Giáo trình Kiểm tra chất lượng hàn

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP VÀ XÂY DỰNG
BÀI GIẢNG HỌC PHẦN
KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG HÀN
 (Lưu hành nội bộ)
Người biên soạn: Phạm Thế Minh
Uông Bí, năm 2010
1LỜI NÓI ĐẦU
Nâng cao chất lượng sản phẩm là một trong những nhiệm vụ chính trị và
kinh tế quan trọng trong giai đoạn phát triển hiện nay ở Việt nam.
Công nghệ hàn hiện đại đã có hàng trăm phương pháp khác hàn nhau. Tuy
nhiên với sự đổi mới nhanh chóng quá trình, thiết bị, vật liệu hàn đã làm cho hệ
thống kiểm tra chất lượng hàn không theo kịp. Yêu cầu tăng chất lượng sản
phẩm đã đặt ra nhiệm vụ cho các cán bộ kỹ thuật cần phải hiểu biết công nghệ,
thiết bị kiểm tra và các vấn đề về quản lý sản xuất hàn.
Các trường đại học trên thế giới đào tạo chuyên ngành hàn đều quan tâm
đến những môn học về Chất lượng Hàn, nhưng thường chia thành một số học
phần khác nhau. Ở Việt nam Chất lượng Hàn đã được đưa vào giảng dạy liên tục
từ khi có chuyên ngành này tại trường ĐHBK Hà nội. Qua nhiều thế hệ cho đến
nay nội dung của môn học đã được đổi mới theo hướng hiện đại. Vì vậy việc
soạn tài liệu về Kiểm tra lượng Hàn là đáp ứng một phần yêu cầu trong giảng
dạy cũng như để sinh viên tham khảo.
Nội dung chính mà tác giả muốn đưa vào cuốn sách này hệ thống lý
thuyết cơ bản cho phép hiểu được những khái niệm về khuyết tật, quản lý và
kiểm tra chất lượng hàn theo các tiêu chuẩn khác nhau.
Khi biên soạn cuốn sách này tác giả đã sử dụng những kiến thức tích lũy
được từ những người thầy và đồng nghiệp đi trước. Tài liệu này được dùng đ ể
học tập cho sinh viên Cao Đẳng chuyên nghiệp ngành Công nghệ hàn .
Tác giả bày tỏ lòng biết ơn đến các các cá nhân và tổ chức:
- Bộ môn Hàn và Công nghệ Kim loại - trường ĐHBK Hà nội (đặc biệt thầy
Nguyễn Đức Thắng).
- Các học viên cao học ngành CNCK 200 8 - 2010 trường ĐHBK Hà Nội.
Cùng nhiều đồng nghiệp khác đã giúp đỡ và động viên tôi để hoàn thành tài
liệu này.
Do lần đầu tiên biên soạn tài liệu trong lĩnh vực này, nên thiếu sót là điều
không thể tránh khỏi. Tác giả rất mong các bạn đồng nghiệp góp ý bổ sung để
cuốn sách hoàn thiện hơn. theo địa chỉ: phamtheminh280@cic.edu.vn
Quảng Ninh, ngày 20.08.2010
Tác giả
KS. Phạm Thế Minh
2Chương 1
CHẤT LƯỢNG HÀN VÀ KIỂM TRA CÔNG NGHỆ HÀN
1.1. Các chỉ tiêu chất lượng
1.1.1. Tiêu chí tự nhiên
Theo đó nghĩa của chất lượng được hiểu đối với các tiêu chuẩn cao và khẳng
định theo chức năng của sản phẩm khi xuất xưởng hoặc khi sử dụng. Khi dùng
nghĩa này thì không thể đo được chất lượng và phải có kinh nghiệm về sử dụng
sản phẩm.
1.1.2. Tiêu chí liên quan đến sản phẩm
 Theo đó chất lượng là chính xác và định lượ ng được. Chất lượng sản phẩm
được chuyển sang tình trạng tồn tại bằng các giá trị đo được. Cách này có thể
được dùng để sắp xếp thứ tự cấp chất lượng trong các sản phẩm cùng loại.
1.1.3. Tiêu chí liên quan đến người sử dụng:
Quan điểm này hình thành theo nhận thức của người tiêu dùng. Nó phụ thuộc
vào mong muốn và kỳ vọng của từng cá nhân. Nghĩa là cùng sản phẩm xuất
xưởng hoặc sử dụng người này đánh giá cao còn người khác đánh giá thấp.
1.1.4. Tiêu chí liên quan đến quá trình:
Ở đây chất lượng gắn với các quá trình đủ điều kiện. Tuân thủ đúng đầu vào
thì cho đầu ra đạt yêu cầu. “Đúng” có nghĩa là hoàn thành đầy đủ các yêu cầu về
tiêu chuẩn và các thông số kỹ thuật.
