Bao nhiêu undercut được phép trên một mối hàn?

Undercut, như một khiếm khuyết hàn phổ biến, từ lâu đã là một trọng tâm của kiểm soát chất lượng trong hàn. Mặc dù loại bỏ hoàn toàn Undercut là mục tiêu lý tưởng, trong các hoạt động hàn thực tế, do các yếu tố như giới hạn quá trình, đặc điểm vật chất và kỹ năng vận hành, đôi khi rất khó tránh. Do đó, ngành công nghiệp đã phát triển các tiêu chuẩn rõ ràng cho "bao nhiêu được cho phép trên một mối hàn" để cân bằng tính khả thi hàn và an toàn cấu trúc. Các tiêu chuẩn này khác nhau tùy theo các trường ứng dụng khác nhau, chức năng thành phần và thông số kỹ thuật của ngành, cung cấp hướng dẫn rõ ràng cho việc kiểm tra và chấp nhận chất lượng hàn.
Tiêu chí cốt lõi: Lấy độ sâu và độ dài làm chỉ số chính
Lượng undercut cho phép chủ yếu được đo bằng hai chỉ số chính: độ sâu và chiều dài. Trong số đó, độ sâu là yếu tố quan trọng nhất bởi vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến khu vực ổ trục hiệu quả của kim loại cơ bản. Trong hầu hết các tiêu chuẩn hàn chung, chẳng hạn như Bộ luật hàn cấu trúc của Hiệp hội hàn Mỹ (AWS) D1.1 -, yêu cầu cơ bản về độ sâu cắt giảm là nó không được vượt quá 1/32 inch (khoảng 0,8mm) đối với hầu hết các tải -. Tiêu chuẩn này dựa trên việc xem xét rằng một vết cắt nông có tác động tương đối hạn chế đối với diện tích mặt cắt của chéo - của kim loại cơ bản và ít có khả năng tạo thành các điểm tập trung căng thẳng nguy hiểm.
Đối với chiều dài của undercut, tiêu chuẩn áp dụng nguyên tắc "chiều dài liên tục hạn chế" linh hoạt hơn. Lấy AWS D1.1 làm ví dụ, ngay cả khi độ sâu cắt giảm đáp ứng yêu cầu 1/32 inch, chiều dài liên tục của nó không được vượt quá 2 inch (khoảng 50mm) trong bất kỳ phân đoạn hàn 12 - inch (khoảng 300mm). Điều này là để ngăn chặn sự tích lũy của undercut ở một khu vực địa phương, điều này sẽ dẫn đến giảm đáng kể sức mạnh tổng thể của khớp. Đồng thời, tổng chiều dài của undercut trong toàn bộ mối hàn không được vượt quá 10% tổng chiều dài hàn để đảm bảo rằng phần lớn mối hàn ở trạng thái âm thanh.
Sự khác biệt về tiêu chuẩn cho các trường ứng dụng khác nhau
Hàn thép kết cấu
Trong lĩnh vực hàn thép kết cấu, chẳng hạn như cầu, tòa nhà và khung thép, các tiêu chuẩn cắt giảm cho phép tương đối "tha thứ" vì các cấu trúc này thường chịu tải trọng tĩnh và phân bố ứng suất tương đối đồng đều. Lấy tiêu chuẩn châu Âu en 1090 - 2 làm ví dụ, để tải - các thành phần mang trong các cấu trúc xây dựng, độ sâu cắt tối đa cho phép là 0,5mm đối với các kim loại cơ bản với độ dày dưới 10 mm và 1mm đối với kim loại cơ bản với độ dày 10mm hoặc không phải là không vượt quá 10%. Về chiều dài, không được phép cắt liên tục vượt quá 4 lần độ dày của kim loại cơ bản (nhưng không quá 100mm) và tổng chiều dài cắt trong toàn bộ mối hàn không được vượt quá 20% chiều dài hàn.
Tàu áp lực và đường ống
Đối với các mạch áp suất, nồi hơi và đường ống chịu áp lực bên trong hoặc vận chuyển môi trường nguy hiểm, các tiêu chuẩn cắt xén được phép là chặt chẽ hơn nhiều. Hiệp hội Kỹ sư cơ khí (ASME) của Hiệp hội Tàu và Bộ mã áp lực Phần VIII quy định rõ ràng rằng Undercut thường không được phép trong các mối hàn của áp suất - có chứa các thành phần. Nếu không thể tránh khỏi dấu vết, độ sâu của nó không được vượt quá 1/64 inch (khoảng 0,4mm) và chiều dài liên tục không được vượt quá 1 inch (khoảng 25 mm). Hơn nữa, việc cắt xén như vậy phải được kiểm tra bởi không - Thử nghiệm phá hủy (như thử nghiệm xuyên thấu chất lỏng) để xác nhận rằng không có vết nứt ẩn ở gốc. Lý do cho các yêu cầu nghiêm ngặt như vậy là áp suất - Các thành phần ổ trục ở trạng thái áp lực bên trong liên tục và thậm chí một vết cắt nhỏ có thể mở rộng thành rò rỉ hoặc bị nứt dưới thời hạn -.
Ngành công nghiệp hàng không vũ trụ và ô tô
Trong các trường chính xác cao - như sản xuất hàng không vũ trụ và ô tô, trong đó các thành phần có yêu cầu trọng lượng và hiệu suất nghiêm ngặt, các tiêu chuẩn cắt giảm cho phép nghiêm ngặt hơn. Ví dụ, trong các tiêu chuẩn hàn hàng không vũ trụ (chẳng hạn như AWS D17.1 cho hàn cấu trúc hàng không vũ trụ), về cơ bản không được phép trong tải khóa - hàn (như gắn động cơ và khung hình thân máy). Đối với các thành phần khóa không -, độ sâu cắt tối đa được giới hạn ở mức 0,25mm và độ dài không được phép vượt quá 5 mm trong bất kỳ phân đoạn hàn 50mm nào. Điều này là do các thành phần hàng không vũ trụ cần phải chịu được các điều kiện khắc nghiệt như độ cao, độ rung và thay đổi nhiệt độ, và bất kỳ khiếm khuyết nhỏ nào cũng có thể được khuếch đại thành một thất bại thảm khốc.
Cân nhắc đặc biệt: Độ dày vật liệu và vị trí hàn
Độ dày của kim loại cơ bản là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến việc cắt giảm cho phép. Đối với các thành phần có tường mỏng - (độ dày nhỏ hơn 3 mm), thậm chí là một phần cắt nhỏ (như 0,3mm) có thể chiếm hơn 10% độ dày kim loại cơ bản, do đó làm suy yếu đáng kể cấu trúc. Do đó, các tiêu chuẩn như AWS D1.3 đối với hàn kim loại tấm chỉ định rằng không được phép cắt các kim loại cơ bản với độ dày dưới 1,5mm. Đối với các tấm dày (độ dày lớn hơn 25 mm), mặc dù độ sâu tuyệt đối cho phép có thể được thư giãn một chút (chẳng hạn như lên đến 1mm), yêu cầu về chiều dài nghiêm ngặt hơn để tránh thiệt hại tích lũy.
Vị trí hàn cũng ảnh hưởng đến việc cắt xén cho phép. Hàn thẳng đứng, hàn trên cao và các vị trí khác dễ bị cắt giảm do ảnh hưởng của trọng lực. Tuy nhiên, các tiêu chuẩn không thư giãn các yêu cầu cho các vị trí này. Ngược lại, một số thông số kỹ thuật (chẳng hạn như ISO 15614 - 1 đối với trình độ quy trình hàn) yêu cầu cắt giảm ở các vị trí khó khăn nên được kiểm soát nghiêm ngặt hơn vì các khiếm khuyết ở các vị trí này có nhiều khả năng bị bỏ qua trong quá trình kiểm tra và có nguy cơ mở rộng cao hơn.
