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.
4 kiểu mối hàn theo vị trí tương đối
| Kiểu mối hàn | Vị trí 2 chi tiết | Đặc điểm cần lưu ý |
|---|---|---|
| Giáp mối (butt) | Cùng mặt phẳng, đối đầu nhau | Cần vát mép khi vật liệu dày, đảm bảo ngấu hoàn toàn |
| Góc (fillet) | Vuông góc nhau (chữ L) | Phổ biến trong kết cấu dầm-cột, kiểm soát kích thước chân hàn |
| Chữ T (T-joint) | Một chi tiết vuông góc giữa chi tiết kia | Tương tự hàn góc nhưng ở giữa tấm, không phải mép |
| Chồng (lap) | Hai tấm chồng lên nhau | Thi công đơn giản nhưng ứng suất tập trung cao hơn |
Đối chiếu: ký hiệu mối hàn trên bản vẽ theo TCVN/ISO 2553 — xem Ký hiệu mối hàn TCVN/ISO 2553.
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.
Mối hàn nứt và không đạt vì nguyên nhân gì — phân biệt nứt nóng và nứt nguội
Câu hỏi quan trọng nhất khi một mối hàn nứt là nứt lúc nào: ngay khi kim loại còn đang kết tinh, hay hàng giờ sau khi mối hàn đã nguội hẳn. Hai trường hợp có cơ chế khác nhau và cách phòng ngừa ngược nhau, nên trả lời sai câu này thì mọi biện pháp sau đó đều lệch hướng.
| Dấu hiệu | Cơ chế | Hướng phòng ngừa |
|---|---|---|
| Nứt xuất hiện ngay lúc hàn, thường dọc giữa mối hàn | Nứt nóng — kim loại nứt khi đang kết tinh | Hình dạng mối hàn, thành phần kim loại đắp, tốc độ hàn |
| Nứt hiện ra sau khi nguội, có khi sau nhiều giờ | Nứt nguội — liên quan hydro, tổ chức cứng và ứng suất | Khống chế hydro, gia nhiệt trước, làm nguội chậm |
| Nứt nằm ở vùng kim loại cơ bản sát mối hàn | Vùng ảnh hưởng nhiệt bị tôi cứng và giòn | Tính hàn của loại thép, chế độ nhiệt |
| Không ngấu vào chân mối hàn giáp mối tấm dày | Chuẩn bị mép thiếu, năng lượng đường không tới chân | Vát mép, khe hở chân, quy trình nhiều lớp |
| Ngậm xỉ giữa các lớp | Không làm sạch xỉ giữa lớp | Thao tác làm sạch từng lớp |
| Mối hàn góc đắp rất cao nhưng vẫn đứt ở chân | Chiều cao đắp không thay được chiều dày tính toán của mối hàn góc | Kích thước cạnh mối hàn theo thiết kế |
Giới hạn: quan sát bên ngoài không kết luận được mối hàn bên trong đạt hay không. Khuyết tật nằm trong lòng mối hàn — ngậm xỉ, rỗ, không ngấu — chỉ phát hiện được bằng các phương pháp kiểm tra không phá hủy, và phương pháp nào phù hợp thì tùy dạng khuyết tật cần tìm.
Mẹo sai hay gặp: hàn đắp cao hơn cho chắc. Phần đắp thừa không tham gia vào tiết diện chịu lực tính toán của mối hàn góc, đổi lại nó tạo chỗ chuyển tiếp gấp khúc tại chân — đúng nơi ứng suất tập trung và vết nứt mỏi hay khởi đầu.
Đối chiếu: chọn phương pháp kiểm tra không phá hủy theo dạng khuyết tật — Kiểm tra không phá hủy (NDT) là gì, chọn phương pháp nào. Tra cứu 16/09/2026.
Kiểm mối hàn: chọn phép thử nào cho câu mình đang hỏi
Đây là chỗ chọn phép thử, không phải chọn mối hàn — và mỗi phép thử chỉ trả lời đúng một câu.
Thử phá huỷ: thử uốn và thử kéo trả lời hai câu khác nhau; lấy kết quả của phép này để kết luận cho câu của phép kia là đọc sai bản chất phép thử.
Siêu âm: câu hỏi là có cần lái chùm tia bằng điện hay không — thứ đổi được vùng quét mà đầu dò thường không với tới.
⇒ Thử uốn và thử kéo mối hàn · Siêu âm mảng pha PAUT và siêu âm thường.
FAQ
Mối hàn giáp mối và mối hàn góc khác nhau thế nào? Giáp mối nối 2 tấm nằm cùng mặt phẳng, đối đầu nhau (cần vát mép khi tấm dày để đảm bảo ngấu hết chiều dày); mối hàn góc nối 2 tấm vuông góc nhau, kiểm soát chính theo kích thước chân hàn thay vì độ ngấu xuyên tấm.
Kiểm tra mối hàn bằng cách nào là phổ biến nhất trong công nghiệp? Siêu âm (UT) và chụp phim phóng xạ (RT) là hai phương pháp không phá hủy phổ biến nhất để phát hiện khuyết tật bên trong (rỗ khí, ngậm xỉ, nứt) mà mắt thường không thấy được — xem đầy đủ 4 phương pháp NDT và cách chọn tại kiểm tra không phá hủy (NDT) là gì →.
Vì sao mối hàn bị nứt sau khi nguội dù lúc hàn trông bình thường? Thường do ứng suất dư tích tụ, tốc độ làm nguội quá nhanh, hoặc thứ tự đường hàn không hợp lý gây biến dạng — với vật liệu dễ tôi cứng vùng ảnh hưởng nhiệt, cần gia nhiệt trước hoặc xử lý nhiệt sau hàn để giảm rủi ro.
TCVN quy định gì cụ thể về mối hàn? TCVN quy định cấp chất lượng mối hàn tương ứng với từng loại kết cấu chịu tải (ví dụ kết cấu thép chịu tải động yêu cầu cấp cao hơn kết cấu tĩnh) — phải ghi rõ cấp yêu cầu trên bản vẽ để thợ hàn và kiểm tra viên có căn cứ thực hiện và nghiệm thu hợp lệ.
Mối hàn góc đắp cao hơn thì có chắc hơn không? Không tỉ lệ như vậy. Khả năng chịu lực của mối hàn góc tính theo tiết diện làm việc, và đắp thừa vượt mức thiết kế hầu như không tăng thêm khả năng chịu lực, trong khi lại đưa thêm nhiệt vào chi tiết, tăng biến dạng và ứng suất dư. Đắp thừa cũng tốn vật liệu hàn và thời gian.
Vì sao phải chuẩn bị mép trước khi hàn giáp mối tấm dày? Vì hồ quang không thấu hết chiều dày nếu hai tấm đặt sát nhau. Vát mép tạo không gian cho kim loại đắp đi tới tận chân mối hàn, bảo đảm ngấu suốt chiều dày — thiếu bước này thì mối hàn nhìn ngoài vẫn đẹp nhưng bên trong không ngấu.
Đọc sâu trên chuyên trang Hàn & kết cấu thép
Trang thuật ngữ này trả lời nhanh "Mối hàn là gì". Nội dung đầy đủ theo từng tình huống nằm ở chuyên trang Hàn & kết cấu thép: