Thứ nhất, sự thiếu liên kết của các khuyết tật hàn ống thép.
Trong quá trình hàn, kim loại nóng chảy được đẩy ra phía đuôi dưới tác dụng của lực hồ quang để tạo thành rãnh. Khi hồ quang di chuyển về phía trước, rãnh được lấp đầy bởi kim loại nóng chảy. Nếu lớp kim loại lỏng ở thành rãnh đã đông đặc tại thời điểm này, nhiệt lượng của kim loại nóng chảy được lấp đầy không thể làm tan chảy kim loại một lần nữa, và sau đó hình thành hiện tượng thiếu liên kết. Thiếu liên kết thường xảy ra ở thành bên của rãnh hàn tạo thành thiếu liên kết thành bên. Nó xuất hiện giữa các lớp của mối hàn nhiều lớp tạo thành thiếu liên kết giữa các lớp. Nó xuất hiện ở chân mối hàn tạo thành thiếu liên kết chân mối hàn. Loại thiếu liên kết này không thể nhìn thấy trên bề mặt mối hàn và phải được phát hiện bằng phương pháp siêu âm hoặc chụp X-quang.
Trong hàn phẳng, hiện tượng không nóng chảy thường xảy ra dọc theo bề mặt rãnh của vật liệu nền hoặc giữa các lớp của mối hàn nhiều lớp. Trong hàn ngang, hiện tượng không nóng chảy thường xảy ra dọc theo bề mặt rãnh trên và dưới của vật liệu nền và giữa các lớp mối hàn. Hiện tượng không nóng chảy cũng dễ xảy ra ở mép của mỗi lớp mối hàn dọc theo bề mặt rãnh trên. Hàn đứng thường là hàn điện CO2 đứng, là loại hàn tự động. Trong quá trình hàn tự động, do độ dày lớn của vật liệu nền và dây hàn không dao động hoặc dao động không đủ, nhiệt độ của một số bộ phận dọc theo bề mặt rãnh cách xa dây hàn quá thấp, dẫn đến hiện tượng không nóng chảy. Hiện tượng này thường xảy ra ở cả hai phía của bề mặt rãnh của vật liệu nền.
Việc giảm diện tích chịu lực do mối nối không liền mạch rất rõ rệt, và sự tập trung ứng suất cũng khá nghiêm trọng. Tác hại của nó chỉ đứng sau vết nứt.
Thứ hai, nguyên nhân gây ra các khuyết tật trong mối hàn ống thép không được nung chảy
Nguyên nhân gây ra hiện tượng mối hàn không liền mạch là do nhiệt lượng hàn quá thấp, thổi hồ quang, thao tác không đúng cách, rỉ sét và bụi bẩn trên thành rãnh, và việc làm sạch xỉ giữa các lớp hàn không hoàn toàn. Ngoài ra, nếu dòng hàn quá lớn và tốc độ hàn quá chậm, sắt nóng chảy sau khi dây hàn tan chảy sẽ chảy ra xa vũng nóng chảy. Sắt nóng chảy sẽ tiếp xúc với vật liệu nền xung quanh và phủ lên bề mặt mối hàn có nhiệt độ thấp, điều này cũng gây ra hiện tượng liền mạch. Một trường hợp khác là khi rãnh rộng, biên độ dao động của dây hàn không đủ lớn, dẫn đến nhiệt độ thấp ở cả hai phía của mối hàn. Sắt nóng chảy sau khi dây hàn nguội nhanh và phủ lên rãnh, gây ra hiện tượng liền mạch.
Thứ ba, phương pháp kiểm soát sự xâm nhập của các khuyết tật hàn ống thép.
Biện pháp chính để tránh nhầm lẫn là nắm vững kỹ thuật hàn và chú ý đến góc độ của dây hàn và thời gian tiếp xúc mép để mép rãnh được nóng chảy hoàn toàn, đảm bảo sự kết dính.
