lý, que hàn không đảm bảo chất lượng nhưng quan trọng nhất vẫn là kỹ năng của người thợ hàn.
1.6.10. Biến dạng sản phẩm hàn
Trong quá trình hàn do đặc điểm của chu trình nhiệt và qúa trình luyện kim khi hàn sẽ gây ứng suất dư, xuất hiện trong mối hàn làm biến dạng sản phẩm hàn khi độ cứng vững của sản phẩm không cho phép.
Hiện tượng này khơng chỉ liên quan tới q trình cơng nghệ mà còn do cả đặc điểm kết cấu của chúng.
Hiện tượng này được hạn chế bằng kỹ thuật hàn phân đoạn nghịch, kẹp chặt sản phẩm bằng lị gá, hàn đính định vị sản phẩm, gây biến dạng trước, xử lý nhiệt trước trong và sau khi hàn…
Quan trọng hơn cả là thiết kế liên kết hàn hợp lý sao cho ứng suất và biến dạng được triệt tiêu sau khi hàn.
34