1.1.5. Tiêu chí quan hệ giá cả - lợi nhuận:
Cách này mô tả chất lượng đưa vào phải tính đến ảnh hưởng của giá cả.
Có thể so sánh chất lượng sản phẩm khi giá cố định.
Do đó không nên quan niệm sản phẩm có chất lượng càng cao là càng tốt.
Người ta đánh giá chất lượng theo yêu cầu thực tế sử dụng. Điều kiện sử dụng
chứa đựng hai yếu tố cơ bản là độ tin cậy và khả năng làm việc liên tục.
Độ tin cậy: khả năng của thiết bị và công trình làm việc trong khoảng thời
gian dài đã định, chịu tải trọng có thể liên tục hoặc gián đoạn mà không bị phá
hủy.
Khả năng làm việc liên tục : tính chất của sản phẩm giữ được khả năng
làm việc trong thời hạn đã định mà không phải dừng lại bắt buộc.
Trong các kết cấu hàn, chỉ tiêu chất lượng xét trong một phạm vi bao
gồm:
+ Cơ tính, độ bền
+ Thành phần hóa học, lý tính
+ Độ tin cậy, khả năng làm việc khi có khuyết tật
+ Mỹ thuật
+ Tính kinh tế
1.2. Chất lượng trong sản xuất hàn
1.2.1. Kiểm tra chất lượng sản phẩm
3Kiểm tra chất lượng sản phẩm KCS (QC) là kiểm tra từng nguyên công
của quá trình sản xuất để chế tạo ra một sản phẩm có chất lượng. Đó là trách
nhiệm của bên Chế tạo. Nói theo ГОСТ 15467-70 đó là quá trình kiểm tra sự
tương ứng các chỉ tiêu của chất lượng sản phẩm theo các yêu cầu được quy định.
Khái niệm của việc kiểm tra chất lượng toàn diện được định nghĩa như là một hệ
thống để xác định đặc tính kỹ thuật, kiểm tra và thống nhất các hoạt động sản
xuất của các công ty chế tạo sản phẩm làm cho khách hàng thỏa mãn.
1.2.2. Đảm bảo chất lượng
Đảm bảo chất lượng sản phẩm (QA) là thực hiện các công việc đã được
lập kế hoạch từ trước; kiểm soát, giám sát hệ thống và tác động với mục đích rõ
ràng lên các điều kiện và yếu tố ảnh hưởng, nhằm đảm bảo rằng sản phẩm đạt
tới mức chất lượng tối ưu, hoạt động tốt với độ tin cậy vừa đủ. Đây là quyền lợi
của bên đặt hàng và các bên đều mong muốn giảm thiểu tác động bất thường
trong quá trình sản xuất.
 Chất lượng nhận được sau khi hàn chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố và được thể
hiện qua các giai đoạn sau (h.1.1):
Hình 1.1- Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng hàn
1.2.3. Các nhiệm vụ và khả năng quản lý chất lượng hàn
Theo ГОСТ 15895-70 thuật ngữ kiểm tra thường xuyên được xác định
như là sự hiệu chỉnh các thông số quá trình công nghệ chế tạo sản phẩm để đảm
bảo chất lượng yêu cầu và cảnh báo phế phẩm.
Trong quá trình chế tạo sản phẩm các liên kết hà n thường được xếp vào
nhóm chế tạo phôi giống như đúc và gia công áp lực.
Để nhận được liên kết hàn chất lượng cao thường phải xét tới hai quan
điểm: - Yêu cầu không khuyết tật.
- Quy định dung sai và khuyết tật cho phép.
Các quan điểm này không loạ i trừ mà chúng bổ sung cho nhau. Để không
khuyết tật kết cấu cần phải được thực hiện theo đúng chương trình đảm bảo mức
độ tối ưu của chất lượng. Mức độ này cần phải dựa trên cơ sở về kết cấu, công
nghệ và kinh tế, chính vì thế mà khái niệm “khả năng làm v iệc” được chấp nhận
và sử dụng rộng rãi.
4Có thể cho rằng tiêu chuẩn chặt chẽ và kiểm tra 100% là hình thức bảo
đảm chất lượng chủ yếu. Cần phải thấy rằng nâng cao yêu cầu về chất lượng
thường dẫn đến việc tăng giá thành sản phẩm. Ngoài ra đây mới là điều chủ yếu,
tăng yêu cầu chất lượng cuối cùng có thể dẫn đến việc mất chất lượng và độ tin
cậy.
1.3. Khuyết tật hàn
1.3.1. Các dạng khuyết tật
Khuyết tật: là bất liên tục không được chấp nhận. Bất liên tục không nhất
thiết là khuyết tật. Tùy theo tiêu chuẩn nếu bất liên tục ảnh hưởng đến quá trình
sử dụng của sản phẩm hoặc các yêu cầu kỹ thuật thì được gọi là khuyết tật.
