Nội dung

Chương 5: Gá lắp Trước khi gá lắp các mép vật hàn cần được đánh sạch gỉ, dầu mỡ và bám bẩn khác. Đặc biệt cần chú ý đối với các chi tiết hàn động, sự đánh sạch không chỉ ở các mép mà cả các vùng lân cận. Để cố định các chi tiết khi gá lắp người ta dùng các thanh kẹp chữ U đặt cách nhau 500÷1000 mm. Để dẫn sự hàn vào và ra ngoài phạm vi mối hàn người ta thường dùng túi (phía dưới) và các bản dẫn ra (phía trên) với chiều dày bằng chiều dày kim loại cơ bản. Khe hở giữa các chi tiết khi lắp ghép phụ thuộc vào kiểu liên kết hàn, chiều dày của các chi tiết, yêu cầu chất lượng của mối hàn.v.v. Đối với các liên kết giáp mối, khe hở giữa các chi tiết (khe hở hàn) a = 0 ÷ 2 mm và cần phải đảm bảo đồng đều trên suốt chiều dài. Đối với các liên kết chồng, chữ “ T ”, góc, khe hở hàn có thể bằng không (a = 0) hay a = 2 ÷ 4 mm. 2.2.2. Hàn đính. Các phần tử hàn hồ quang được cố định bởi những mối hàn đính. Nếu chiều dày của chi tiết hàn càng lớn thì khoảng cách và kích thước của mối hàn đính càng lớn và ngược lại. Tuy nhiên, tiết diện các mối hàn đính không được quá 1/2 ÷1/3 tiết diện mối hàn chính. Tiết diện tối đa không quá 25÷30mm2, chiều dài 20÷120 mm, khoảng cách giữa chúng 300÷800mm. Các mối hàn đính có thể thực hiện bằng hồ quang tay, hàn trong khí bảo vệ hoặc dưới lớp thuốc. Trong nhiều trường hợp, đặc biệt khi hàn các kết cấu cứng, mối hàn đính được thay thế bằng mối hàn liên tục, tiết diện nhỏ. Điều này làm tăng đáng kể tính chống nứt kết tinh của kim loại mối hàn và giảm xác suất sai lệch vị trí quy định của các chi tiết do sự nứt của các mối hàn đính trong khi hàn. Khi hàn tay hoặc hàn bán tự động trong khí bảo vệ độ ngấu của mối hàn không lớn, vì vậy đối với các kết cấu quan trọng cần tẩy các mối hàn đính và thay vào đó mối hàn công tác. Không nên hàn đính ở chỗ chuyển tiếp, chỗ góc nhọn, trên vòng tròn có bán kính bé và những chỗ có tập trung ứng suất. Mối hàn đính cũng không nên đặt ở gần lỗ, mép chi tiết. Khoảng cách nhỏ nhất từ mối hàn đính đến mép lỗ cần đảm bảo10 mm. Khi hàn mặt bích, các vòng đệm, các chi tiết hình trụ, các liên kết ống…Các mối hàn đính được phân bố đối xứng. Trường hợp hàn đính hai phía của chi tiết thì các mối hàn đính được phân bố so le. Khi hàn các liên kết giáp mối có chiều dài lớn trình tự đặt các mối hàn đính phải đảm bảo sự biến dạng của các chi tiết là nhỏ nhất. Mối hàn đính đầu tiên cần đặt ở giữa, sau đó đặt ở hai đầu, các mối hàn đính tiếp theo cần đặt ở trung điểm của mỗi đoạn. 2.2.3. Trình tự hàn. a) Trình tự hàn phân đoạn. Hàn các kết cấu tấm phải được tiến hành theo từng chiều, hàn các mối dọc trước, các mối ngang sau hoặc ngược lại (hình 2-7). Nếu phân đoạn có khung giàn dọc và ngang thì đầu tiên nên đặt và hàn khung theo một hướng có chiều dài mối hàn lớn hơn, sau đó đặt và hàn khung heo hướng thứ hai. Thứ tự đặt các mối hàn như vậy sẽ làm cho kết cấu biến dạng tự do hơn theo chiều dài mối hàn và có thể chọn biện pháp công nghệ hàn như hàn một đường, hàn từ giữa ra hai đầu, hàn từng mức ngược chiều …v.v. Hình 2-7: Trình tự hàn giữa các tấm tôn trong phân đoạn. Khi lắp ghép toàn bộ phân đoạn thì lắp ghép và hàn các phần tử tương ứng theo thứ tự hợp lý sao cho các mối hàn riêng biệt co dãn tự do, không ảnh hưởng đến biến dạng chung. Khi hàn đáy đôi, đầu tiên hàn các dầm của khung dầm dọc và ngang với nhau thành một “mạng” chung mà không gắn với tấm vỏ hay bệ. Sau khi hàn xong khung ở vùng nào đó mới hàn khung với tấm vỏ. Khi hàn các phân đoạn không nên hàn hết hai đầu của kết cấu tấm vỏ, chờ khi lắp ráp xong tổng đoạn sẽ hàn. Chiều dài khoảng để lại là 400 ÷ 500mm. b) Trình tự hàn tổng đoạn. Hiện nay hàn thân tàu thường được ứng dụng theo hai phương pháp: hình tháp và tổng đoạn. Phương pháp hình tháp có thể ứng dụng cho thân tàu với các phân đoạn có mối hàn phân tán hoặc trùng nhau trong một mặt phẳng ngang. Phương pháp tổng đoạn lắp ghép và hàn theo chiều dọc tàu, đây là phương pháp tốt nhất trên quan điểm giảm biến dạng. Việc lắp ghép và hàn được tiến hành từ dưới lên trên. 2.2.4. Kiểm tra - giám sát. a) Các phương pháp kiểm tra.  