(1) Sử dụng các thông số quy trình hàn chính xác: Dòng hàn phải phù hợp. Nếu dòng điện quá cao, dây hàn sẽ nóng chảy quá nhanh, và sắt nóng chảy sẽ chảy về phía trước dây hàn và bao phủ bề mặt mối hàn. Vì nhiệt độ bề mặt mối hàn quá thấp, sắt nóng chảy bao phủ nó sẽ đông đặc trước khi có thể kết hợp với vật liệu nền, dẫn đến các mối hàn không nóng chảy. Ngược lại, nếu vũng nóng chảy quá nhỏ và nhiệt độ xung quanh vũng nóng chảy quá thấp, các mối hàn không nóng chảy cũng sẽ xảy ra ở rìa vũng nóng chảy. Thứ hai, kiểm soát tốc độ hàn. Tốc độ hàn nên nhanh hơn là chậm. Tốc độ hàn thích hợp nên được xác định dựa trên đường kính dây, cường độ dòng điện, hình dạng rãnh và vị trí hàn.
(2) Chọn góc hàn thích hợp: Khi hàn phẳng, súng hàn phải vuông góc với mối hàn theo chiều ngang và nghiêng về phía trước khoảng 20° so với hướng dọc của mối hàn, tức là hướng hàn. Nếu là hàn dọc thủ công, súng hàn phải vuông góc với mối hàn theo chiều ngang và nghiêng từ 0° đến 10° so với hướng hàn. Trong quá trình hàn ngang, hàn CO2 không tạo ra xỉ và không có tác dụng nâng vũng nóng chảy, điều này khiến sắt nóng chảy dễ chảy xuống dưới và gây ra hiện tượng nóng chảy không hoàn toàn. Do đó, góc của súng hàn phải vuông góc với hướng hàn, và góc với vật liệu nền không được quá nhỏ, nếu không, dễ gây ra hiện tượng nóng chảy không hoàn toàn trên bề mặt rãnh phía trên.
(3) Đảm bảo biên độ dao động của dây hàn: Trong quá trình hàn, cần đảm bảo biên độ dao động nhất định của dây hàn tùy thuộc vào độ dày của vật liệu nền và hình dạng rãnh. Đặc biệt trong hàn phẳng và hàn đứng, khi độ dày của vật liệu nền lớn, biên độ dao động của dây hàn càng quan trọng.
(4) Xác định số lớp hàn theo độ dày của vật liệu nền và cố gắng hàn nhiều lớp và nhiều lượt: Độ dày của mỗi lớp phải được kiểm soát chặt chẽ. Điều này cũng liên quan đến tốc độ hàn. Tốc độ hàn càng nhanh, độ dày của lớp hàn càng nhỏ, có thể tránh được hiện tượng nóng chảy không hoàn toàn; tốc độ hàn càng chậm, lớp hàn càng dày, dễ gây ra hiện tượng nóng chảy không hoàn toàn.
(5) Tăng cường làm sạch rãnh và lớp xen kẽ
Thứ tư, sự thâm nhập không hoàn toàn của các khuyết tật hàn ống thép
Xâm nhập không hoàn toàn là hiện tượng chân mối hàn không được xuyên thấu hoàn toàn. Khuyết tật xâm nhập không hoàn toàn có thể xảy ra trong cả hàn một mặt và hàn hai mặt. Trong quá trình hàn bảo vệ bằng khí CO2 với chuyển mạch ngắn của dây hàn mảnh, hiện tượng xâm nhập không hoàn toàn cũng dễ xảy ra do lượng nhiệt đưa vào phôi thấp.
Thứ năm, các nguyên nhân gây ra hiện tượng thâm nhập không hoàn toàn của các khuyết tật hàn ống thép.
Nguyên nhân chính dẫn đến mối hàn không hoàn toàn thâm nhập là do dòng hàn thấp, tốc độ hàn quá nhanh, kích thước rãnh không phù hợp hoặc dây hàn không thẳng hàng với tâm mối hàn. Cụ thể, nó bao gồm các khía cạnh sau:
(1) Dòng hàn quá nhỏ, tốc độ hàn quá nhanh và lượng nhiệt đầu vào nhỏ, dẫn đến giảm nhiệt điện trở sinh ra, khiến công suất xuyên thấu hồ quang không đủ và mép mối hàn không thể nóng chảy hoàn toàn.
(2) Hồ quang hàn quá dài, và các giọt nóng chảy từ kim loại điện cực không chỉ chuyển sang vũng nóng chảy mà còn chuyển sang kim loại gốc chưa nóng chảy.
(3) Trên bề mặt mối hàn có oxit, rỉ sét, dầu, nước và các chất gây ô nhiễm khác.
(4) Khi hàn đường ống, cụm miệng ống không đáp ứng yêu cầu, chẳng hạn như khe hở cụm miệng ống nhỏ, góc rãnh nhỏ, mép miệng ống quá dày hoặc không đều, v.v.
(5) Mối hàn tản nhiệt quá nhanh, khiến kim loại nóng chảy kết tinh quá nhanh, dẫn đến sự kết hợp không đủ với kim loại nền.
(6) Lớp phủ điện cực bị lệch tâm, ẩm ướt hoặc bị ảnh hưởng bởi thời tiết.
(7) Người vận hành không có kỹ năng, chẳng hạn như góc điện cực và phương pháp cấp que không phù hợp, thiếu kinh nghiệm trong việc kiểm soát bể nóng chảy, v.v.
(8) Việc mài và lắp ráp khớp nối không đáp ứng yêu cầu. Sự thâm nhập không hoàn toàn cũng là một khuyết tật tương đối nguy hiểm, và tác hại của nó chỉ đứng sau vết nứt.
Thứ sáu, phương pháp kiểm soát khuyết tật hàn không hoàn toàn của ống thép.
(1) Chọn hình dạng rãnh hợp lý: Hàn CO2 thủ công với rãnh lớn và khe hở nhỏ dễ thao tác hơn so với rãnh nhỏ và khe hở lớn, giúp cải thiện độ xuyên thấu. Đối với mối hàn giáp mối có gioăng, để xuyên thấu hoàn toàn phần chân mối hàn, rãnh không có cạnh cùn tốt hơn rãnh có cạnh cùn, và cần để lại một khe hở giãn nở giữa gioăng và chi tiết. Để đảm bảo phần chân mối hàn được xuyên thấu hoàn toàn, thiết kế cấu trúc mối hàn cần tránh các góc chết mà dây hàn không thể tới.
(2) Chọn dòng hàn và điện áp hàn phù hợp: Khi thực hiện hàn bảo vệ bằng khí CO2 các mối nối hình chữ T, vì khó hàn ở vị trí hàn phẳng nên có thể đặt ở vị trí hàn nằm ngang để hàn.
(3) Phòng ngừa hiện tượng mối hàn không xuyên thấu hoàn toàn: Trong quá trình xây dựng các đường ống lớn, không được phép có khuyết tật mối hàn không xuyên thấu hoàn toàn. Khi phát hiện hiện tượng không xuyên thấu hoàn toàn trong quá trình kiểm tra, cần phải lập tức đánh giá là không đạt tiêu chuẩn. Các biện pháp phòng ngừa khuyết tật mối hàn không xuyên thấu hoàn toàn như sau:
① Trên cơ sở đáp ứng quy trình hàn, hãy chọn sự kết hợp tối ưu giữa dòng hàn, khe hở lắp ráp miệng ống, cạnh cùn và góc rãnh.
② Làm sạch các oxit, rỉ sét, vết dầu mỡ và các tạp chất khác trên bề mặt mối hàn.
③ Khi bắt đầu mối hàn và mối nối, bạn có thể sử dụng phương pháp làm nóng sơ bộ bằng hồ quang dài trước, sau đó ép hồ quang để hàn, và phần gốc của mối hàn phải được nóng chảy hoàn toàn.
④ Sau mỗi điểm dừng hồ quang, sử dụng máy mài góc để mài mối nối. Chiều dài mài thường là 15~20mm, tạo thành một đường chuyển tiếp mượt mà.
⑤ Khi thực hiện hàn chân mối hàn, đường kính lỗ nóng chảy phải được kiểm soát chặt chẽ. Đối với các mối hàn yêu cầu hàn một mặt và tạo hình hai mặt, người vận hành phải luôn kiểm soát đường kính lỗ nóng chảy ở mức 2,5~3mm và duy trì tốc độ móc để di chuyển dây hàn. Chỉ bằng cách này, mối hàn bên trong mới được tạo hình đẹp và đáp ứng yêu cầu chất lượng.
⑥ Khi sử dụng phương pháp hàn hồ quang điện cực để hàn mối hàn hướng xuống, nếu tốc độ gió xung quanh lớn hơn 5m/s, phải thực hiện các biện pháp chắn gió để đảm bảo chất lượng hàn.
Thời gian đăng: 13-03-2025