Phương pháp hàn kết cấu thép nhà tiền chế là gì? Tiêu chuẩn của hàn kết cấu thép ra sao? Đây có thể là vấn đề mà đàn rất nhiều khách hàng quan tâm khi thi công nhà thép tiền chế. Vì thế bài viết dưới đây sẽ giúp các bạn giải đáp các thắc mắc và vấn đề này. Hãy cùng Ralphkimball tìm hiểu nhé.
Các phương pháp hàn hồ quang điện phổ biến
Thực tế, mối hàn nhà tiền chế dùng phương pháp công nghệ hàn hồ quang và hàn hơi. Hàn hơi chỉ được áp dụng khi khối lượng hàn nhỏ. Hàn hồ quang là phương pháp hàn được sử dụng phổ biến hơn, bởi tính tiện dụng và đảm bảo chất lượng của mối hàn. Trong đoạn viết dưới đây, chúng tôi sẽ giới thiệu đến bạn hai cách hàn kết cấu thép hiện đại nhất là: Hàn hồ quang điện bằng tay và hàn hồ quang điện tự động / bán tự động
Phương pháp hàn hồ quang điện bằng tay
Phương pháp hàn hồ quang điện bằng tay là phương pháp liên kết các cấu kiện của nhà thép tiền chế dưới tác dụng của dòng điện. Lúc này giữa hai cực kim loại và que hàn sẽ xuất hiện hồ quang điện. Nhiệt độ cao của ngọn lửa hồ quang điện (trên 2000 độ C) làm nóng chảy mép của thép cơ bản (độ sâu nóng chảy 1,5 – 2mm) phần mép phôi kim loại và que hàn. Kim loại que hàn chảy thành giọt rơi xuống rãnh hàn do lực hút của điện trường. Hai kim loại lỏng hòa lẫn với nhau, tạo nên sự liên kết, gọi là mối hàn nguội lại tạo thành đường hàn.
Vì thế bản chất của đường hàn chính là sự liên kết giữa các phân tử của các kim loại bị nóng chảy. Đường hàn có thể chịu được lực tương đương như thép cơ bản. Những đường hàn hoàn thiện có khả năng chịu lực tác động tương tự như chất liệu thép.
Hàn hồ quang điện tự động và bán tự động
Phương pháp hàn hồ quang điện tự động và bán tự động được sử dụng hoàn toàn bằng máy móc chuyên dụng. Phương pháp này mang đến hiệu suất làm việc cao, đồng thời đảm bảo chất lượng độ liên kết của mối hàn kết cấu thép.
Ngoài ra, công nghệ hàn hồ quang điện tự động / bán tự động trong kết cấu thép, còn giúp tiết kiệm năng lượng điện. Tạo điều kiện lao động tốt nhất, mang đến sự an toàn cho công nhân khi vận hành thiết bị hàn.
Về nguyên lý hàn tự động giống hàn tay, thay vì sử dụng que hàn bọc thuốc thì người ta sử dụng cuộn dây hàn trần và quá trình hàn được thực hiện bằng máy tự động. Thuốc hàn được rải dày thành lớp trước trên rãnh hàn. Dây hàn tự động nhả dần theo tốc độ di chuyển đều của máy hàn.
Công nghệ hàn tự động/ bán tự động sẽ được tiến hành bằng hệ thống máy móc tự động hóa, rất tiện lợi và nhanh chóng. Khi tiến hành thực hiện, thuốc hàn sẽ được rải sẵn một lớp dày vào rãnh hàn. Đồng thời, dây hàn trần tự động nhả dần kim loại nóng chảy vào rãnh hàn. Tốc độ nhỏ giọt kim loại nóng chảy sẽ phụ thuộc vào tốc độ di chuyển của máy hàn.
