Kiểm tra độ cứng của các chi tiết hàn: Những gì phòng thí nghiệm kiểm soát chất lượng cần kiểm tra trước khi giao hàng
Kiểm tra độ cứng của các chi tiết hàn: Những gì phòng thí nghiệm kiểm soát chất lượng cần kiểm tra trước khi giao hàng
Các chi tiết hàn cần được kiểm tra độ cứng trước khi giao hàng để xác minh kim loại mối hàn, vùng ảnh hưởng nhiệt, kim loại nền, kết quả xử lý nhiệt sau hàn và các khu vực có khả năng giòn hoặc mềm. Một quy trình kiểm soát chất lượng đáng tin cậy cần bao gồm lựa chọn phương pháp thử nghiệm chính xác, chuẩn bị mẫu, lập kế hoạch đường thử Vickers hoặc Micro Vickers, xác minh hiệu chuẩn và báo cáo kiểm tra rõ ràng.
Kim loại hàn
Kiểm tra xem kim loại hàn đã đắp có đáp ứng độ cứng và tính chất cơ học yêu cầu hay không.
Kiểm soát HAZ
Vùng ảnh hưởng nhiệt có thể trở nên quá cứng, quá mềm hoặc không đều sau khi hàn.
Thử nghiệm Vickers
Kiểm tra Vickers và Micro Vickers thường được sử dụng trên nhiều mặt cắt ngang mối hàn.
Báo cáo giao hàng
Báo cáo cần thể hiện vị trí thử nghiệm, giá trị độ cứng, hồ sơ hiệu chuẩn và trạng thái nghiệm thu.
Vì sao các bộ phận hàn cần được kiểm tra độ cứng trước khi giao hàng?
Quá trình hàn làm thay đổi cấu trúc cục bộ của các chi tiết kim loại. Kim loại mối hàn, vùng ảnh hưởng nhiệt và kim loại nền có thể có các giá trị độ cứng khác nhau sau khi hàn, làm nguội và xử lý nhiệt sau hàn. Nếu những khu vực này không được kiểm tra trước khi giao hàng, các rủi ro về chất lượng tiềm ẩn có thể xuất hiện sau này trong quá trình lắp ráp, thử nghiệm áp suất, tải trọng vận hành, hoạt động mỏi hoặc kiểm tra của khách hàng.
Đối với các kết cấu hàn, bình chịu áp lực, đường ống, khung máy móc, các bộ phận xây dựng, trục, mặt bích, dụng cụ, khuôn mẫu và các bộ phận kim loại được sửa chữa, kiểm tra độ cứng giúp xác nhận xem quá trình hàn có tạo ra các vùng giòn, vùng mềm, độ cứng quá mức hoặc các đặc tính cục bộ không nhất quán hay không.
Quy trình kiểm tra độ cứng đúng cách không chỉ nên kiểm tra một vị trí ngẫu nhiên. Các phòng thí nghiệm kiểm soát chất lượng cần xác định đường kiểm tra xuyên suốt kim loại mối hàn, vùng ảnh hưởng nhiệt và kim loại nền, sau đó ghi lại các giá trị một cách rõ ràng trong báo cáo có thể truy xuất nguồn gốc. Điều này đặc biệt quan trọng khi các bộ phận hàn được cung cấp cho người mua công nghiệp, những người yêu cầu hồ sơ chất lượng trước khi giao hàng.
1. Kiểm tra riêng kim loại hàn, vùng ảnh hưởng nhiệt (HAZ) và kim loại nền.
Một chi tiết hàn không phải là một vùng vật liệu đồng nhất. Kim loại hàn là vật liệu được đắp lên. Vùng ảnh hưởng nhiệt là vùng nằm cạnh mối hàn bị biến đổi do nhiệt hàn. Kim loại nền là vật liệu ban đầu nằm ngoài vùng ảnh hưởng của quá trình hàn. Mỗi vùng có thể có độ cứng khác nhau.
