Đang tải... (xem toàn văn)
Toàn bộ kiến thức về kiểm tra chất lượng mối hàn và hàn xì Dạng tl: giáo trình
Kim Tra Cht Lng Mi Hn Kiểm tra chất lợng hàn Chơng I: Khái niệm chung 1.1. Chất lợng hàn và chỉ tiêu đánh giá 1.1.1. Chỉ tiêu - Cơ tính: Độ bền, độ dẻo, độ dai va chạm, độ cứng, chỉ tiêu cơ tính đặc trung khả năng chịu lực của kết cấu Tuỳ điều kiện làm việc của kết cấu và yêu cầu kỹ thuật chọn chỉ tiêu cơ tính phù hợp - Hoá lý tính - Độ tin cậy - Tính mỹ thuật - Tính kinh tế: + Vật liệu chế tạo kết cấu, vật liệu hàn + Công nghệ hàn 1.1.2. Độ bền lâu Độ bền lâu (tuổi thọ) của vật liệu hay tiết máy là khoảng thời gian làm việc của chúng dới tác động của của một chế độ tải trọng và các yếu tố ảnh hởng khác mà không bị phá huỷ. Độ bền lâu thờng đợc tính bằng giờ hoặc chu kỳ ứng suất, trong một số lĩnh vực, chuyên ngành ( ô tô, máy kéo ) độ bền lâu tính bằng km làm việc. 1.1.3. Phân loại - Nguy hiểm - Quan trọng - Không quan trọng 1.2. Các dạng khuyết tật hàn và phân loại phơng pháp kiểm tra 1.2.1. Các dạng khuyết tật hàn - Khuyết tật hàn là những sai lẹch về hình dáng kích thớc 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. 1.2.1.1. Nứt (Weld crack) Là khuyết tật nghiêm trọng nhất của liên kết hàn. Nứt có thể xuất hiện: Trên bề mặt mối hàn; trong mối hàn; vùng ảnh hởng nhiệt - Nứt có thể xuất hiện ở các nhiệt độ khác nhau: + Nứt nóng (hot crack) : Xuất hiện trong quá trình kết tinh của liên kết hàn khi nhiệt độ khá cao (trên 1000 0 C) TRNG I HC S PHM K THUT HNG YấN Trang 1 Kim Tra Cht Lng Mi Hn + Nứt nguội (cold crack): Xuất hiện khi kết thúc quá trình hàn ở nhiệt độ dới 1000 0 C, có thể xuất hiện sau vài giờ, vài ngày sau khi hàn - Vết nứt có kích thớc khác nhau: + Nứt tế vi: phát triển trong quá trình làm việc, phát triển thành nứt thô đại + Nứt thô đại: Phá huỷ kết cấu ngay khi làm việc - Các vết nứt thô đại có thể phát hiện bằng mắt thờng hoặc kính lúp (trên bề mặt) - Vết nứt tế vi nằm trong mối hàn có thể dùng phơng pháp kiểm tra siêu âm, chụp X quang để phát hiện TRNG I HC S PHM K THUT HNG YấN Trang 2 Kim Tra Cht Lng Mi Hn 1.2.1.2. Rỗ khí (Blow hole) Sinh ra do hiện tợng khí trong kim loại lỏng mối hàn không kịp thoát ra ngoài khi kim loại vũng hàn đông đặc - Rỗ khí có thể sinh ra: + ở bên trong (1) hoặc bề mặt mối hàn (2) + Nằm ở phần ranh giới giữa kim loại cơ bản và kim loại đắp + Có thể phân bố, tập trung (4) hoặc nằm rời rạc trong mối hàn - Mối hàn tồn tại rỗ khí sẽ giảm tác dụng làm việc, giảm độ kín - Nguyên nhân: + Hàm lợng C trong kim loại cơ bản và trong vật liệu hàn quá cao + Vật liệu hàn bị ẩm, bề mặt hàn bị bẩn + Chiều dài hồ quang lớn, vận tốc hàn quá cao - Khắc phục: + Điều chỉnh