Phương pháp hàn tự động có khá nhiều ưu điểm nổi bật: Do cường độ dòng điện khá lớn từ 600 – 1200A nên giúp tốc độ hàn nhanh, có thể gấp 5 – 10 lần hàn tay. Ngoài ra, rãnh chảy sâu nên đường hàn có chất lượng tốt. Kim loại lỏng được phủ dày bởi lớp thuốc nên nguội dần giúp cho bọt khí thoát ra làm đường hàn đặc hơn. Mặt khác, hồ quang cháy chìm ở dưới lớp thuốc nên không gây tác hại xấu tới sức khỏe của thợ hàn.
Tiêu chuẩn các mối hàn kết cấu thép hiện nay
Một số quy định chung
Cho phép sử dụng mọi phương pháp hàn kết cấu thép ví dụ như hàn hơi, hàn điện hồ quang, hàn xì điện,… để thực hiện hàn các bộ phận chịu áp lực của thiết bị áp lực. Công nghệ hàn, phương pháp kiểm tra mối hàn phải quy định trong tài liệu của cơ quan thiết kế. Đối với hàn các bộ phận, kết cấu chịu áp lực của thiết bị áp lực thì chỉ được thực hiện bởi những thợ hàn có giấy chứng nhận cho phép hàn thiết bị áp lực
Ngoài ra, mỗi thợ hàn chỉ tiến hành công việc được ghi trong giấy phép. Sau khi đã kiểm tra cấu kiện và đảm bảo đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật, mới được tiến hành hàn các bộ phận. Vật liệu của que hàn đính và que hàn chính thức phải cùng loại với nhau.
Yêu cầu về kỹ thuật
Trước khi hàn phải làm sạch các mép mối hàn và phần kim loại nằm kề bên đến khi thấy được ánh kim. Chiều rộng phần làm sạch ít nhất là 10mm mỗi bên. Phải tẩy sạch xỉ hàn lớp trước rồi mới được hàn lớp sau. Khi nhiệt độ không khí xung quanh dưới 0 độ C thì không được phép hàn chế tạo bất cứ bộ phận chịu áp lực nào.
Các tiêu chuẩn của mối hàn kết cấu nhà thép
Khi kiểm tra đồ bên ngoài
Kiểm tra vết nứt trên toàn bộ bề mặt phôi kim loại. Kiểm tra nhiệt độ phần kim loại nóng chảy. Kiểm tra các phần bị cháy, thủng,… và các khuyết điểm khác. Kiểm tra phần bị gãy góc, cong vênh, lệch mép,… Đo đạc để bảo đảm không sai lệch kích thước, cũng như hình dạng của mối hàn kết cấu thép.
Khi kiểm tra kim tương
Phải đảm bảo phần kim loại nóng chảy và các phần kim loại cơ bản chịu ảnh hưởng của nhiệt không bị nứt. Đồng thời, giữa các lớp hàn với phần mép của kim loại không có mối hàn không ngấu. Không được hàn thiếu quá 15% chiều dài thành dưới phần chân mối hàn kết cấu thép.
Ngoài ra, phải hạn chế tối đa sự xuất hiện của lỗ xốp, bọt khí. Tình trạng ngâm xỉ không vượt quá 5 vết/cm2. Kích thước mỗi khuyết điểm của hàn không được quá 1.5mm. Và tổng kích thước các khuyết điểm không vượt quá 3mm.
Khi thử thủy lực
Phải đảm bảo trên các mối hàn không xuất hiện các hiện tượng rạn nứt, không có tình trạng rò rỉ nước cũng như không có hiện tượng biến dạng rõ rệt.
Trung bình cộng của các mẫu thử chính là độ kéo. Độ kéo không được nhỏ hơn độ bền tối thiểu chất liệu thép hay các loại vật liệu tương đương. Đồng thời, không một mẫu thử nào thấp hơn 10% độ bền tối thiểu.
