Các khiếm khuyết về chất lượng trong kỹ thuật hàn chủ yếu bao gồm các khía cạnh sau:
Khiếm khuyết bên ngoài: Đây là những khuyết tật có thể nhìn thấy bằng mắt thường hoặc dưới kính lúp có độ phóng đại thấp, nằm trên bề mặt đường hàn. Chúng bao gồm các vấn đề như vết cắt (xâm nhập rễ), vết hàn, vết lõm hồ quang, độ xốp bề mặt, tạp xỉ, vết nứt bề mặt và vị trí đường hàn không đều.
Khiếm khuyết bên trong: Những khuyết tật này không thể nhìn thấy bằng mắt thường mà chỉ có thể được phát hiện bằng cách sử dụng thử nghiệm phá hủy hoặc các phương pháp thử nghiệm không phá hủy chuyên dụng. Chúng bao gồm độ xốp bên trong, tạp chất xỉ, vết nứt bên trong, phản ứng tổng hợp không hoàn toàn và thiếu sự thâm nhập. Tuy nhiên, các vấn đề thường gặp thường phát sinh từ việc không làm sạch xỉ hàn và vết bắn tung tóe sau khi hàn, cũng như các vết sẹo mối hàn không được làm sạch.
1. Kích thước mối hàn không{1}}tuân thủ
Hiện tượng: Trong quá trình kiểm tra, các mối hàn có thể có chiều cao quá mức hoặc không đủ, chiều rộng quá rộng hoặc hẹp, sự chuyển tiếp thô ráp giữa mối hàn và vật liệu nền, bề mặt không bằng phẳng hoặc không đều theo hướng dọc hoặc ngang. Ở các mối hàn góc, họng mối hàn có thể quá sâu.
nguyên nhân: Độ thẳng kém khi chuẩn bị rãnh, góc rãnh không đúng hoặc các khe hở lắp ráp không đều. Trong hàn, dòng điện quá lớn có thể làm điện cực nóng chảy nhanh, gây khó khăn cho việc kiểm soát sự hình thành mối hàn. Dòng điện quá thấp có thể gây ra hiện tượng "dính" trong quá trình bắt đầu hồ quang, dẫn đến sự xuyên thấu hoặc mối hàn bị bắn tung tóe. Thợ hàn không đủ tay nghề có thể có kỹ thuật hàn không chính xác, chẳng hạn như chuyển động quá nhanh hoặc quá chậm và góc điện cực không chính xác. Trong hàn hồ quang chìm tự động, các thông số quy trình không chính xác cũng có thể là một yếu tố góp phần.
biện pháp phòng ngừa: Tuân thủ các yêu cầu thiết kế và quy trình hàn để chuẩn bị rãnh. Nên chuẩn bị cơ khí để có độ chính xác cao hơn về góc và độ thẳng của rãnh, tránh cắt khí thủ công hoặc khoét bằng tay. Đảm bảo các khoảng trống lắp ráp đồng đều trong quá trình căn chỉnh để đảm bảo chất lượng hàn phù hợp. Lựa chọn các thông số quy trình hàn phù hợp dựa trên trình độ quy trình hàn. Thợ hàn cần được chứng nhận và đào tạo để có cả kiến thức lý thuyết và kỹ năng thực hành. Đối với các mối hàn nhiều-đường hàn, hãy giảm dòng điện trên lớp cuối cùng bằng cách sử dụng các điện cực có đường kính nhỏ hơn (φ2,0mm~3,0mm) cho lớp bề mặt cuối cùng. Tốc độ hàn phải ổn định, chuyển động nhịp nhàng đều đặn.
2. Undercut (Thâm nhập gốc)
Hiện tượng: Hồ quang hàn làm nóng chảy mép mối hàn nhưng không lấp đầy khoang, để lại vết khía. Vết cắt sâu có thể làm suy yếu độ bền của mối hàn, gây ra sự tập trung ứng suất cục bộ và có khả năng gây nứt khi chịu tải.
nguyên nhân: Các nguyên nhân chính bao gồm dòng điện hàn quá cao, chiều dài hồ quang dài, góc điện cực không đúng, tốc độ chuyển động không chính xác và điện cực nhô ra-ở cuối mối hàn quá ngắn. Vết cắt thường gặp trong các mối hàn dọc, ngang và trên cao.