Nếu phòng thí nghiệm kiểm soát chất lượng chỉ kiểm tra kim loại nền hoặc một khu vực phẳng dễ đo, kết quả có thể không chứng minh được chất lượng mối hàn. Báo cáo kiểm tra khi giao hàng cần thể hiện rõ vị trí đo độ cứng của từng điểm. Đối với các bộ phận hàn quan trọng, khách hàng có thể yêu cầu nhiều điểm kiểm tra trên toàn bộ mặt cắt mối hàn.
| Khu vực thử nghiệm | Tại sao điều đó lại quan trọng | Kiểm tra được đề xuất |
|---|---|---|
| Kim loại hàn | Xác nhận khu vực hàn đáp ứng độ cứng yêu cầu. | Các điểm kiểm tra Vickers hoặc Micro Vickers ở tâm mối hàn |
| Vùng ảnh hưởng nhiệt | Xác định các khu vực giòn hoặc mềm do nhiệt hàn gây ra. | Nhiều điểm dọc theo vùng ảnh hưởng nhiệt (HAZ) trên mặt cắt ngang đã chuẩn bị. |
| Kim loại cơ bản | Cung cấp giá trị tham khảo bên ngoài phạm vi ảnh hưởng của hàn. | So sánh với giá trị kim loại mối hàn và vùng ảnh hưởng nhiệt (HAZ) |
| Sửa chữa khu vực hàn | Kiểm tra xem việc hàn sửa chữa có tạo ra nguy cơ làm cứng cục bộ hay không. | Kiểm tra khu vực ban đầu, mối hàn sửa chữa và vùng chuyển tiếp. |
2. Chọn phương pháp kiểm tra độ cứng phù hợp
Kiểm tra độ cứng Vickers được sử dụng rộng rãi để kiểm tra các mối hàn vì nó có thể đo được các khu vực nhỏ và cung cấp sự so sánh rõ ràng trên toàn bộ mặt cắt ngang của mối hàn. Kiểm tra Micro Vickers hữu ích khi các vùng kiểm tra hẹp, vật liệu mỏng hoặc phòng thí nghiệm cần phân bố độ cứng chi tiết hơn.
Phương pháp thử độ cứng Rockwell có thể được sử dụng cho một số chi tiết hàn lớn khi bề mặt thử nghiệm ổn định, phẳng và đủ lớn. Phương pháp thử độ cứng Brinell có thể phù hợp cho các mối hàn lớn hoặc các cấu trúc đúc và rèn khi cần một vết lõm lớn hơn, mang tính đại diện. Tuy nhiên, đối với hầu hết các công việc so sánh vùng hàn, phương pháp Vickers hoặc Micro Vickers thường thực tế hơn.
Trước khi chọn phương pháp, hãy xác nhận:
Loại vật liệu và phạm vi độ cứng dự kiến.
Kích thước mối hàn, độ dày tấm và hình dạng mối nối.
Cho dù khách hàng yêu cầu loại cân HV, Micro HV, HRC, HBW hay loại cân khác.
Cho dù thử nghiệm được thực hiện trên bề mặt hay mặt cắt ngang.
Cần bao nhiêu điểm kiểm tra trên kim loại mối hàn, vùng ảnh hưởng nhiệt (HAZ) và kim loại nền?
Liệu hình ảnh minh họa và báo cáo PDF có cần thiết cho khách hàng xem xét hay không.
3. Chuẩn bị mặt cắt mối hàn một cách chính xác
Kiểm tra độ cứng mối hàn thường yêu cầu chuẩn bị mặt cắt ngang. Mẫu có thể cần được cắt xuyên qua mối hàn, gắn lên giá đỡ, mài, đánh bóng, làm sạch và kiểm tra dưới kính hiển vi. Việc chuẩn bị mẫu kém có thể che khuất ranh giới vùng ảnh hưởng nhiệt (HAZ) thực sự, làm hỏng bề mặt hoặc khiến các cạnh vết lõm Vickers khó đo.
