Lỗi hàn: Nguyên nhân gốc rễ, biện pháp khắc phục và vai trò của NDT

Các khuyết tật hàn phổ biến và nguyên nhân gốc rễ của chúng

• Vết nứt hàn: Nguyên nhân do độ dẻo kém hoặc nhiễm bẩn kim loại cơ bản, tốc độ hàn cao kết hợp với dòng điện thấp, ứng suất dư cao do co ngót, thiếu gia nhiệt sơ bộ, hàm lượng lưu huỳnh và cacbon cao, khí bảo vệ hydro trong kim loại đen, hạn chế mối nối quá mức, hình dạng hạt hàn không phù hợp và lựa chọn vật tư tiêu hao không chính xác6.

• Khuyết tật miệng núi lửa: Kết quả của việc lấp đầy miệng núi lửa không đúng cách ở cuối hạt hàn, góc mỏ hàn không chính xác, kỹ thuật hàn sai hoặc kết thúc hồ quang đột ngột gây ra quá trình làm mát và co ngót nhanh hơn6.

• Cắt giảm: Xảy ra khi kim loại cơ bản nóng chảy gần vùng hàn, thường là do dòng điện quá mức, góc điện cực không chính xác, tốc độ di chuyển cao hoặc lắng đọng kim loại phụ không đủ. Điều này tạo ra các rãnh hoặc rãnh làm giảm độ dày và tăng độ nhạy cảm do mỏi68.

• Chồng chéo: Kim loại phụ dư thừa lan ra ngoài hạt hàn mà không có nhiệt hạch thích hợp, do quy trình hàn không chính xác, vật liệu sai hoặc chuẩn bị kim loại cơ bản kém8.

• Thâm nhập không hoàn chỉnh: Xảy ra khi mối hàn không nung chảy hoàn toàn qua độ dày mối nối, thường do kỹ thuật hàn không chính xác, kích thước điện cực sai hoặc tốc độ lắng đọng thấp8.

Các biện pháp khắc phục cho các khuyết tật hàn

• Phòng chống vết nứt: Sử dụng vật liệu độn tương thích, duy trì bề mặt sạch, áp dụng tốc độ và dòng điện hàn chính xác, làm nóng trước kim loại cơ bản, giảm tốc độ làm mát và tránh khí bảo vệ hydro cho kim loại đen6.

• Phòng ngừa khiếm khuyết miệng núi lửa: Lấp đầy miệng núi lửa đúng cách, sử dụng góc mỏ hàn chính xác (10–15 ° đối với hàn dây, 20–30 ° đối với hàn thanh), giảm dần dòng điện hàn trước khi kết thúc hồ quang và chọn kỹ thuật hàn thích hợp6.

• Phòng ngừa Undercut: Giảm chiều dài hồ quang, điện áp và tốc độ di chuyển; sử dụng góc điện cực 30–45 °; và chọn đường kính điện cực nhỏ hơn8.

• Phòng chống chồng chéo: Sử dụng dòng hàn nhỏ hơn, kỹ thuật hàn thích hợp và điện cực ngắn hơn8.

• Ngăn chặn thâm nhập không hoàn toàn: Sử dụng các quy trình hàn chính xác, kích thước điện cực thích hợp và tốc độ lắng đọng cao hơn8.

Vai trò của thử nghiệm không phá hủy (NDT) trong hàn

NDT rất cần thiết để phát hiện cả khuyết tật hàn bề mặt và dưới bề mặt mà không làm hỏng thành phần hàn, đảm bảo tính toàn vẹn và an toàn của cấu trúc trước khi mối hàn được đưa vào sử dụng135. Các phương pháp NDT chính bao gồm:

• Kiểm tra trực quan: Tuyến phòng thủ đơn giản và đầu tiên để xác định các bất thường bề mặt như độ xốp, cắt xén và thiếu nhiệt hạch24.

• Xét nghiệm X quang (RT): Sử dụng tia X hoặc tia gamma để tiết lộ các khuyết tật bên trong như độ xốp, vết nứt và nhiệt hạch không hoàn chỉnh bằng cách cung cấp hình ảnh về cấu trúc bên trong của mối hàn27.

• Kiểm tra siêu âm (UT): Sử dụng sóng âm thanh tần số cao để phát hiện các khuyết tật bên trong và bên ngoài và đo vị trí chính xác của chúng trong mối hàn246.

• Kiểm tra hạt từ tính (MPT): Phát hiện các khuyết tật bề mặt và gần bề mặt bằng cách áp dụng từ trường và các hạt sắt từ tích tụ ở sự gián đoạn, để lộ các vết nứt và độ xốp46.

• Kiểm tra chất xâm nhập chất lỏng (PT): Áp dụng thuốc nhuộm lỏng lên bề mặt mối hàn để làm nổi bật các khuyết tật phá vỡ bề mặt sau khi loại bỏ chất thẩm thấu dư thừa và áp dụng nhà phát triển24.

Lợi ích của NDT trong đảm bảo chất lượng hàn

• Phát hiện khiếm khuyết sớm: Xác định các lỗi trước khi sản phẩm được hoàn thành, ngăn ngừa việc làm lại và sửa chữa tốn kém2.

• Tăng cường an toàn: Đảm bảo mối hàn đạt tiêu chuẩn chất lượng, giảm nguy cơ hỏng hóc kết cấu và tai nạn23.

• Bảo quản các thành phần: Cho phép kiểm tra mà không phá hủy hoặc làm hỏng mối hàn, rất quan trọng đối với các thành phần đắt tiền hoặc đang sử dụng5.

Tóm tắt

Các khuyết tật hàn phát sinh từ các vấn đề về vật liệu, thông số hàn không phù hợp và lỗi kỹ thuật. Các biện pháp khắc phục tập trung vào thực hành hàn chính xác, lựa chọn vật liệu và kiểm soát quy trình. NDT đóng một vai trò quan trọng trong việc xác định sớm các khuyết tật thông qua các phương pháp khác nhau như kiểm tra trực quan, chụp X quang, siêu âm, hạt từ tính và kiểm tra chất xuyên thấu, từ đó đảm bảo chất lượng mối hàn, an toàn và hiệu quả chi phí trong sản xuất và xây dựng12345678.