Nguyên lý hình thành và đánh giá chất lượng
Khi nguồn nhiệt tập trung làm kim loại cơ bản đạt nhiệt độ nóng chảy, vùng hồ quang tạo ra bể hàn lỏng. Quá trình kết tinh sau đó quyết định cấu trúc kim tương của mối hàn — bao gồm vùng kim loại đắp, vùng ảnh hưởng nhiệt và đường ranh giới hợp luyện. Độ ngấu không đủ, rỗ khí, nứt nóng hay nứt nguội đều khởi phát từ giai đoạn này, thường do tốc độ làm nguội quá nhanh, độ ẩm que hàn hoặc chuẩn bị mép hàn không kỹ.
Chất lượng mối hàn được đánh giá theo hai nhóm chỉ tiêu: bên ngoài (hình dạng, chiều rộng, chiều cao đắp, góc chuyển tiếp với vật liệu nền) và bên trong (độ ngấu, ngậm xỉ, rỗ khí, nứt). Kiểm tra không phá hủy bằng siêu âm và chụp phim phóng xạ là hai phương pháp phổ biến nhất trong thực tế sản xuất kết cấu thép chịu tải.
Phân loại mối hàn
Theo vị trí tương đối giữa các chi tiết, mối hàn chia thành hàn giáp mối, hàn góc, hàn chữ T và hàn chồng. Mỗi kiểu có yêu cầu riêng về chuẩn bị mép và thứ tự đường hàn:
- Hàn giáp mối đòi hỏi vát mép khi vật liệu dày, đảm bảo ngấu hoàn toàn theo tiết diện.
- Hàn góc thường gặp trong kết cấu thép dầm cột; cần kiểm soát kích thước chân hàn và tránh undercut phía đầu mối.
- Hàn chồng đơn giản về thi công nhưng có ứng suất tập trung cao hơn, ít dùng trong kết cấu chịu tải động.
Theo tư thế thi công, mối hàn phân loại là bằng, đứng, ngang và trần — ảnh hưởng trực tiếp đến chế độ hàn và tay nghề thợ.
Lưu ý khi lựa chọn và sử dụng
Trong thiết kế kết cấu thép, loại mối hàn phải tương thích với chiều dày vật liệu, cấp chịu tải và khả năng kiểm tra sau hàn. TCVN quy định rõ cấp chất lượng mối hàn tương ứng với từng loại kết cấu; người thiết kế cần ghi rõ yêu cầu này trên bản vẽ để thợ hàn và kiểm tra viên có cơ sở thực hiện.
Một điểm thực tế thường bị bỏ qua: ứng suất dư sau hàn có thể làm biến dạng kết cấu nếu không bố trí đúng thứ tự đường hàn và áp dụng xử lý nhiệt sau hàn khi cần. Với vật liệu có xu hướng tôi cứng vùng ảnh hưởng nhiệt, cần gia nhiệt trước để kiểm soát tốc độ làm nguội và giảm rủi ro nứt nguội.