Trong sản xuất hàn, thường chia khuyết tật ra thành khuyết tật bên ngoài
hoặc trên bề mặt và bên trong.
a, Các khuyết tật bên ngoài
* Cháy lẹm (cháy cạnh)
- Cháy lẹm là chỗ kim loại cơ bản bị lõm xuống thành rãnh không đều
nằm dọc theo mép đường hàn do kim loại đắp không được đưa vào đủ (h.1.2).
- Nguyên nhân
+ Hàn hồ quang tay với cường độ và điện áp cao , chiều dài hồ quang lớn
làm nhiệt năng lớn.
Hình 1.2- Cháy lẹm
+ Hàn tự động dưới lớp thuốc với điện áp thấp hoặc vị trí điện cực không
đúng.
+ Hàn mối hàn góc ở tư thế PB có cạnh mối hàn lớn hơn 9 mm
+ Dao động ngang không dừng lại ở hai mép.
* Cháy thủng:
- Cháy thủng là hiện tượng các phần tử của kết cấu bị nóng chảy xuyên
thủng một đoạn ở đáy đường hàn do sự quá nhiệt cục bộ trên một diện tích nhỏ
hoặc do hàn thấu quá mức. Các lỗ thủng thường có dạng tròn, oval hoặc bất kỳ.
Khuyết tật này thường đi kèm với sự lồi đáy hàn (h.1.3)
Hình 1.3- Cháy thủng
5Hình 1.4- Biến dạng góc
- Nguyên nhân tạo nên cháy thủng:
+ Năng lượng đường quá cao, đặc biệt chế độ có cường độ dòng hàn lớn
+ Tốc độ hàn chậm và không đều
+ Khe hở giáp mối giữa các mép hàn lớn, chiều cao mặt đáy bé.
+ Khi hàn dưới lớp thuốc bảo vệ đệm lót dưới không sát hoặc thuốc hàn
ít.
Trong thực tế cháy thủng thường gặp khi hàn kết cấu thành mỏng, hàn
giáp mối sâu cũng như khi hàn leo góc.
* Mối hàn bị biến dạng
- Sự biến dạng là những khuyết tật làm sai lệch hình dáng mặt ngoài của
liên kết hàn, làm nó không thoả mãn với cá c yêu cầu kỹ thuật và thiết kế. Các
dạng biến dạng thường gặp:
+ Chiều cao phần nhô hoặc chiều rộng của mối hàn không đồng đều.
+ Đường hàn vặn vẹo không phẳng
+ Bề mặt mối hàn nhấp nhô
- Nguyên nhân
+ Gá lắp và chuẩn bị mép hàn chưa hợp lý.
+ Trình tự hàn không đúng.
+ Vật liệu hàn không đảm bảo chất lượng .
+ Tốc độ hàn và dòng điện không hợp lý.
b, Khuyết tật bên trong mối hàn
* Nứt
- Nứt là sự phá hủy cục bộ liên kết hàn ở trạng thái rắn dưới dạng đường
(h.1.5), được xem là nguy hiểm nhất. Chúng xuất hiện trong kim loại mối hàn và
kim loại cơ bản do sự phát triển của ứng suất riêng vì:
- Nguyên nhân:
+ Co ngót và sự biến đổi tổ chức hay thay đổi thể tích khi kim loại chuyển
từ trạng thái lỏng sang trạng thái đặc.
+ Nhiệt độ phân bố không đều khi nung nóng và làm nguội vật hàn.
6+ Hàn chi tiết từ thép hợp kim kết cấu có biên dạng phức tạp.
+ Tốc độ nguội nhanh khi hàn các lọai thép được tôi ngoài không khí.
+ Tiến hành hàn ở nhiệt độ thấp, giảm tính dẻo của kim loại.
+ Kim loại cơ bản và kim loại bổ sung chứa nhiều phôtpho, lưu huỳnh
Hình 1.5- Các vết nứt
a)- dọc theo mối hàn; b) - ngang từ vùng mối hàn sang kim loại cơ bản;
c)- vùng ảnh hưởng nhiệt; d)- chân chim tại hõm cuối đường hàn.
* Ngậm xỉ (lẫn xỉ):
Thường xuất hiện do làm sạch vảy và gỉ không tốt trên mép hàn, chủ yếu
khi hàn nhiều lớp. Xỉ là các tạp chất phi kim loại không kịp nổi lên bề mặt mối
hàn khi đông đặc (h.1.6).
Theo hình dáng có xỉ hình cầu, hình kim, phẳng, trải ra theo dạng màng,
hình khối tiếp giáp với kim loại nóng chảy. Xỉ thường phân bố tuyến tính, biệt
lập hoặc theo cụm.
Với những điều kiện nhất định lẫn xỉ sẽ gây ra nứt. Điều này được giải
thích là trong quá trình nung nóng và làm nguội, hệ số giãn nở nhiệt của xỉ và
kim loại khác nhau nhiều gây nên ứng suất nhiệt khá lớn dễ phát sinh ra nứt
trong kim loại mối hàn.
- Nguyên nhân gây ra lẫn (ngậm) xỉ và màng oxide:
+ Bề mặt mối hàn bẩn có gỉ, dầu mỡ, sơn.
+Làm sạch xỉ sau mỗi lượt hàn không tốt.
+ Vũng hàn nguội nhanh.
+ Xỉ chắc khó nóng chảy.
+ Thuốc bọc que hàn không tốt làm thuốc bị rời ra.
+ Tay nghề thợ hàn không cao...
* Mối hàn không ngấu
Không ngấu là những bất liên tục đáng kể (mở ra) không có sự liên
kết cấu trúc tại giao diện giữa kim loại cơ bản và kim loại mối hàn hoặc giữa các
lượt hàn (h.1.7).
Khi hàn bằng que hàn có
lớp thuốc bọc đủ dày sinh ra
nhiều xỉ, nhưng kim loại nóng
chảy ở trạng thái lỏng lâu hơn và
xỉ phi kim loại nhẹ có đủ thời gian
nổi lên Hình 1.6- Lẫn xỉ tại mép giữa các lớp hàn
7Không ngấu xuất hiện trong các trường hợp, khi kim loại nóng chảy gặp
kim loại cơ bản không nóng chảy. Tại giao diện của kim loại nóng chảy và kim
loại cơ bản hình thành lớp màng oxide ngăn, giảm độ bền liên kết giữa chúng.
Nét đặc trưng của không ngấu ở chỗ nó kết thúc trong mối hàn bằng các
nhánh sợi nhỏ như là nứt.
Hình 1.7- Không ngấu trong hàn giáp mối và hàn góc:
a) Tại giao diện; b) Giữa mối hàn;
c) Chân mối hàn; d) Trong mối hàn góc
Trong các mối hàn hợp kim nhôm, không ngấu rất hay kèm theo màng
oxide và rỗ. Khi hàn thép bằng tay hoặc tự động dưới lớp thuốc, không ngấu
được điền đầy bằng xỉ. So sánh các nhánh sợi với nứt về sự phân bố và hình
dáng trong tiết diện mối hàn không phát hiện được sự khác nhau đáng kể.
Nguyên nhân tạo ra không ngấu:
- Nhiệt lượng của hồ quang không đủ (cường độ dòng nhỏ, hồ quang quá
dài hoặc quá ngắn).
- Điện cực làm từ vật liệu dễ chảy hơn so với kim loại cơ bản.
- Tốc độ hàn nhanh quá khiến mép hàn không kịp nóng chảy.
- Điện cực lệch nhiều về một mép, khi đó kim loại chảy về phía kia không
đủ nhiệt
- Khe hở và góc vát nhỏ khiến cho kim loại cơ bản khó nóng chảy.
- Làm sạch gỉ, sơn, dầu mỡ và các chất bẩn khác không được tốt.
- Phân tán hoặc thổi lệch hồ quang dưới ảnh hưởng của từ trường, nhất là
khi hàn bằng dòng điện một chiều, cột hồ quang hướng vào một chỗ nhưng kim
loại lỏng lại chảy ở chỗ khác.
- Thuốc hàn bị kẹt vào khe hở giữa các mép có vát hoặc không vát.
- Xỉ không bong hết khi hàn nhiều lớp, lớp sau chồng lên lớp trước.
- Vật liệu cơ bản không phù hợp với vật liệu hàn (dây hàn, que hàn,
thuốc...)
- Thiết bị hàn không thỏa mãn: cường độ và điện áp hồ quang dao động
trong khi hàn.
- Bậc thợ hàn thấp.
- Không ngấu là một trong những khuyết tật nguy hiểm nhất, nó làm giảm
khả năng chịu tải của liên kết đặc biệt khi chịu tải trọng rung động hay va đập.
* Mối hàn không thấu
8Không thấu là những bất liên tục do kim loại không được điền đầy vào
những khoang, ngách trong tiết diện hoặc chân mối hàn (không thấu liên kết),
hoặc khi chiều sâu chảy không đủ (không thấu đáy). Tại chỗ đó sẽ có khoảng
trống (h.1.8).
- Nguyên nhân:
+ Mặt đáy quá lớn, khe hở đáy nhỏ không đủ để dũi mặt sau tới phần mối
hàn.
+ Cường độ dòng điện nhỏ, điện cực
quá lớn làm mật độ dòng thấp.
+ Tốc độ hàn nhanh, hàn đứng từ trên
xuống, vát mép không thích hợp.