Nhiệt độ khi cắt, vết xước do mài, bo tròn cạnh và đánh bóng kém đều có thể ảnh hưởng đến kết quả cuối cùng. Đối với thử nghiệm Micro Vickers, chất lượng bề mặt đặc biệt quan trọng vì đường chéo vết lõm nhỏ và phải được đo chính xác.
| Bước chuẩn bị | Mục đích | Rủi ro nếu bỏ qua |
|---|---|---|
| Cắt kim loại học | Cắt xuyên qua mối hàn mà không gây hư hại quá mức. | Hư hỏng do nhiệt có thể làm thay đổi độ cứng cục bộ. |
| Lắp đặt | Nâng đỡ mặt cắt ngang mối hàn và giữ cho nó phẳng. | Mẫu vật có thể bị nghiêng hoặc cạnh có thể không được bảo vệ. |
| Mài và đánh bóng | Tạo bề mặt rõ ràng để đo độ lõm. | Các vết xước khiến thước đo chéo Vickers khó đọc. |
| Kiểm tra bằng kính hiển vi | Xác định các vùng kim loại hàn, vùng ảnh hưởng nhiệt (HAZ) và vùng kim loại nền. | Các điểm kiểm tra có thể được đặt ở khu vực không chính xác. |
4. Lập kế hoạch đường đi của thử nghiệm Vickers trên mối hàn
Cần phải lên kế hoạch cho đường thử nghiệm trước khi tiến hành thử nghiệm. Đối với các chi tiết hàn, mục tiêu thường là so sánh sự thay đổi độ cứng giữa kim loại hàn, vùng ảnh hưởng nhiệt (HAZ) và kim loại nền. Điều này có thể yêu cầu một loạt các vết lõm Vickers hoặc Micro Vickers trên mặt cắt ngang, với khoảng cách đều đặn và nhận diện vùng rõ ràng.
Nếu các điểm kiểm tra quá xa nhau, phòng thí nghiệm có thể bỏ sót một vùng cứng hoặc mềm hẹp. Nếu chúng quá gần nhau, các vết lõm có thể gây nhiễu lẫn nhau. Khoảng cách giữa các điểm kiểm tra phải tuân theo tiêu chuẩn của khách hàng, yêu cầu chứng nhận quy trình hàn hoặc thông số kỹ thuật kiểm soát chất lượng nội bộ.
Một quy trình kiểm tra độ cứng mối hàn tốt cần xác định rõ:
Số lượng điểm kiểm tra trong kim loại mối hàn, vùng ảnh hưởng nhiệt (HAZ) và kim loại nền.
Khoảng cách giữa mỗi vết lõm.
Khoảng cách từ bề mặt mối hàn hoặc đường nóng chảy khi cần thiết.
Kiểm tra lực và thang đo độ cứng.
Cho dù cần một hay nhiều hàng.
Cách xử lý các điểm cứng hoặc mềm bất thường.
5. Kiểm tra tình trạng của khối hiệu chuẩn và đầu ấn
Trước khi kiểm tra các chi tiết hàn, phòng thí nghiệm kiểm soát chất lượng cần xác minh máy đo độ cứng bằng các khối hiệu chuẩn phù hợp. Khối hiệu chuẩn phải phù hợp với phương pháp, thang đo và phạm vi độ cứng được sử dụng để kiểm tra mối hàn. Nên chọn khối Vickers hoặc Micro Vickers tùy thuộc vào phạm vi làm việc và tải trọng thử nghiệm.