chiều dài hồ quang ngắn, giảm vận tốc hàn + Sau khi hàn không gõ xỉ ngay kéo dài thời gian giữ nhiệt cho mối hàn + Hàn MAG/MIG đủ khí, khoảng cách chụp khí và vật hàn đảm bảo + Hàn tự động thuốc hàn không đợc ẩm, cung cấp đủ thuốc trong quá trình hàn 1.2.1.3. Lẫn xỉ (kẹt xỉ): Slay inclusion - Loại khuyết tật dễ xuất hiện trong mối hàn, xỉ có thể tồn tại: + Trong mối hàn + Trên bề mặt mối hàn + Ranh giới giữa kim loại cơ bản và kim loại mối hàn, giữa các lợt hàn - Rỗ xỉ ảnh hởng đến độ dai va đập và độ dẻo kim loại mối hàn làm giảm khả năng làm việc của kết cấu TRNG I HC S PHM K THUT HNG YấN Trang 3 Kim Tra Cht Lng Mi Hn - Nguyên nhân: + Dòng điện nhỏ không đủ nhiệt cung cấp cho kim loại nóng chảy xỉ khó thoát ra khỏi kim loại vũng hàn + Hàn nhiều lớp cha làm sạch xỉ + Góc độ hàn cha hợp lý, V h quá lớn + Làm nguội mối hàn nhanh 1.2.1.4. Không ngấu (Incomplete fusion) - Là khuyết tật nghiêm trọng trong liên kết hàn dẫn đến nứt làm hỏng liên kết TRNG I HC S PHM K THUT HNG YấN Trang 4 Kim Tra Cht Lng Mi Hn - Nguyên nhân: + Mép hàn chuẩn bị cha hợp lý + Dòng điện hàn quá nhỏ hoặc V h quá nhanh + Góc độ điện cực (que hàn) và cách đa điện cực cha hợp lý + Chiều dài cột hồ quang quá lớn + Điện cực hàn chuyển động không đúng theo trục hàn 1.2.1.5. Lẹm chân (Undercut) - Làm giảm tác dụng làm việc của liên kết - Tạo sự tập trung ứng suất cao có thể dẫn đến phá huỷ kết cấu Lẹm chân, chảy loang - Nguyên nhân: + Dòng điện hàn quá lớn + Chiều dài cột hồ quang lớn + Góc độ và cách đa que hàn cha hợp lý + Sử dụng cha đúng kích thớc điện cực hàn (quá lớn) 1.2.1.6. Chảy loang (Overlap) TRNG I HC S PHM K THUT HNG YấN Trang 5 Kim Tra Cht Lng Mi Hn - Hiện tợng kim loại lỏng chảy loang trên bề mặt của liên kết hàn (Bề mặt kim loại cơ bản vùng không nóng chảy) - Nguyên nhân: + Góc nghiêng que hàn không hợp lý + Dòng điện hàn quá cao + T thế hàn và cách đặt vật hàn không hợp lý 1.2.1.7. Khuyết tật về hình dáng liên kết hàn - Bao gồm các sai lệch về hình dáng mặt ngoài của liên kết hàn: + Chiều cao phần nhô, chiều rộng mối hàn không đồng đều + Đờng hàn vặn vẹo + Vẩy hàn không đều - Nguyên nhân + Gá lắp, chuẩn bị mối hàn không hợp lý + Chế độ hàn không ổn định + Vật liệu hàn không đảm bảo chất lợng + Trình độ công nghệ quá thấp - Quá nhiệt: Do chọn chế độ hàn không hợp lý (Năng lợng nhiệt lớn, V h nhỏ) - Bắn té: Kim loại bắn té lên vật hàn do vật liệu hàn không đảm bảo chất lợng, thiếu khí bảo vệ hoặc sử dụng không đúng khí 1.3. Phân loại phơng pháp kiểm tra 1.3.1. Kiểm tra phá huỷ Nhằm xác định các đặc tính cơ học của liên kết hàn để so với cơ tính của kim loại cơ bản. Từ đó cũng có thể đánh giá tay nghề của ngời thợ hàn một cách chính xác hơn. Bao gồm: Thử kéo, thử uốn, thử dai va đập 1.3.2. Kiểm tra không phá huỷ Đây là phơng pháp kiểm tra đợc thực hiện trực tiếp với liên kết hàn trên các sản phẩm hàn cụ thể mà không gây phá huỷ chúng Chơng II: Kiểm tra chất lợng mối hàn bằng phá huỷ. 2.1.Kiểm tra cơ tính mối hàn. +Căn c yêu cầu kĩ thuật khả năng thiết bị kiểm tra mà tiến hành thử kéo,uốn,độ cứng và độ dai va đập của các liên kết dới tác dụng của tải trọng tĩnh hay tải trọng động. 2.1.1.Thử kéo TRNG I HC S PHM K THUT HNG YấN Trang 6 Kim Tra Cht Lng Mi Hn Xác định giới hạn bền,giới hạn chuẩn,độ giãn dài và độ co thắt tơng đối của kim loại đắp. - Đơn vị đo độ bền,giới hạn chảy:KG/mm 2 ;Pa;MPa,N/mm 2 . TCVN:KG/mm 2 ;Quốc tế dùng Pa(Pascal);1Pa=10 -7 Kg/mm 2 ,1MPa=10 6 Pa. Hoa Kỳ, Anh dùngPSi;1PSi=6,9.10 3 Pa, bội của pSi là KSi=10 3 PSi. - Quan hệ giữa các đơn vị thờng gặp. 1kg/mm 2 =10MPa; 1MKg/mm 2 =0,1Kg/mm 2 ; 1KSi = 0,703KG/mm 2 1kg/mm 2 =1,45KSi; 1MPa = 0,145KSi; 1KSi = 6,9MPa. - Để thử kéo phải chuẩn bị mẫu đợc cắt từ phần kim loại đắp của liên kết hàn và gia công đạt hình dạng kích thớc nh hình vẽ: Kích thớc của mẫu thử kéo kim loại (mm) Loại mẫu Chiều dài tính toán d l h L I II III 30 15 50 6 0,1 3 0,1 10 0,1 36 0,1 20 0,1 70 0,1 6 4 10 48 0,1 28 0,1 90 0,1 - Mẫu IV dùng để kiểm tra cơ tính của mối hàn làm việc trong điều kiện nhiệt độ cao - Mẫu thử kéo liên kết hàn giáp mối nh hình vẽ, khi thử phần nhô mối hàn đợc ra công phẳng với bề mặt của các chi tiết TRNG I HC S PHM K THUT HNG YấN Trang 7 Kim Tra Cht Lng Mi Hn Kích thớc mẫu thử liên kết giáp mối (mm) S(mm) b b 1 l L 4,5 4,5 ữ 10 10 ữ 25 25 ữ 50 15 +0,5 20 +0,1 25 0,1 30 0,1 25 30 35 40 50 60 100 160 L = l + 2h Chú thích: - Chiều dài h chọn theo kết cấu của máy thử kéo - với S>50 mm kích thớc mẫu do yêu cầu kỹ thuật riêng quy định + Biểu đồ thử kéo )/( 2 0 , mmKG F P b b = )/( 2 0 , mmKG F P T T = P T gây biến dạng d mẫu sau khi.bỏ tải trọng là 0,20% so với chiều dài ban đầu ' 02 0 02 ' 02 F P = 0 ' F P dh dh = 0 01,0 ' 01,0 F P = 0 05,0 ' 05,0 F P = Tải trọng tác dụng tạo ra biến dạng d là (0,01ữ0,05) của chiều dài ban đầu - Độ dài tơng đối: %100.% 0 01 l ll = - Độ thắt tỷ đối: %100.% 0 01 F FF = 2.1.2 Thử uốn - Kích thớc và hình dạng mẫu thử uốn nh hình vẽ TRNG I HC S PHM K THUT HNG YấN Trang 8 Kiểm Tra Chất Lượng Mối Hàn KÝch thíc c¸c mÉu thö uèn (mm) S R B D L l < 2 2,1÷4,0 4,1÷8,0 8,1÷12,0 12,1÷16,0 16,1÷20,0 > 20,1 2 4 8 12 16 20 25 Víi S ≥5 b=S+30 Víi S <5 b=S+15 2.S D+2,5+80 L/3 2.1.3. KiÓm tra ®é dai va ®Ëp + MÉu thö ®é dai va ®Ëp cã h×nh d¹ng vµ kÝch thíc nh h×nh vÏ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN Trang 9 Kim Tra Cht Lng Mi Hn Kích thớc mẫu