+ Độ tự cảm quá cao khi hàn MAG ngắn
mạch, kim loại chảy tràn về trước hồ quang.
- Không thấu làm yếu tiết diện làm việc,
gây tập trung ứng suất trong mối hàn. Không
thấu có thể được phòng tránh bằng các biện pháp:
+ Tăng nguồn nhiệt.
+ Giảm tốc độ hàn
+ Thay đổi liên kết.
+ Chắc chắn rằng gá lắp chính xác.
Mặc dù hàn hồ quang nóng chảy bao gồm các quá trình hàn được sử dụng
rộng rãi nhất, nhưng các quá trình hàn khác cũng phải đảm bảo chất lượ ng. Vì
thế cần phải tìm hiểu về các loại khuyết tật trong các quá trình hàn khác.
 1.3.2. Ảnh hưởng của khuyết tật đến cơ tính liên kết hàn
a, Ảnh hưởng chung
Bảng 1-1 Các yếu tố gây nên khuyết tật khi hàn
Tính chất của vật liệu  Dẻo hay giòn. Có khuynh hướng tạo thành nứt.
Khả năng khử ứng suất. Làm chậm vết nứt...
Cấu tạo liên kết  Hàn góc hay giáp mối. Yếu tố tỉ lệ
Sơ đồ chịu tải  Mối hàn chịu tải hay không. Trạng thái ứng
suất đường, mặt, khối. Ứng suất dư.
Mức độ tập trung ứng
suất
 Kết cấu (rãnh xẻ, chiều dày khác nhau...)
Công nghệ (cong vênh, lệch mép, vảy...)
Dạng tải trọng  Tĩnh, động, rung, chu kỳ nhỏ...
Ăn mòn của môi trường  Trung tính, ăn mòn yếu, mạnh
Tác động nhiệt  Nhiệt độ cao hoặc thấp, tác động chu kỳ
Xác suất và nguy cơ
hỏng
 Đặc trưng quá tải. Nguy cơ tai nạn
Hình 1.8- Không thấu
9Các khuyết tật trong kết cấu hàn tự nó không xác định được việc mất khả
năng làm việc của kết cấu. Mức độ nguy hiểm của khuyết tật cùng với ảnh
hưởng các đặc tính (kiểu, dạng, kích thước...) phụ thuộc chủ yếu vào các yếu tố
kết cấu và sử dụng (bảng 1-1).
b, Ảnh hưởng của nứt
Tất cả các liên kết hàn của kim loại và hợp kim đều rất nhạy cảm với nứt.
Thực tế làm việc cho thấy rằng nứt (dù rất nhỏ) là khuyết tật nguy hiểm nhất của
liên kết hàn. Nứt làm giảm mạnh độ bền mỏi hoặc khả năng chịu tải trọng động.
Do đó nếu đã xuất hiện nứt thì bắt buộc phải sửa (mài phá, hàn đắp). Các mối
hàn sửa nứt ở các chi tiết, sản phẩm phải theo công nghệ đặc biệt đảm bảo độ tin
cậy.
c, Ảnh hưởng của không ngấu
*Độ bền tĩnh:
Các thử nghiệm so sánh các l ... ng lượng.
Trong phạm vi
năng lượng bức
xạ hãm của máy
gia tốc và bức xạ
γ lớn hơn 1 MeV,
hệ số μ tăng theo
năng lượng
(h.6.8). Trong các
Hình 6.8- Tiết diện tương tác phụ thuộc
vào năng lượng của lượng tử gamma
78
chất có nguyên tử số Z lớn thì tác động quang điện và tạo cặp đến μ lớn. Trong
vùng năng lượng chỉ tồn tại tán xạ compton thì μ ít phụ thuộc vào Z.
6.4. Nguồn bức xạ dùng trong chụp ảnh phóng xạ
6.4.1. Nguyên lý chung của thiết bị phát bức xạ tia X
Để tạo ra bức xạ tia X cần phải có một nguồn phát electron (dây tóc được
đốt nóng); định hướng và tăng tốc các electron (tạo điện áp cao); cùng một bia
bằng wolfram để electron va đập vào. Chúng được đặt trong ống phát bằng thủy
tinh gồm hai điện cực: cathode và anode (h.6.8). Ngoài ra còn có thiết bị điện
khác bao gồm :
- Một biến áp để cung cấp điện áp cao cần thiết.
- Bộ phận để điều chỉnh cao áp được đặt giữa cathode và anode
- Bộ phận để điều chỉnh cường độ dòng điện chạy qua dây đốt nóng
- Hệ thống ngắt tự động để bảo vệ cho thiết bị khỏi hư hỏng do quá nhiệt,
điện áp, cường độ dòng điện quá cao v.v
Các thiết bị phát bức xạ gồm hai loại chính là máy phát liên tục (tính theo
giờ) và máy phát xung (tính theo số xung).
