Trong các bài viết trước, chúng ta đã thảo luận về một số nguyên nhân và biện pháp phòng ngừa các khuyết tật của mối hàn ống thép không gỉ. Hôm nay, chúng ta tiếp tục xem xét phần còn lại.
6. Miệng núi lửa
Phần lõm ở cuối mối hàn của ống thép không gỉ được gọi là hố hồ quang. Hố hồ quang không chỉ làm suy yếu nghiêm trọng độ bền của mối hàn tại đó mà còn gây ra các vết nứt do sự tập trung của các tạp chất.
Nguyên nhân: Lý do chính là thời gian dập tắt hồ quang quá ngắn; dòng điện quá lớn khi hàn các tấm mỏng.
Các biện pháp phòng ngừa: Khi hàn hồ quang điện cực kín, điện cực nên được giữ trong vũng chảy một lúc hoặc di chuyển theo chuyển động tròn, sau đó dẫn về một phía để dập tắt hồ quang sau khi vũng chảy được lấp đầy kim loại; khi hàn hồ quang vonfram-argon, phải có thời gian giữ đủ lâu, giảm dần cường độ và dập tắt hồ quang sau khi mối hàn được lấp đầy.
7. Khí khổng
Khi hàn các ống thép không gỉ dùng trong vệ sinh, khí trong vũng nóng chảy không thoát ra ngoài khi đông đặc và tạo thành các lỗ rỗng gọi là rỗ khí. Rỗ khí là một khuyết tật hàn phổ biến, có thể chia thành rỗ khí bên trong và rỗ khí bên ngoài mối hàn. Rỗ khí có thể tròn, bầu dục, hình côn trùng, hình kim và đặc. Sự tồn tại của rỗ khí không chỉ ảnh hưởng đến độ đặc chắc của mối hàn mà còn làm giảm diện tích bề mặt hiệu dụng của mối hàn và làm giảm các tính chất cơ học của mối hàn.
Nguyên nhân: Bề mặt và rãnh của ống thép không gỉ hàn vệ sinh có dầu, rỉ sét, hơi ẩm và các chất bẩn khác; lớp phủ của điện cực bị ẩm trong quá trình hàn hồ quang và chưa được làm khô trước khi sử dụng; thời gian hàn quá dài hoặc bị thổi cục bộ, hiệu quả bảo vệ vũng nóng chảy không tốt, không khí xâm nhập vào vũng nóng chảy; dòng hàn quá cao, điện cực bị đỏ, lớp phủ bong ra sớm và mất hiệu quả bảo vệ; phương pháp thao tác không đúng, chẳng hạn như thao tác đóng hồ quang quá nhanh, dễ tạo ra lỗ co ngót, và thao tác đánh hồ quang ở mối hàn không chính xác, dễ tạo ra các lỗ khí dày đặc, v.v.
Các biện pháp phòng ngừa: trước khi hàn, loại bỏ dầu, rỉ sét và hơi ẩm trong phạm vi 20-30mm ở cả hai bên rãnh; nung nóng theo đúng nhiệt độ và thời gian quy định trong sách hướng dẫn sử dụng điện cực; lựa chọn đúng các thông số quy trình hàn và vận hành chính xác; sử dụng hồ quang ngắn càng nhiều càng tốt. Công tác hàn và thi công tại công trường phải có thiết bị chắn gió; không được phép sử dụng điện cực không đạt yêu cầu, chẳng hạn như bị ăn mòn lõi hàn, nứt lớp phủ, bong tróc, lệch tâm quá mức, v.v.
8. Các tạp chất và tạp chất xỉ
Tạp chất là các tạp chất phi kim loại và oxit còn sót lại trong kim loại mối hàn do các phản ứng luyện kim tạo ra. Tạp chất xỉ là xỉ nóng chảy còn lại trong mối hàn. Tạp chất xỉ trong ống thép không gỉ hàn có thể được chia thành hai loại: tạp chất xỉ điểm và tạp chất xỉ dải. Tạp chất xỉ làm suy yếu tiết diện hiệu dụng của mối hàn, do đó làm giảm các tính chất cơ học của mối hàn. Tạp chất xỉ cũng có thể gây ra hiện tượng tập trung ứng suất, dễ làm hỏng cấu trúc hàn khi chịu tải. Nguyên nhân: Xỉ giữa các lớp không được làm sạch trong quá trình hàn; dòng điện hàn quá nhỏ; tốc độ hàn quá nhanh; thao tác không đúng cách trong quá trình hàn; thành phần hóa học của vật liệu hàn và kim loại nền không phù hợp;
Các biện pháp phòng ngừa: lựa chọn que hàn có khả năng loại bỏ xỉ tốt; loại bỏ xỉ giữa các lớp một cách cẩn thận; lựa chọn hợp lý các thông số quy trình hàn; điều chỉnh góc que hàn và phương pháp vận chuyển.