thử độ dai va đập mm Loại mẫu b h 1 h L I II III 10 0,1 5 0,1 S * 8 0,1 8 0,1 6 0,1 10 0,1 10 0,1 8 0,1 55 0,5 55 2 55 2 * Chiều dày chi tiết - Độ dai va đập: S A a k k = ' N.m/cm 2 hay KJ/m 2 hay KG.m/cm 2 A k công phá huỷ mặt cắt ngang hình chữ nhật qua rãnh khía 1J =1N.m; 1KG/cm 2 = 10J/cm 2 ; 1KJ/m 2 = 0,01KG.m/cm 2 ; 1KG.m/cm 2 =100KJ/m 2 * Những liên lết hàn có giới hạn bền của kim loại đắp gần tơng đơng với kim loại cơ bản: - Góc uốn không bé hơn 120 0 - Độ dai va đập lớn hơn 8 KG.m/cm 2 - Không chứa các khuyết tật nguy hiểm (nứt, không ngấu, lẫn xỉ ) đợc coi là những liên kết đảm bảo yêu cầu 2.2 Kiểm tra cấu trúc kim loại của liên kết hàn + Kiểm tra cấu trúc kim loại của liên kết hàn gồm 2 dạng: - Kiểm tra thô đại - Kiểm tra tế vi + Kiểm tra cấu trúc thô đại đợc tiến hành trực tiếp với các mẫu thử kim loại hoặc các mặt gẫy của chúng - Các mẫu thử đợc cắt ra từ các liên kết hàn, mài bóng tẩy sạch bắng dung dịch axit nitric 25% rồi dùng kính lúp hoặc mắt thờng để quan sát phát hiện khuyết tật của liên kết hàn - Có thể khoan lấy mẫu ngay trên kim loại đắp để nghiên cứu. Thờng dùng các mũi khoan với D lớn hơn chiều rộng mối hàn 3mm để lấy cả kim loại vùng ảnh hởng nhiệt TRNG I HC S PHM K THUT HNG YấN Trang 10 [...]... nớc, hàn sửa chữa và kiểm tra lại - Với kết cấu hở (Bể chứa, thùng, két dầu ) chỉ cần thử bằng bơm nớc vào và giữ từ (2 ữ 24)h để quan sát và phát hiện vị trí có khuyết tật 4.4 Kiểm tra bằng phơng pháp chân không - Tiến hành khi không tiến hành kiểm tra độ kín mối hàn theo các cách trên + Sơ đồ kiểm tra độ kín mối hàn bằng phơng pháp tạo chân không TRNG I HC S PHM K THUT HNG YấN Trang 14 Kim Tra Cht... đúng với thiết kế không - Kiểm tra độ sạch bề mặt liên kết trớc khi hàn có bị dính dầu mỡ, sơn hay gỉ sắt không 3.2 Kiểm tra trong khi hàn - Các thông số của quá trình hàn (d, Ih, Uh, lu lợng khí bảo vệ) - Vật liệu hàn tiêu hao - Nhiệt độ gia nhiệt (nung nóng sơ bộ) nếu có - Vị trí hàn và chất lợng bề mặt vật hàn - Thứ tự hàn - Sự làm sạch xỉ ở mối hàn đính và giữa các lớp hàn - Kiểm soát mức độ biến dạng... IV: Kiểm tra độ kín (LT) Leak testing Để kiểm tra các kết cấu hàn dùng để chứa chất lỏng, chất khí, đặc biệt với thiết bị làm việc dới áp suất cao phải đợc kiểm tra độ kín của liên kết hàn Tuỳ vào yêu cầu làm việc, kết cấu cụ thể và khả năng thiết bị của cơ sở mà lựa chọn một trong các phơng pháp kiểm tra độ kín cho thích hợp 4.1 Kiểm tra bằng khí Amôniắc - Dựa vào sự thay đổi màu của một số hoá chất. .. tra trớc khi hàn, khi đang hàn và sau khi hàn Đây là phơng pháp dễ thực hiện có thể giúp tránh đợc các khuyết tật hoặc phát hiện sớm trong quá trình hàn 3.1 Kiểm tra trớc khi hàn - Xem lại