* Máy phát liên tục: có thể ở dạng liền khối hoặc dạng rời. Chúng được dùng để
phát theo chùm định hướng hoặc toàn phương (h.6.9 .a, b, c).
Các máy phát dạng liền khối được lắp chung trong một khối và được làm
nguội bằng dầu hoặc khí. Máy phát xách tay được dùng ở côn g trường hoặc điều
kiện lắp ráp, còn máy cao áp liền khối cố định chỉ được dùng trong xưởng.
Hình 6.9. Các mạch máy phát điển hình
1)- biến áp; 2)- ống roentgen; 3)- kenetron; 4)- tụ điện
* Máy phát tia X dạng xung (Flash X-ray):
Anode hình côn rất nhỏ và cathode bằng inox hình xuyến có các lỗ ở tâm.
Các máy này dùng mạch xung có độ tự cảm rất thấp với bộ phóng điện cùng
biến áp đỉnh xung (h.6.9).
Dưới tác động của xung cao áp được tạo nên bởi khoá điện tử 5 và bộ
phóng điện 6, bức xạ roentgen rất ngắn nhưng rất mạnh phóng ra khỏi ống phát
2 qua cửa sổ. Tụ điện 4 phóng điện qua cuộn sơ cấp của máy biến áp đỉnh xung
7 tạo nên điện áp 100 – 200 kV trong cuộn thứ cấp qua ống phát.
79
Hình 6.10- Máy phát roentgen dạng xung:
5)- khóa điện tử; 6)- bộ phóng điện; 7)- biến áp đỉnh xung
Các máy phát xung được sử dụng để kiểm tra nhanh các mối hàn đường
ống, khi lắp ráp... Tần số phóng xung từ 0,2 Hz – 15 Hz, thời gian phóng từ 1 – 3
μs và cường độ dòng điện đạt được 100 – 200 A. Xung bức xạ phát ra lên đến 1
R ở cách 1 m.
6.4.2. Thiết bị phát bức xạ tia X hiện đại
Các loại máy phát bức xạ tia X hiện nay có nhiều cải tiến nhờ ứng dụng
các công nghệ mới, chúng có đặc điểm:
- Bức xạ phát ra mạnh với kích thước tiêu điểm nhỏ.
- Phát ra bức xạ có năng lượng rất thấp và rất cao cũng như điều chỉnh
được năng lượng.
- Thiết bị gọn nhẹ.
- Có khả năng định hướng và bao quát một phạm vi rộng.
- Thiết bị vận hành được dễ dàng và an toàn.
Thiết bị phát bức xạ tia X được nhiều hãng khác nhau sản xuất và có thể
được phân loại như sau:
* Máy phát bức xạ tia X định hướng
* Máy phát bức xạ tia X toàn phương :
* Máy phát bức xạ tia X có tiêu điểm phát bức xạ cực nhỏ
6.4.3. Các nguồn phát bức xạ gamma.
a. Đồng vị phóng xạ
Các nguồn đồng vị phóng xạ phát ra
bức xạ gamma có khả năng đâm xuyên lớn.
Chúng có lợi khi chụp ảnh bức xạ kiểm tra
các vật chiều dày lớn và mật độ cao vượt
khỏi dải mà các máy phát tia X thường thực
hiện. Các nguồn phát bức xạ gamma ít khi
được sử dụng để kiểm tra các loại hợp kim
nhẹ và thường bị giới hạn về độ nhạy.
Trước kia người ta sử dụng radium là
loại nguồn phóng xạ tự nhiên để chụp ảnh Hình 6.11- Phổ bức xạ Tm-170
80
bức xạ gamma. Ngày nay nó đã được thay thế hoàn toàn bởi các đồng vị phóng
xạ nhân tạo rẻ hơn nhiều. Một số đồng vị phóng xạ được tạo ra bằng cách dùng
neutron ở trong lò phản ứng hạt nhân kích hoạt vào nó. Hầu hết các nguồn
phóng xạ gamma được tạo ra theo phản ứng ( n,). Phản ứng (n,) này chủ yếu là
phản ứng neutron nhiệt. Hạt nhân của nguyên tố bị kích hoạt sẽ bắt neutron và
chất được tạo ra là một đồng vị phóng xạ của nguyên tố ban đầu.
Ví dụ :
 6027105927 ConCo
Phổ bức xạ của nguồn Tm-170 được chỉ ra trên (h.6.10) với đỉnh 0,053 và
0,084 MeV. Đặc trưng của các nguồn đồng vị khác cho trong bảng 6-2.