biện pháp phòng ngừa: Tránh dòng hàn quá lớn và chiều dài hồ quang dài; thay vào đó, hãy chọn hàn hồ quang ngắn. Đảm bảo góc điện cực thích hợp và kiểm soát kỹ thuật hàn. Khi điện cực chạm tới mép mối hàn, giảm tốc độ để kim loại điện cực nóng chảy lấp đầy mép mối hàn nhưng tăng tốc độ ở tâm. Độ sâu đường cắt phải nhỏ hơn 0,5 mm, chiều dài không quá 10% tổng chiều dài mối hàn và chiều dài liên tục phải được giới hạn ở mức 10 mm. Nếu độ sâu hoặc phạm vi vượt quá các dung sai này, hãy làm sạch khuyết tật và lấp đầy khuyết tật đó bằng các điện cực có đường kính nhỏ hơn với dòng điện cao hơn một chút.
3. Nứt
Hiện tượng: Các vết nứt xảy ra trong hoặc sau khi hàn ở vùng hàn, bao gồm các vết nứt bên trong hoặc bên ngoài, cũng có thể xuất hiện ở vùng{0}}bị ảnh hưởng nhiệt. Các vết nứt có thể được phân loại thành vết nứt dọc, vết nứt ngang, vết nứt miệng hoặc vết nứt gốc và có thể được phân loại thành vết nứt nóng, vết nứt nguội và vết nứt nung lại.
nguyên nhân: Vết nứt thường xảy ra do ứng suất lớn ở vùng ảnh hưởng nhiệt-sau khi làm mát, sự hiện diện của cấu trúc martensitic trong vật liệu cơ bản khiến vật liệu dễ bị nứt sau khi làm mát hoặc nồng độ hydro cao và các yếu tố có hại khác.
biện pháp phòng ngừa: Loại bỏ ứng suất và sử dụng vật liệu hàn thích hợp, đồng thời đảm bảo đúng kỹ thuật hàn. Chú ý đến thiết kế rãnh để tránh mối hàn nóng lên và nguội không đều, có thể dẫn đến ứng suất nhiệt và nứt. Khi hàn các tấm thép có độ dày khác nhau, các tấm thép mỏng phải trải qua quá trình xử lý mỏng. Chọn vật liệu phù hợp với thông số kỹ thuật thiết kế, kiểm soát hàm lượng hydro bằng điện cực nướng trước khi sử dụng và làm sạch rãnh dầu, nước và các chất gây ô nhiễm khác. Chọn các thông số hàn tối ưu để kiểm soát lượng nhiệt đầu vào trong khoảng 800–3000 độ để có cấu trúc vi mô tốt hơn trong mối hàn và vùng{6}}bị ảnh hưởng nhiệt. Đối với nhiệt độ môi trường thấp hoặc vật liệu mỏng, hãy làm nóng trước trước khi hàn và sử dụng-xử lý nhiệt sau hàn để giảm ứng suất dư.
4. Miệng núi lửa vòng cung
Hiện tượng: Xuất hiện miệng hố hồ quang ở cuối mối hàn, làm suy yếu độ bền của mối hàn và có khả năng dẫn đến nứt trong quá trình nguội.
nguyên nhân: Điều này thường xảy ra do thời gian dập tắt hồ quang quá ngắn hoặc sử dụng dòng điện quá mức khi hàn vật liệu mỏng.
biện pháp phòng ngừa: Khi kết thúc mối hàn, giữ nhanh điện cực tại chỗ hoặc thực hiện một số chuyển động tròn để đảm bảo đủ kim loại nóng chảy lấp đầy miệng hố. Đảm bảo cài đặt hiện tại thích hợp. Ở những phần quan trọng, sử dụng bộ khởi động hồ quang để dẫn hồ quang ra ngoài phôi.
5. Bao gồm xỉ
Hiện tượng: Các tạp chất xỉ là các tạp chất phi kim loại (chẳng hạn như oxit, nitrua, sunfua và photphua) được tìm thấy trong mối hàn, thường có hình dạng không đều như dạng hình nón hoặc hình kim-. Những thứ này có thể làm giảm độ dẻo và độ bền của cấu trúc kim loại và làm tăng ứng suất, dẫn đến gãy, nứt và cuối cùng là hỏng hóc thành phần.
nguyên nhân: Việc bám xỉ có thể do vật liệu nền không được làm sạch tốt, dòng điện hàn thấp, không đủ thời gian để xỉ nổi ra ngoài hoặc bị nhiễm bẩn do rỉ sét, dầu hoặc các tạp chất khác. Thợ hàn vận hành không đúng cách và kỹ thuật hàn không chính xác cũng góp phần gây ra hiện tượng này.