Tình trạng của đầu đo cũng rất quan trọng. Đầu đo kim cương Vickers bị hỏng có thể tạo ra các vết lõm không đều và giá trị không ổn định. Việc hiệu chuẩn và kiểm tra đầu đo cần được ghi lại trước khi tiến hành kiểm tra giao hàng quan trọng, báo cáo khách hàng hoặc công việc thẩm định quy trình hàn.
| Mặt hàng QC | Tại sao điều đó lại quan trọng | Thực hành được khuyến nghị |
|---|---|---|
| Khối HV / Micro HV | Kiểm tra độ chính xác của thiết bị trước khi tiến hành thử nghiệm hàn. | Sử dụng các khối có độ cứng gần với phạm vi độ cứng mối hàn dự kiến. |
| Đầu đo độ cứng Vickers | Ảnh hưởng đến hình dạng vết lõm và giá trị cuối cùng. | Kiểm tra hình dạng vết lõm và thay thế các đầu tạo vết lõm bị hỏng. |
| Bệ đỡ và giá đỡ mẫu | Kiểm soát vị trí điểm kiểm tra và tính lặp lại | Sử dụng giá đỡ ổn định hoặc bàn XY để kiểm tra mặt cắt ngang. |
| Bản ghi xác minh | Hỗ trợ đánh giá của khách hàng và khả năng truy xuất nguồn gốc kiểm toán. | Ghi lại giá trị khối, kết quả, ngày, người vận hành và ID máy. |
6. Chuẩn bị Báo cáo Kiểm tra Giao hàng rõ ràng
Báo cáo độ cứng của mối hàn cần phải dễ hiểu đối với khách hàng. Báo cáo không chỉ cần liệt kê các giá trị độ cứng mà còn phải chỉ rõ vị trí đo. Đối với thử nghiệm mặt cắt ngang, báo cáo cần xác định kim loại mối hàn, vùng ảnh hưởng nhiệt (HAZ) và kim loại nền. Nếu khách hàng yêu cầu bản đồ độ cứng hoặc đường thử, báo cáo cần bao gồm bố trí các điểm đo.
Phần mềm Vickers tự động hoặc Micro Vickers có thể giúp lưu hình ảnh vết lõm, tọa độ điểm đo, giá trị độ cứng và các báo cáo đã xuất. Điều này cải thiện khả năng truy xuất nguồn gốc và giảm lỗi báo cáo thủ công.
Báo cáo độ cứng của mối hàn hữu ích cần bao gồm:
Tên chi tiết, mác vật liệu, số bản vẽ và số lô.
Quy trình hàn, vị trí hàn và điều kiện xử lý nhiệt sau hàn (nếu cần).
Phương pháp thử nghiệm, quy mô, lực thử nghiệm và tiêu chuẩn.
Sơ đồ bố trí điểm kiểm tra trên kim loại hàn, vùng ảnh hưởng nhiệt (HAZ) và kim loại nền.
Giá trị độ cứng và phạm vi chấp nhận được.
Thông tin khối hiệu chuẩn và mã số máy.
Ảnh chụp vết lõm hoặc ảnh chụp hiển vi nếu cần.
Xuất báo cáo dưới dạng PDF hoặc Excel để làm tài liệu giao hàng.
Những câu hỏi quan trọng trước khi lựa chọn giải pháp kiểm tra độ cứng mối hàn
Trước khi yêu cầu báo giá, các phòng thí nghiệm kiểm soát chất lượng và nhà cung cấp linh kiện hàn cần cung cấp thông tin rõ ràng về linh kiện hàn, vật liệu, quy trình hàn, tiêu chuẩn thử nghiệm và nhu cầu báo cáo. Điều này giúp đề xuất thiết bị thử nghiệm và thiết bị chuẩn bị mẫu phù hợp.
Những chi tiết hàn nào cần được kiểm tra: tấm, ống, các bộ phận chịu áp lực, khung, mặt bích, trục, khuôn hoặc các cấu kiện kết cấu?
Vật liệu nền và vật liệu hàn được sử dụng là gì?
Phương pháp hàn nào được sử dụng?
Liệu có thực hiện xử lý nhiệt sau khi hàn không?
Cần sử dụng thang đo độ cứng nào: HV, Micro HV, HRC, HBW, hay thang đo khác?
Bạn cần kiểm tra bề mặt hay kiểm tra mặt cắt ngang?