 Bảng 6-2. Đặc trưng của các nguồn đồng vị phóng xạ nhân tạo
Đồng vị phóng xạ Co-60 Ir-192 Cs-137 Tm-170 Yb-169
Chu kỳ bán rã 5,3
năm
74 ngày 30 năm 129 ngày 30 ngày
Dạng hóa học Kim
loại
Kim
loại
Cs - Ce Kim loại
hoặc
Tm2O3
YbO3
Mật độ (g/cm3) 8,9 22,4 3,5 4 ----
Năng lượng bức xạ
γ phát ra (MeV)
1,17
1,33
0,31
0,47
0,64
0,66
0,87
0,052
0,17 – 0.2
Tiết diện kích hoạt
(barn)
36 370 ----- 130 5500
Hoạt độ riêng cơ
bản (Ci/g)
1100 10000 25 6300 Phụ thuộc vào quá
trình làm giàu
đồng vị Yb - 168
Hoạt độ riêng thực
tế (Ci/g)
300 450 25 1500 2,5 – 3,5 Ci trong
kích thước 1 1
mm2
RHM/Ci 1,33 0,55 0,37 0,0025 0,125
Chiều dày kiểm tra
tối ưu thép (mm)
50 –
150
10 – 70 40 –
100
2,5 – 10 3 – 12
Hoạt độ nguồn
chụp ảnh thực tế
(Ci)
100 50 75 50 2,5 – 3,5
Đường kính nguồn
(mm)
3 3 6 3 1
Khối lượng che
chắn (kg)
100 20 50 1 -----
81
b. Đầu bọc nguồn
Các nguồn  phát bức xạ
liên tục theo mọi phương nên
không an toàn khi sử dụng. Vì vậy,
nguồn bức xạ  cần được đặt trong
các vỏ bọc kín. (h.6.12) biểu diễn
một nguồn điển hình. Nguồn có
dạng hình trụ đường kính từ 0,5 –
20 mm, chiều dài từ 0,5 – 8 mm.
Đôi khi các nguồn có dạng hình
cầu đường kính từ 6 – 20 mm. Các
nguồn được cung cấp có thể kèm
theo thẻ (nhãn) hoặc không có.
Hình 6.12- Cấu tạo bên trong nguồn
chụp ảnh điển hình
82
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Đảm bảo chất lượng hàn; TS . Nguyễn Đức Thắng – NXB KHKT 2009.
2. Công nghệ hàn nóng chảy (Tập 1 + tập 2) - TS. Ngô Lê Thông NXB KHKT
2007.
CÁC WEBSITE THAM KHẢO
1. 
2. 
3. 
4. http:// www.21welding.com.vn
5. 
6.  www.weldtech.com
83
MỤC LỤC
 Trang
LỜI NÓI ĐẦU 1
Chương 1 .............................................................................................................. 0
CHẤT LƯỢNG HÀN VÀ KIỂM TRA CÔNG NGHỆ HÀN ......................... 2
1.1. Các chỉ tiêu chất lượng ............................................................................ 2
1.1.1. Tiêu chí tự nhiên ................................................................................ 2
1.1.2. Tiêu chí liên quan đến sản phẩm ...................................................... 2
1.1.3. Tiêu chí liên quan đến người sử dụng: ............................................. 2
1.1.4. Tiêu chí liên quan đến quá trình:...................................................... 2
1.1.5. Tiêu chí quan hệ giá cả - lợi nhuận:................................................. 2
1.2. Chất lượng trong sản xuất hàn ............................................................... 2
1.2.1. Kiểm tra chất lượng sản phẩm .......................................................... 2
1.2.2. Đảm bảo chất lượng ........................................................................... 3
1.2.3. Các nhiệm vụ và khả năng quản lý chất lượng hàn ........................ 3
1.3. Khuyết tật hàn .......................................................................................... 4
1.3.1. Các dạng khuyết tật............................................................................ 4
1.3.2. Ảnh hưởng của khuyết tật đến cơ tính liên kết hàn ......................... 8
1.4. Kiểm tra công nghệ hàn ......................................................................... 11
1.4.1. Các hoạt động đảm bảo chất lượng hàn ......................................... 11
1.4.2. Thanh tra trước khi hàn, trong khi hàn và sau khi hàn ................ 16
1.5. Khả năng làm việc .................................................................................. 20
1.5.1. Khái niệm về khả năng làm việc ...................................................... 20
1.5.2. Tiêu chí hỏng hóc............................................................................. 20
Chương 2 ............................................................................................................ 21
KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG HÀN BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHÁ HỦY ... 21
2.1. Kiểm tra cơ tính mối hàn....................................................................... 21
2.1.1.Thử kéo .............................................................................................. 21
2.1.2.Thử uốn ............................................................................................. 24
2.1.3. Thử độ dai va chạm (độ dai va đập) ................................................ 27
2.2. Kiểm tra cấu trúc kim loại của liên kết hàn ........................................ 30
2.2.1. Kiểm tra thô đại (cấu trúc vĩ mô)..................................................... 30
2.2.2. Kiểm tra tế vi (cấu trúc vi mô) ......................................................... 31
Chương 3 ............................................................................................................ 33
KIỂM TRA ĐỘ KÍN ......................................................................................... 33
3.1. Kiểm tra độ kín bằng khí NH3 .............................................................. 33
3.2. Kiểm tra độ kín bằng áp lực khí ........................................................... 34
3.2.1. Kiểm tra bằng khí nén với việc bôi chất tạo bọt ............................. 34
3.2.2. Kiểm tra bằng dòng khí nén ............................................................ 35
84
3.3. Kiểm tra độ kín bằng áp lực nước ........................................................ 35
3.4. Kiểm tra độ kín bằng phương pháp chân không ................................ 37