Khi lựa chọn dây chuyền sản xuất ống hàn, bạn có thể cân nhắc lắp đặt hệ thống PLC thông minh. Hệ thống PLC của Hangao Tech (SEKO Machinery) không chỉ giám sát dữ liệu sản xuất theo thời gian thực mà còn thiết lập cơ sở dữ liệu để lưu trữ công thức sản xuất ống hàn với các thông số kỹ thuật khác nhau, cho phép quá trình sản xuất truy cập vào dữ liệu bất cứ lúc nào.
9. Đốt cháy hết
Trong quá trình hàn, kim loại nóng chảy chảy ra từ phía sau rãnh, và khuyết tật thủng của ống thép không gỉ được hàn gọi là hiện tượng cháy xuyên. Cháy xuyên là một trong những khuyết tật thường gặp trong hàn hồ quang.
Nguyên nhân: dòng hàn lớn, tốc độ hàn chậm, nhiệt độ ống hàn quá cao; khe rãnh lớn, mép hàn quá mỏng và cùn; kỹ năng vận hành máy hàn kém, v.v.
Các biện pháp phòng ngừa: lựa chọn các thông số quy trình hàn phù hợp và kích thước rãnh phù hợp; nâng cao kỹ năng vận hành của thợ hàn, v.v.
10. Các vết nứt
Các vết nứt trên ống thép không gỉ hàn dùng trong vệ sinh có thể được phân loại thành nứt nguội, nứt nóng và nứt do nung lại theo nhiệt độ và thời gian xảy ra; chúng có thể được phân loại thành nứt dọc, nứt ngang, nứt chân mối hàn, nứt miệng hồ quang, nứt đường hàn và nứt vùng ảnh hưởng nhiệt, v.v. Nứt là khuyết tật nguy hiểm nhất trong các kết cấu hàn, không chỉ dẫn đến việc phải loại bỏ sản phẩm mà còn có thể gây ra tai nạn nghiêm trọng.
(1) Nứt nóng
Trong quá trình hàn, các vết nứt do mối hàn và kim loại trong vùng ảnh hưởng nhiệt nguội đi đến vùng nhiệt độ cao gần đường rắn được gọi là vết nứt nóng. Đây là một khuyết tật hàn nguy hiểm không được phép tồn tại. Theo cơ chế, phạm vi nhiệt độ và hình dạng của các vết nứt nhiệt trong ống hàn, vết nứt nhiệt có thể được chia thành vết nứt kết tinh, vết nứt hóa lỏng ở nhiệt độ cao và vết nứt dẻo thấp ở nhiệt độ cao.
Nguyên nhân: Nguyên nhân chính là do hợp kim eutectic có điểm nóng chảy thấp và các tạp chất trong kim loại nóng chảy tạo thành sự phân bố không đồng đều nghiêm trọng bên trong và giữa các hạt trong quá trình kết tinh, đồng thời dưới tác động của ứng suất hàn, các ranh giới hạt bị kéo giãn ra, tạo thành các vết nứt nóng. Vết nứt nóng thường xảy ra ở thép không gỉ austenit, hợp kim niken và hợp kim nhôm. Thép cacbon thấp thường không dễ bị nứt nóng trong quá trình hàn, nhưng khi hàm lượng cacbon trong thép tăng lên, xu hướng nứt nóng cũng tăng lên. Biện pháp phòng ngừa: Kiểm soát chặt chẽ hàm lượng các tạp chất có hại như lưu huỳnh và phốt pho trong ống thép không gỉ hàn và vật liệu hàn, giảm độ nhạy cảm với vết nứt nóng; điều chỉnh thành phần hóa học của kim loại hàn, cải thiện cấu trúc mối hàn, tinh luyện hạt, cải thiện độ dẻo, giảm hoặc phân tán mức độ phân bố không đồng đều; sử dụng vật liệu hàn kiềm để giảm hàm lượng tạp chất trong mối hàn và cải thiện mức độ phân bố không đồng đều; lựa chọn các thông số quy trình hàn thích hợp, tăng hệ số tạo hình mối hàn một cách thích hợp và áp dụng phương pháp hàn nhiều lớp và nhiều đường hàn; Sử dụng cùng loại tấm dẫn chì như kim loại nền, hoặc dập tắt hồ quang từ từ và lấp đầy miệng hố hồ quang để tránh nứt do nhiệt tại miệng hố hồ quang.