Yêu cầu khi nhiệt luyện mối hàn
Đối với các mối hàn chất liệu thép hợp kim có độ dày hơn 10mm thì được tiến hành nhiệt luyện. Để đảm bảo chất lượng mối hàn kết cấu thép thì hương pháp và chế độ nhiệt luyện sẽ được đơn vị thiết kế quy định. Bên cạnh đó, công nghệ nhiệt luyện mối hàn cho phép thực hiện trên từng mối hàn riêng biệt khác nhau hoặc hàn chung với các bộ phận
Yêu cầu khi kiểm tra chất lượng mối hàn
Quy định chung
Đơn vị chế tạo, sửa chữa phải tổ chức kiểm tra chất lượng mối hàn do mình tiến hành ở các bộ phận chịu áp lực. Chất lượng mối hàn phải được kiểm tra bằng các phương pháp phụ thuộc vào loại mối hàn và thông số làm việc của nó: Kiểm tra bên ngoài, áp dụng cho tất cả các loại mối hàn. Ngoài các phương pháp quy định, các mối hàn phải được kiểm tra bằng các phương pháp khác nếu yêu cầu kỹ thuật chế tạo sản phẩm quy định.
Kiểm tra bên ngoài
Cách kiểm tra đo đạc bên ngoài phải thực hiện trên toàn bộ chiều dài mối hàn. Khi không có khả năng kiểm tra mặt trong của mối hàn thì được phép chỉ kiểm tra đo đạc bên ngoài. Phải làm sạch với bề rộng 20mm của bề mặt mối hàn và phần kim loại sát mối hàn kết cấu thép khi kiểm tra bên ngoài.
Thử cơ tính
Thử cơ tính nhằm xác định độ dẻo, độ bền của mối hàn. Các dạng thử cơ tính bắt buộc đó là thử kéo, thử uốn, thử độ dai khi va đập. Ngoài ra tùy theo yêu cầu kỹ thuật chế tạo và vận hành thì có thể quy định bổ sung các dạng thử khác.
Khi kết quả thử không đạt yêu cầu thì phải tiến hành thử lần thứ hai ở dạng đó với số lượng mẫu gấp hai cắt ra từ cùng một tấm kiểm tra và của cùng thợ hàn đó. Mẫu hàn bị loại bỏ khi nào mà một trong số các mẫu thử lần thứ hai cho kết quả không đạt yêu cầu.
Một số phương pháp thử mối hàn kết cấu thép
Phương pháp siêu âm
Việc kiểm tra bằng phương pháp chiếu tia xuyên qua phải thực hiện theo các yêu cầu của TCVN 4395-1 986: kiểm tra không phá hủy mối hàn, kiểm tra các mối hàn kim loại bằng tia rơnghen và gamma.
Kết quả kiểm tra mối hàn bằng siêu âm phải được đánh giá theo tiêu chuẩn TCVN 1548-1987, bằng chiếu tia xuyên qua theo TCVN 4395-1 986. Được phép đổi phương pháp dò khuyết tật bằng siêu âm và chiếu tia xuyên qua bằng phương pháp không phá hủy khi được phép của thanh tra nồi hơi và khảo sát kim tương.
Khảo sát kim tương
Số lượng mẫu khảo sát kim tương tối thiểu một mẩu đối với thép các bon, tối thiểu là hai mẫu đối với các thép hợp kim. Việc lấy mẫu kích thước, hình dạng mẫu thử phải tiến hành theo đúng các yêu cầu kỹ thuật quy định trong các tiêu chuẩn hiện hành. Khi kết quả khảo sát kim tương không đạt theo yêu cầu phải thử lại lần nữa trên hai mẫu cắt ra từ chính mối hàn sản phẩm.
Mối hàn không đạt yêu cầu khi mà kết quả thử lần thứ hai không đạt. Đối với những mối hàn đạt yêu cầu khi kiểm tra bằng phương pháp siêu âm hoặc chiếu tia xuyên qua nhưng lại cho kết quả thử không đạt khi khảo sát kim tương thì bạn phải kiểm tra lại 100% mối hàn sản phẩm bằng đúng các phương pháp không phá hủy đã sử dụng trước đó.
Bài viết trên đây đã chia sẻ chi tiết về các phương pháp hàn kết cấu thép phổ biến trong công trình. Hy vọng bài viết này sẽ cung cấp những thông tin hữu ích cho đơn vị thi công tham khảo và triển khai cho công trình của mình.