Chương 4 ............................................................................................................ 38
MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA KHÔNG PHÁ HỦY ..................... 38
4.1. Kiểm tra bằng dung dịch chỉ thị màu .................................................. 39
4.1.1. Cơ sở vật lý của phương pháp thấm mao dẫn. .............................. 39
4.1.2. Kỹ thuật kiểm tra ............................................................................. 42
4.2. Kiểm tra bằng từ tính ............................................................................ 43
4.2.1. Cơ sở vật lý, các đặc trưng và các loại từ trường ........................... 43
4.2.2. Phương pháp kiểm tra bằng từ tính. ............................................... 45
4.3. Phương pháp kiểm tra bằng dòng điện xoáy ....................................... 49
4.3.1. Thực chất .......................................................................................... 49
4.3.3. Phân loại ........................................................................................... 50
4.3.4. Ứng dụng .......................................................................................... 51
Chương 5 ............................................................................................................ 52
CƠ SỞ PHƯƠNG PHÁP SIÊU ÂM ................................................................ 52
KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG MỐI HÀN ........................................................ 52
5.1. Hệ thống kiểm tra siêu âm..................................................................... 52
5.1.1. Khái niệm chung .............................................................................. 52
5.1.2. Ứng dụng .......................................................................................... 53
5.2. Phương pháp biểu diễn tín hiệu ............................................................ 53
5.2.1. Cách biểu diễn dạng quét A ............................................................. 53
5.2.2. Cách biểu diễn dạng quét B ............................................................. 53
5.2.3. Cách biểu diễn dạng quét C ............................................................. 53
5.3. Bản chất, đặc trưng, phân loại sóng siêu âm ....................................... 54
5.3.1. Bản chất ............................................................................................ 54
5.3.2. Đặc trưng của sóng siêu âm. ........................................................... 55
5.3.3. Phân loại ........................................................................................... 56
5.4. Đặc tính của chùm siêu âm .................................................................... 58
5.4.1. Hiệu ứng áp điện .............................................................................. 58
5.4.2. Chùm tia siêu âm.............................................................................. 59
5.4.3. Độ phân kỳ của chùm tia ................................................................. 59
5.5. Sự suy giảm của năng lượng chùm siêu âm ......................................... 60
5.6. Các loại đầu dò siêu âm ......................................................................... 61
5.6.1. Các loại đầu dò thẳng ...................................................................... 61
5.6.2. Các loại đầu dò góc .......................................................................... 63
5.6.3. Các loại đầu dò đặc biệt ................................................................... 64
5.7. Kỹ thuật kiểm tra và chuẩn bị hệ thống kiểm tra ............................... 65
5.7.1. Kỹ thuật kiểm tra .............................................................................. 65
85
5.7.2. Chuẩn bị hệ thống kiểm tra ............................................................. 67
Chương 6 ............................................................................................................ 71
KIỂM TRA BẰNG CHỤP ẢNH PHÓNG XẠ ............................................... 71
6.1. Nguyên lý kiểm tra bằng chụp ảnh phóngxạ....................................... 71
6.1.1. Khái niệm.......................................................................................... 71
6.1.2. Phân loại ........................................................................................... 71
6.2. Bản chất, đặc tính của tia X và tia  ..................................................... 73
6.2.1. Bức xạ röntgen (tia X) ..................................................................... 73
6.2.2. Bức xạ gamma (γ) ............................................................................ 74
6.2.3. Tính chất chung ............................................................................... 75
6.3. Tương tác của tia X và tia ................................................................... 76
6.3.1. Biến đổi của chùm tia ...................................................................... 76
6.3.3. Hệ số suy giảm tuyến tính μ ........................................................... 77
6.4. Nguồn bức xạ dùng trong chụp ảnh phóng xạ .................................... 78
6.4.1. Nguyên lý chung của thiết bị phát bức xạ tia X ............................. 78
6.4.2. Thiết bị phát bức xạ tia X hiện đại .................................................. 79
6.4.3. Các nguồn phát bức xạ gamma. ...................................................... 79
 TÀI LIỆU THAM KHẢO..82
CÁC WEBSITETHAM KHẢO..82