(2) Vết nứt lạnh
Các vết nứt xuất hiện khi mối hàn nguội xuống nhiệt độ thấp hơn (đối với thép dưới nhiệt độ nóng chảy M) được gọi là vết nứt nguội. Vết nứt nguội có thể xuất hiện ngay sau khi hàn, hoặc có thể mất một khoảng thời gian (vài giờ, vài ngày hoặc thậm chí lâu hơn) mới xuất hiện. Loại vết nứt này còn được gọi là vết nứt chậm. Nó rất nguy hiểm.
Nguyên nhân: Cấu trúc cứng được hình thành do biến đổi mactenxit, ứng suất dư hàn tạo ra bởi mức độ hạn chế lớn và lượng hydro còn lại trong mối hàn là ba yếu tố chính gây ra nứt nguội.
Các biện pháp phòng ngừa: lựa chọn vật liệu hàn có hàm lượng hydro thấp và nung chúng theo đúng hướng dẫn trước khi sử dụng; loại bỏ dầu và hơi ẩm trên các mối hàn trước khi hàn và giảm hàm lượng hydro trong mối hàn; lựa chọn các thông số quy trình hàn và lượng nhiệt đầu vào hợp lý để giảm xu hướng cứng hóa của đường hàn; xử lý loại bỏ hydro ngay sau khi hàn để hydro thoát ra khỏi mối hàn; đối với ống thép không gỉ hàn có xu hướng cứng hóa cao, việc nung nóng trước khi hàn và xử lý nhiệt kịp thời sau khi hàn có thể cải thiện cấu trúc và chất lượng của mối hàn; áp dụng các biện pháp công nghệ khác nhau để giảm ứng suất hàn.
(3) Nung nóng lại vết nứt
Sau khi hàn, ống thép không gỉ đã hàn được nung nóng lại trong một phạm vi nhiệt độ nhất định (xử lý nhiệt giảm ứng suất hoặc các quy trình nung nóng khác) và các vết nứt này được gọi là vết nứt do nung nóng lại.
Nguyên nhân: Các vết nứt do nung nóng lại thường xảy ra ở thép cường độ cao hợp kim thấp, thép chịu nhiệt perlit và thép không gỉ chứa vanadi, crom, molypden, boron và các nguyên tố hợp kim khác. Sau chu kỳ nhiệt hàn, chúng bị nung nóng đến vùng nhạy cảm (550 ~ 650℃). Hầu hết các vết nứt bắt nguồn từ vùng hạt thô của vùng ảnh hưởng nhiệt hàn. Phần lớn các vết nứt do nung nóng lại xảy ra ở các ống thép không gỉ được hàn và các vị trí tập trung ứng suất, và đôi khi các vết nứt do nung nóng lại cũng xảy ra trong hàn nhiều lớp.
Biện pháp phòng ngừa: Trên cơ sở đáp ứng các yêu cầu thiết kế, lựa chọn vật liệu hàn có cường độ thấp sao cho cường độ mối hàn thấp hơn cường độ kim loại nền, và giảm ứng suất trong mối hàn để tránh nứt trong vùng ảnh hưởng nhiệt; giảm thiểu ứng suất dư và sự tập trung ứng suất khi hàn; kiểm soát lượng nhiệt hàn của ống hàn, lựa chọn nhiệt độ nung nóng sơ bộ và xử lý nhiệt hợp lý, và tránh tối đa các khu vực nhạy cảm.
