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.
Xem thêm
Ký hiệu mối hàn chuẩn trên bản vẽ (TCVN/ISO 2553): Ký hiệu mối hàn trên bản vẽ kỹ thuật. Vị trí hàn 1G-6G và chứng chỉ thợ hàn: Vị trí hàn và chứng chỉ thợ hàn ISO 9606-1. Nguyên lý tính bền mối hàn góc/đối đầu (2 tiết diện phá hoại, hệ số theo TCVN 5575:2024 — kiến thức tham khảo, không thay thế thiết kế kỹ sư): tính bền mối hàn góc và đối đầu. Khi nào chọn giáp mối, khi nào chọn góc: Hàn giáp mối vs hàn góc →.
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 |
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.
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.