Kiểm tra bằng phương pháp phá hủy.  Kiểm tra cơ tính của mối hàn. Căn cứ vào yêu cầu kỹ thuật, khả năng thiết bị kiểm tra, quy trình hàn được áp dụng, mà tiến hành thử kéo, thử uốn, thử độ cứng và độ dai va đập của liên kết dưới tác dụng của tải trọng tĩnh hoặc tải trọng động.  Kiểm tra cấu trúc của liên kết hàn. Gồm có hai dạng là: Kiểm tra thô và kiểm tra tế vi. Kiểm tra thô - được tiến hành trực tiếp với các mẫu thử kim loại hoặc các mặt gãy của chúng. Các mẫu thử được cắt ra từ liên kết hàn, mài bóng và tẩy sạch bằng dung dịch axit nitric 25% rồi dùng kính lúp hoặc mắt thường để phát hiện khuyết tật của liên kết hàn. Kiểm tra cấu trúc tế vi - được tiến hành dưới loại kính lúp có độ phóng đại lớn, nhờ vậy có thể xác định được dễ dàng và chính xác chất lượng kim loại của liên kết hàn.  Kiểm tra bằng phương pháp không phá hủy. Đây là phương phương pháp kiểm tra được thực hiện trực tiếp với liên kết hàn và trên sản phẩm hàn cụ thể mà không gây nên biến đổi đặc tính của sản phẩm.  Kiểm tra bằng mắt thường. Phương pháp này dùng để phát hiện các khuyết tật bề mặt của mối hàn. Phát hiện trực tiếp bằng mắt thường hoặc có thêm kính lúp.  Kiểm tra bằng dung dịch chỉ thị màu. Sử dụng các dung dịch để thẩm thấu vào các vết nứt, rỗ khí nhỏ của liên kết hàn mà không thể quan sát được bằng mắt thường, 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 như rỗ khí.  Kiểm tra bằng từ tính. Tiến hành rắc bột sắt lên bề mặt mối hàn, sau đó đặt kết cấu hàn vào trong một từ trường rồi nhìn vào sự phân bố các đường sức từ để có thể phát hiện và phân biệt được khuyết tật. Phương pháp này chỉ áp dụng đối với các vật liệu từ tính.  Kiểm tra bằng tia phóng xạ (Rơnghen và Gamma). Chiếu các tia Rơnghen (hoặc Gamma) qua vật hàn lên tấm phim đặt ở phía sau của mối hàn. Ở những chỗ có rỗ khí, lẫn xỉ hoặc hàn không ngấu trên phim sẽ hiện thành các vết sẫm.  Kiểm tra bằng siêu âm. Phát hiện khuyết tật dựa trên khả năng của chùm tia siêu âm phản xạ lại theo hướng khác khi đi vào kim loại mối hàn có chứa khuyết tật.  Phương pháp kiểm tra độ kín của liên kết hàn.  Kiểm tra độ kín bằng áp lực khí. Đầu tiên bịt kín chi tiết hàn, sau đó bơm khí vào đến một áp suất nhất định, sau đó bôi nước xà phòng lên mặt ngoài mối hàn và quan sát. Theo các vị trí mà bong bóng xà phòng nổi lên sẽ phát hiện khuyết tật của mối hàn.  Kiểm tra bằng áp lực nước. Bơm nước vào kết cấu cần kiểm tra, tạo một áp suất dư cao hơn áp suất làm việc 1,5 đến 2 lần và giữ áp suất đó trong vòng 5 6 phút. Sau đóhạ áp đến áp suất làm việc rồi dùng búa gõ nhẹ vùng xung quanh mối hàn và quan sát xem nước có rò rỉ ra không.  Kiểm tra bằng phương pháp tạo chân không. Chỉ áp dụng khi không tiến hành được bằng các phương pháp thử kín trên. Do có sự chênh lệch lớn về áp suất, không khí sẽ chui vào buồng chân không qua các khuyết tật, nắp đậy được thiết kế trong suốt qua đó ta có thể quan sát vị trí các khuyết tật theo các bong bóng xà phòng. b) Giám sát.  Giám sát trước khi hàn. - Kiểm tra bản vẽ, các tiêu chuẩn đặt ra cho liên kết hàn. - Kiểm tra chứng chỉ vật liệu. - Kiểm tra gia công gá lắp, khe hở và mép vát. - Kiểm tra độ sạch của liên kết hàn.  Giám sát trong khi hàn. Giám sát bằng mắt thường để kiểm tra các chi tiết khi đang hàn với một số yếu tố: - Kiểm tra các thông số của quy trình hàn. - Loại vật liệu hàn tiêu hao. - Nhiệt độ nung nóng trước khi hàn. - Vị trí hàn và chất lượng bề mặt vật hàn. - Trình tự hàn. - Sử lý các mối hàn đính và vệ sinh giữa các lớp hàn. - Kích thước liên kết hàn. - Nhiệt độ và thời gian xử lý nhiệt sau khi hàn.  Giám sát sau khi hàn. - Làm sạch bề mặt liên kết hàn. - Quan sát bằng mắt thường hoặc kính lúp. - Kiểm tra kích thước của mối hàn so với bản vẽ thiết kế.