bản vẽ thiết kế, các tiêu chuẩn đặt ra cho liên kết hàn - Kiểm tra các vật liệu hàn sử dụng có đầy đủ và phù hợp với yêu cầu không (que hàn, thuốc hàn, khí ) - So sánh việc chuẩn bị và gá lắp khe hở hàn và vát mép...Kim Tra Cht Lng Mi Hn + Kiểm tra cấu trúc tế vi đợc tiến hành dới các loại kính lúp có độ phóng đại lớn (x 100ữ500 lần) xác định dễ dàng và chính xác chất lợng kim loại ở vùng tinh giới hạt, kích thớc hạt và các khuyết tật tế vi (nứt, rỗ khí) trong tổ chức của liên kết hàn Chơng III: Kiểm tra chung Chủ yếu sử dụng phơng pháp quan sát bằng mắt để kiểm tra toàn bộ quá trình hàn Cụ thể là kiểm tra trớc... bề mặt liên kết hàn (bề mặt mối hàn và vùng kim loại cơ bản) + Quan sát kỹ mối hàn bằng mắt thờng hoặc kính lúp để phát hiện các khuyết tật bề mặt + Kiểm tra kích thớc liên kết hàn so với bản vẽ thiết kế + Kiểm tra kích thớc mối hàn bằng các loại Calíp chuyên dùng với độ chính xác cần thiết (Hình vẽ giới thiệu cách đánh giá kích thớc mối hàn) TRNG I HC S PHM K THUT HNG YấN Trang 12 Kim Tra Cht Lng Mi... khối bê tông + Thiết bị và vật liệu sử dụng - Máy đo chuyên dùng cho từng ứng dụng hoạt động theo nguyên lý dòng điện xoáy hoặc hiện tợng cảm ứng từ Chơng VI: Cơ sở phơng pháp siêu âm kiểm tra chất lợng mối hàn UT: (Ultrasonic testing) 6.1, Hệ thống kiểm tra siêu âm a Sơ đồ khối của một thiết bị kiểm tra siêu âm 3 6 7 2 11 4 9 8 5 10 TRNG I HC S PHM K THUT HNG YấN Trang 18 Kim Tra Cht Lng Mi Hn 1 Khối... thép, nhôm hoặc chất dẻo có độ bền cao - Kiểm tra xong mở cho không khí vào theo van 3 cửa 2 và chuyển buồng chân không sang vị trí mới - Năng suất cao có thể đạt 60m/giờ Chơng V: Một số phơng pháp kiểm tra không phá huỷ 5.1 Kiểm tra bằng dung dịch chỉ thị màu : PT (Penetrant testing) * Nguyên lý: Là phơng pháp sử dụng các dung dịch để thẩm thấu vào các vết nứt, rỗ khí nhỏ của liên kết hàn không thể... giấy hoặc vải bị thay đổi màu (bạc thẫm) chứng tỏ mối hàn bị khuyết tật không kín TRNG I HC S PHM K THUT HNG YấN Trang 13 Kim Tra Cht Lng Mi Hn 4.2 Kiểm tra độ kín bằng áp lực khí - Trớc khi kiểm tra cần bịt kín, sau đó cho khí vào (không khí, khí trơ ) đến một áp suất nào đó - Bôi nớc xà phòng lên bề mặt ngoài mối hàn (100g xà phòng hoà tan trong 1l nớc) và quan sát - Những chỗ rò rỉ bong bóng xà phòng... thờng Sau đó dùng các chất hiển thị màu phát hiện ra vị trí mà dung dịch thẩm thấu còn nằm lại ở các vết nứt cũng nh rỗ khí * Các bớc tiến hành: - Dung dịch làm sạch để tẩy sạch bề mặt bề mặt mối hàn - Phun dung dịch thẩm thấu lên bề mặt mối hàn - Sau khi đủ thời gian để dung dịch thẩm thấu vào các vết nứt, rỗ khí thì lau sạch bề mặt mối hàn - Phun dug dịch hiển thị màu lên vùng mối hàn vừa thực hiện