Trong quá trình xây dựng các công trình thép, việc áp dụng các phương pháp hàn kết cấu thép là vô cùng phổ biến. Cùng Pebsteel tìm hiểu hàn kết cấu là gì, các phương pháp hàn thông dụng cũng như những tiêu chuẩn mối hàn kết cấu thép ngay trong bài viết dưới đây.
Xem thêm: Thép Kết Cấu Là Gì? Phân Loại Và Ứng Dụng Của Thép Trong Thực Tế
1. Hàn kết cấu thép là gì?
Hàn là quá trình sử dụng nhiệt lửa hoặc hồ quang điện để đốt nóng một phần nhỏ của kim loại tại điểm tiếp xúc, khiến phần kim loại đó chảy và hòa lẫn với nhau. Sau khi nguội, kim loại sẽ đông cứng lại, tạo thành đường hàn.
Hàn kết cấu thép là một quy trình kỹ thuật được sử dụng trong xây dựng và công nghiệp chế tạo kim loại để nối các phần cấu trúc thép với nhau. Quy trình hàn kết cấu thép là một phần quan trọng trong việc xây dựng các công trình công nghiệp lớn như tòa nhà cao tầng, cầu, nhà máy và những công trình cơ sở hạ tầng khác.
Xem thêm: Ưu Điểm Của Kết Cấu Thép
2. Các phương pháp hàn kết cấu thép phổ biến
2.1. Hàn hồ quang điện bằng tay
Phương pháp hàn hồ quang điện bằng tay trong kết cấu thép sử dụng dòng điện để hoạt động. Khi đó, giữa hai cực kim loại cần hàn và que hàn có một ngọn lửa hồ quang điện xuất hiện. Nhiệt độ cao của ngọn lửa hồ quang điện (có thể lên đến trên 2000 độ C) làm nóng chảy mép của thép cơ bản (độ sâu nóng chảy từ 1,5 – 2mm) và que hàn. Kim loại của que hàn chảy thành từng giọt và rơi xuống rãnh hàn do sức hút của điện trường. Hai kim loại lỏng hòa quyện với nhau và sau khi nguội lại, tạo thành một đường hàn. Bản chất của đường hàn nằm ở sự kết nối giữa các phân tử của các kim loại bị nóng chảy. Đường hàn có khả năng chịu đựng lực tương đương như thép cơ bản.
Xem thêm: Lắp Dựng Kết Cấu Thép, Nhà Thép Tiền Chế
2.2. Hàn hồ quang điện tự động và bán tự động
Không chỉ mang lại năng suất cao và đảm bảo tính cơ học của mối hàn, phương pháp hàn hồ quang điện tự động và bán tự động trong kết cấu thép còn có khả năng tiết kiệm năng lượng điện và cung cấp điều kiện lao động tốt cho công nhân.
Về nguyên lý, hàn tự động tương tự hàn thủ công, chỉ khác là que hàn bọc thuốc được thay bằng cuộn dây không bọc và quá trình hàn được thực hiện bằng máy tự động. Thuốc hàn được phân bố đều trước vào rãnh hàn. Dây hàn được tự động nhả dần theo tốc độ di chuyển đều của máy hàn.
Hàn tự động mang nhiều ưu điểm đáng kể. Với cường độ dòng điện lớn từ 600 – 1200 ampe, tốc độ hàn nhanh hơn nhiều lần so với hàn thủ công, có thể gấp 5 – 10 lần. Rãnh chảy sâu tạo điều kiện cho chất lượng đường hàn cao. Kim loại nóng chảy được phủ lớp thuốc dày nên nguội dần, tạo điều kiện cho bọt khí thoát ra, làm cho đường hàn trở nên cứng hơn. Hồ quang cháy chìm dưới lớp thuốc, không gây hại tới sức khỏe của thợ hàn.
Hiện nay, có phương pháp hàn bán tự động sử dụng cuộn dây hàn mềm, có hình dạng ống hoặc dạng dẹt, với chiều dày lớp vỏ kim loại từ 0,2 – 0,5 mm, bên trong ống dây được nhồi thuốc hàn. Phương pháp này được sử dụng rộng rãi vì tính tiện lợi của nó.
Xem thêm: Đơn Giá Xây Dựng Nhà Xưởng Khung Thép Tiền Chế Mới Nhất 2023
3. Tiêu chuẩn mối hàn kết cấu thép
Mối hàn kết cấu thép sau khi hoàn thành cần vượt qua 6 kiểm tra tiêu chuẩn sau:
3.1. Kiểm tra bên ngoài
- Mối hàn không được có các vết nứt trên bề mặt mối hàn và phần kim loại nóng chảy.
- Không có những điểm bướu, lẹm, cháy thủng, hàn không ngấu và các khuyết tật công nghệ khác.
- Không có sự xuất hiện của các phần gãy góc, mép lệch.