Cần bao nhiêu điểm kiểm tra trên kim loại mối hàn, vùng ảnh hưởng nhiệt (HAZ) và kim loại nền?
Bạn đã có sẵn các thiết bị cắt, gắn mẫu, mài, đánh bóng và kính hiển vi chưa?
Khách hàng có yêu cầu bố cục điểm kiểm tra, hình ảnh thụt lề hoặc báo cáo xuất khẩu không?
Khối lượng xét nghiệm hàng ngày và tần suất báo cáo dự kiến là bao nhiêu?
Kết luận: Việc kiểm tra độ cứng mối hàn nên tập trung vào các vùng cụ thể, chứ không phải một giá trị ngẫu nhiên.
Kiểm tra độ cứng của các mối hàn cần tập trung vào các khu vực có nguy cơ cao: kim loại mối hàn, vùng ảnh hưởng nhiệt và kim loại nền. Một giá trị đo được từ một vị trí ngẫu nhiên có thể không đủ để chứng minh rằng mối hàn an toàn, ổn định và sẵn sàng để giao hàng.
Một giải pháp kiểm tra độ cứng mối hàn hoàn chỉnh có thể bao gồm máy đo độ cứng Vickers hoặc Micro Vickers, máy cắt mẫu kim loại, hệ thống giá đỡ, máy mài và đánh bóng, kính hiển vi, khối hiệu chuẩn, giá đỡ mẫu, bàn XY và phần mềm báo cáo.
Nếu phòng thí nghiệm kiểm soát chất lượng của bạn kiểm tra các bộ phận hàn trước khi giao hàng, hãy chia sẻ thông tin về vật liệu, quy trình hàn, tiêu chuẩn thử nghiệm, bố trí điểm thử nghiệm và yêu cầu báo cáo trước khi đặt hàng thiết bị. Một bản khuyến nghị đầy đủ có thể giúp giảm rủi ro giao hàng và nâng cao niềm tin của khách hàng.
Câu hỏi thường gặp
Phương pháp đo độ cứng nào thường được sử dụng cho các chi tiết hàn?
Phương pháp kiểm tra Vickers và Micro Vickers thường được sử dụng vì chúng có thể so sánh độ cứng giữa kim loại hàn, vùng ảnh hưởng nhiệt và kim loại nền trên các mặt cắt đã được chuẩn bị.
Tại sao độ cứng HAZ lại quan trọng?
Vùng ảnh hưởng nhiệt có thể trở nên quá cứng, giòn, mềm hoặc không đều sau khi hàn, vì vậy cần kiểm tra trước khi giao hàng.
Các mẫu hàn có cần được đánh bóng trước khi kiểm tra độ cứng không?
Đối với phương pháp kiểm tra mặt cắt ngang Vickers hoặc Micro Vickers, thường cần thực hiện các công đoạn cắt, gắn, mài và đánh bóng để thu được kết quả đo độ lõm đáng tin cậy.
Báo cáo độ cứng của mối hàn cần bao gồm những thông tin gì?
Báo cáo cần bao gồm vật liệu, quy trình hàn, phương pháp thử nghiệm, thang đo, lực, bố trí điểm thử nghiệm, giá trị độ cứng, phạm vi chấp nhận, hồ sơ hiệu chuẩn và ngày kiểm tra.
Bạn cần giải pháp kiểm tra độ cứng cho các chi tiết hàn?
Hãy chia sẻ loại chi tiết hàn, vật liệu, quy trình hàn, tiêu chuẩn thử nghiệm, kích thước mẫu, bố trí điểm thử nghiệm và yêu cầu báo cáo của bạn. Chúng tôi có thể giúp bạn đề xuất các thiết bị đo độ cứng Vickers, thiết bị đo độ cứng Micro Vickers, thiết bị chuẩn bị mẫu, khối hiệu chuẩn và các giải pháp phòng thí nghiệm QC hoàn chỉnh phù hợp.