Phương pháp kiểm tra và nguyên tắc chấp nhận
Để xác định chính xác liệu Undercut có đáp ứng các tiêu chuẩn cho phép hay không, các công cụ và phương pháp kiểm tra chuyên nghiệp là bắt buộc. Đối với phép đo độ sâu, một thước đo hàn (chẳng hạn như đồng hồ đo mối hàn phi lê có hàm đo cắt cắt) thường được sử dụng. Thanh tra đặt thước đo tại vị trí cắt xén và đọc trực tiếp độ sâu. Để đo chiều dài, thước đo hoặc thước dây được sử dụng để ghi lại chiều dài liên tục và tổng chiều dài của undercut.
Để chấp nhận, nguyên tắc "không khoan nhượng đối với các khiếm khuyết quan trọng" được thông qua. Nếu độ sâu cắt cắt vượt quá giới hạn tiêu chuẩn, hoặc độ dài vượt quá độ dài liên tục được chỉ định, mối hàn được coi là không đủ tiêu chuẩn và phải được sửa chữa. Đối với undercut nằm trong giới hạn độ sâu nhưng gần với giới hạn trên, người kiểm tra cũng sẽ đánh giá nó kết hợp với các yếu tố khác, chẳng hạn như liệu có các khiếm khuyết khác (như độ xốp hoặc bao gồm xỉ) gần phần cắt và liệu thành phần có ở vùng tập trung ứng suất hay không. Nếu có nguy cơ thiệt hại hiệp đồng, việc sửa chữa vẫn có thể được yêu cầu.
Yêu cầu sửa chữa cho quá mức
Khi Undercut vượt quá phạm vi cho phép, nó phải được sửa chữa theo tiêu chuẩn. Để cắt giảm độ sâu quá mức nhưng chiều dài ngắn, phương pháp sửa chữa là mài vùng cắt cắt để loại bỏ khuyết tật, sau đó lấp đầy nó bằng kim loại hàn bằng cách sử dụng hàn thấp-, và cuối cùng đánh bóng nó để làm cho bề mặt mịn. Đối với undercut với cả độ sâu và chiều dài quá mức, trước tiên cần sử dụng máy mài để cắt ra một rãnh hình chữ "u"
Cần lưu ý rằng các hoạt động sửa chữa không được gây ra khiếm khuyết mới. Ví dụ, mài quá mức có thể làm giảm độ dày kim loại cơ bản và các thông số hàn không đúng cách có thể dẫn đến quá nóng hoặc vết nứt. Do đó, nhân viên sửa chữa phải được đào tạo và đủ điều kiện, và quá trình sửa chữa phải được ghi lại chi tiết về truy xuất nguồn gốc.
Tóm lại, lượng undercut cho phép trên mối hàn không phải là một giá trị thống nhất, mà là một tập hợp các tiêu chuẩn được xây dựng theo trường ứng dụng, chức năng thành phần, độ dày vật liệu và thông số kỹ thuật của ngành. Mục đích cốt lõi của nó là đảm bảo rằng mối hàn có thể đáp ứng sức mạnh, độ kín và tuổi thọ cần thiết trong điều kiện làm việc thực tế. Đối với các thợ hàn, sự hiểu biết và làm chủ các tiêu chuẩn này không chỉ là cơ sở để vượt qua kiểm tra chất lượng, mà còn là chìa khóa để đảm bảo sự an toàn và độ tin cậy của sản phẩm cuối cùng. Đối với các thanh tra, việc thực hiện nghiêm ngặt các tiêu chuẩn có thể ngăn chặn các rủi ro tiềm ẩn từ nguồn. Với sự phát triển liên tục của công nghệ hàn, các tiêu chuẩn này cũng sẽ được cập nhật và cải thiện để thích ứng với các vật liệu mới, quy trình mới và các kịch bản ứng dụng mới.