- Sự sai lệch về kích thước và hình dạng của mối hàn cũng như các phần lồi tăng bền không được chấp nhận.
3.2. Kiểm tra kim tương
- Không có dấu hiệu vết nứt trong kim loại nóng chảy cũng như trong các vùng chịu ảnh hưởng nhiệt của kim loại cơ bản.
- Không có phần hàn không ngấu giữa các lớp hàn với bìa mép.
- Không được phép có các phần hàn thiếu ở chân mối hàn vượt quá 15% độ dày của thành hoặc quá 3mm nếu thanh có độ dày trên 20mm đối với sản phẩm chỉ hàn một phía.
- Không được phép có lỗ xốp và số lượng lỗ xỉ không được vượt quá 5 vết trên mỗi 1cm2. Kích thước của mỗi khuyết tật không được vượt quá 1,5mm và tổng của chúng không được vượt quá 3mm.
- Không được phép có vết nứt hoặc rạn phần cấu tạo, vì điều này sẽ làm giảm tính đàn hồi và tính dẻo của kim loại.
Xem thêm: Máng Xối Là Gì? Các Loại Máng Xối Trên Thị Trường
3.3. Kiểm tra thủy lực
- Mối hàn không có dấu hiệu của bất kỳ vết nứt nào.
- Không có dấu hiệu rò rỉ nước.
- Không có biến dạng đáng kể nào được phát hiện.
3.4. Kiểm tra kết quả kéo mối hàn
- Được tính bằng giá trị trung bình của các kết quả từ các mẫu thử, giá trị này không được thấp hơn độ bền tối thiểu của thép tương ứng. Đồng thời, không được có bất kỳ mẫu nào dưới 10% so với độ bền tối thiểu.
3.5. Kiểm tra uốn mối hàn
Kết quả theo tiêu chuẩn kiểm tra chất lượng mối hàn không được thấp hơn các ngưỡng dưới đây:
- Với thép cacbon có chiều dày mẫu hàn ≤ 20mm, góc uốn bé nhất là 100 độ. Với chiều dày mẫu hàn > 20mm, góc uốn ít nhất cho phép là 100 độ. Đối với mẫu hàn có chiều dày ≤ 12mm, góc uốn cho phép ít nhất là 70 độ.
- Đối với thép hợp kim thấp mangan và silic-mangan có chiều dày mẫu hàn ≤ 20mm, góc uốn cho phép ít nhất là 80 độ. Với chiều dày mẫu hàn > 20mm, góc uốn cho phép ít nhất là 60 độ. Đối với mẫu hàn có chiều dày ≤ 12mm, góc uốn cho phép ít nhất là 50 độ.
- Đối với thép hợp kim thấp crom-molipden và crom-molipden-vanadi có chiều dày mẫu hàn ≤ 20mm, góc uốn cho phép ít nhất là 50 độ. Với chiều dày mẫu hàn > 20mm, góc uốn cho phép ít nhất là 40 độ. Đối với mẫu hàn có chiều dày ≤ 12mm, góc uốn cho phép ít nhất là 30 độ.
- Đối với thép hợp kim cao crom có chiều dày mẫu hàn ≤ 20mm, góc uốn ít nhất cho phép là 50 độ. Với chiều dày mẫu hàn > 20mm, góc uốn cho phép ít nhất là 40 độ. Đối với mẫu hàn có chiều dày ≤ 12mm, góc uốn cho phép ít nhất là 30 độ.
- Đối với thép hợp kim cao crom-molipden có chiều dày mẫu hàn ≤ 20mm, góc uốn cho phép ít nhất là 100 độ. Với chiều dày mẫu hàn > 20mm, góc uốn cho phép ít nhất là 100 độ. Đối với mẫu hàn có chiều dày ≤ 12mm, góc uốn cho phép ít nhất là 30 độ.
3.6. Kiểm tra trị số độ dai va đập
- Ở nhiệt độ môi trường 20 độ C, trị số độ dai và đập tối thiểu của mối hàn cho tất cả các loại thép, trừ thép austenit, lần lượt là 49,05 (Nm/cm2) và đối với thép austenit là 68,67 (Nm/cm2).
- Ở nhiệt độ môi trường thấp hơn 0 độ C, trị số độ dai và đập tối thiểu của mối hàn đối với tất cả các loại thép, trừ thép austenit, lần lượt là 19,62 (Nm/cm2) và đối với thép austenit là 29,43 (Nm/cm2).
4. Kết luận
Trên đây là các thông tin giúp giải đáp cho câu hỏi “hàn kết cấu là gì?” cùng với một số thông tin có liên quan. Nếu khách hàng đang có nhu cầu tìm kiếm các giải pháp toàn diện cho Nhà thép tiền chế và Kết cấu thép, hãy liên hệ Pebsteel thông qua email [email protected] hoặc số điện thoại +84 908 883531 để được tư vấn ngay hôm nay.