biện pháp phòng ngừa: Sử dụng que hàn có hiệu suất xử lý tốt và đảm bảo vật liệu nền đáp ứng các thông số kỹ thuật thiết kế. Chọn các thông số quy trình hàn thích hợp sau khi thẩm định quy trình. Làm sạch rãnh và các cạnh của phôi một cách cẩn thận, đảm bảo mối nối không bị ẩm, dầu và mảnh vụn. Đối với các mối hàn có nhiều đường hàn, hãy làm sạch hoàn toàn xỉ giữa các đường hàn. Xử lý que hàn đúng cách, đảm bảo chúng được bảo quản trong điều kiện khô ráo và đảm bảo xử lý điện cực chính xác trong quá trình hàn.
6. Độ xốp
Hiện tượng: Độ xốp xảy ra khi khí hấp thụ vào kim loại mối hàn nóng chảy không thoát ra ngoài trước khi đông đặc, tạo thành các lỗ nhỏ trên mối hàn. Những thứ này có thể làm suy yếu độ bền của mối hàn và dẫn đến sự tập trung ứng suất, làm tăng độ giòn và xu hướng nứt.
nguyên nhân: Các nguyên nhân bao gồm chất lượng điện cực kém, sấy điện cực không đúng cách, nhiễm bẩn do rỉ sét, dầu hoặc các tạp chất khác và kỹ thuật hàn không đúng. Dòng hàn quá mức, chiều dài hồ quang dài hoặc dao động điện áp cũng có thể làm mất ổn định hồ quang và tăng độ xốp.
biện pháp phòng ngừa: Sử dụng các điện cực-chất lượng cao và đảm bảo chúng được bảo quản và sấy khô đúng cách. Làm sạch phôi trước khi hàn để loại bỏ tạp chất. Duy trì dòng hàn thích hợp và kiểm soát tốc độ hàn. Làm nóng phôi trước khi hàn và khi dừng lại, rút từ từ điện cực ra để có đủ thời gian cho khí thoát ra ngoài. Giảm thiểu độ ẩm môi trường và bảo vệ khu vực hàn khỏi thời tiết bất lợi.
7. Không làm sạch xỉ và xỉ sau khi hàn
Hiện tượng: Khiếm khuyết thường gặp này có thể dẫn đến thẩm mỹ kém và tiềm ẩn nhiều hậu quả nguy hiểm. Nước bắn tung tóe và xỉ có thể hình thành các vùng cứng trên bề mặt, dẫn đến nứt và ăn mòn cục bộ.
nguyên nhân: Bảo quản điện cực không đúng cách, cài đặt thiết bị không chính xác và điều kiện môi trường không phù hợp có thể gây ra sự tích tụ xỉ và xỉ. Người vận hành thiếu kinh nghiệm có thể không làm sạch đúng cách hoặc không tuân thủ các quy trình an toàn.
biện pháp phòng ngừa: Lựa chọn thiết bị hàn phù hợp với vật liệu hàn. Bảo quản điện cực ở điều kiện khô ráo và sử dụng máy hút ẩm thích hợp. Đảm bảo phôi sạch sẽ và không có chất gây ô nhiễm, đồng thời luôn duy trì các điều kiện môi trường thích hợp trong quá trình hàn. Triển khai-quy trình làm sạch sau mối hàn để loại bỏ xỉ và vết bắn tung tóe.
8. Sẹo vòng cung
Hiện tượng: Sẹo hồ quang xảy ra khi giá đỡ điện cực hoặc kẹp nối đất vô tình tiếp xúc với phôi hoặc khi điện cực hoặc phôi di chuyển ngoài ý muốn trong quá trình hàn, để lại vết sẹo trên bề mặt.
nguyên nhân: Điều này thường xảy ra do sơ suất của người vận hành hoặc không bảo trì thiết bị đúng cách.
biện pháp phòng ngừa: Kiểm tra thiết bị hàn thường xuyên, kiểm tra cách điện và đảm bảo tất cả các kết nối đều an toàn. Tránh bắt đầu hồ quang bên ngoài vùng hàn và luôn đặt giá đỡ điện cực cách xa phôi khi không sử dụng. Trong trường hợp có sẹo, hãy dùng máy mài để loại bỏ khuyết điểm.
