TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 11244-4:2015 (ISO 15614-4:2005) VỀ ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT VÀ CHẤP NHẬN CÁC QUY TRÌNH HÀN VẬT LIỆU KIM LOẠI – THỬ QUY TRÌNH HÀN – PHẦN 4: HÀN HOÀN THIỆN CÁC VẬT NHÔM ĐÚC

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 11244-4:2015

ISO 15614-4:2005

ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT VÀ CHẤP NHẬN CÁC QUY TRÌNH HÀN VẬT LIỆU KIM LOẠI – THỬ QUY TRÌNH HÀN – PHẦN 4: HÀN HOÀN THIỆN CÁC VẬT NHÔM ĐÚC

Specification and qualitication of welding procedures for metallic materials – Welding procedure test – Part 4: Finishing welding of aluminium castings

Lời nói đầu

TCVN 11244-4:2015 hoàn toàn tương đương với ISO 15614-4:2005 và Đính chính kỹ thuật 1:2007.

TCVN 11244-4:2015 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 44 Quá trình hàn biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Bộ TCVN 11244 (ISO 15614) Đặc tính kỹ thuật và chấp nhận các quy trình hàn vật liệu kim loại – Thử quy trình hàn bao gồm các phần sau:

– TCVN 11244-1:2015 (ISO 15614-1:2004) Phần 1: Hàn hồ quang và hàn khí thép, hàn hồ quang niken và hợp kim niken;

– TCVN 11244-2:2015 (ISO 15614-2:2005) Phần 2: Hàn hồ quang nhôm và hợp kim nhôm;

– TCVN 11244-3:2015 (ISO 15614-3:2008) Phần 3: Hàn nóng chảy gang không hợp kim và gang hợp kim thấp;

– TCVN 11244-4:2015 (ISO 15614-4:2005) Phần 4: Hàn hoàn thiện các vật nhôm đúc;

– TCVN 11244-5:2015 (ISO 15614-5:2004) Phần 5: Hàn hồ quang titan, zirconi và các hợp kim của chúng;

– TCVN 11244-6:2015 (ISO 15614-6:2006) Phần 6: Hàn hồ quang và hàn khí đồng và hợp kim đồng;

– TCVN 11244-7:2015 (ISO 15614-7:2007) Phần 7: Hàn đắp;

– TCVN 11244-8:2015 (ISO 15614-8:2002) Phần 8: Hàn ống trong liên kết hàn tấm-ống;

– TCVN 11244-10:2015 (ISO 15614-10:2005) Phần 10: Hàn khô áp suất cao;

– TCVN 11244-11:2015 (ISO 15614-11:2002) Phần 11: Hàn chùm tia điện tử và hàn chùm tia laze.

Bộ ISO 15614 Specification and qualification of welding procedures for metallic materials – Welding procedure test còn có các phần sau:

– ISO 15614-12:2014 Part 12: Spot, seam and projection welding;

– ISO 15614-13:2012 Part 13: Upset (resistance butt) and flash welding;

– ISO 15614-14:2013 Part 14: Laser-arc hybrid welding of steels, nickel and nickel alloys.

ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT VÀ CHẤP NHẬN CÁC QUY TRÌNH HÀN VẬT LIỆU KIM LOẠI – THỬ QUY TRÌNH HÀN – PHẦN 4: HÀN HOÀN THIỆN CÁC VẬT NHÔM ĐÚC

Specification and qualitication of welding procedures for metallic materials – Welding procedure test – Part 4: Finishing welding of aluminium castings

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này là một trong các tiêu chuẩn được cho trong TCVN 8985:2011 (ISO 15607:2003), Phụ lục A.

Tiêu chuẩn này quy định phương pháp chấp nhận đặc tính kỹ thuật của quy trình hàn các vật nhôm đúc bằng các phép thử quy trình hàn. Tiêu chuẩn này không áp dụng cho hàn sửa chữa.

Về hàn mối nối, áp dụng TCVN 11244-2 (ISO 15614-2).

Hàn hồ quang các vật đúc nhôm được bao hàm bởi các quá trình hàn sau đã được định nghĩa trong TCVN 8524 (ISO 4063):

131       Hàn hồ quang điện cực nóng chảy trong môi trường khí trơ, hàn MIG;;

141       Hàn hồ quang trong môi trường khí trơ với điện cực vonfram, hàn TIG;

15        Hàn hồ quang plasma.

Các quá trình hàn nóng chảy khác được áp dụng theo thỏa thuận.

Các khí bảo vệ được dùng trong các quá trình hàn này là:

– Acgon          ISO 14175 I1;

– Heli              ISO 14175 I2;

– Hỗn hợp acgon-heli        ISO 14175 I3.

Các khí bảo vệ khác được sử dụng theo thỏa thuận.

2  Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn có ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi.

TCVN 6364, Hàn và các quá trình liên quan – Vị trí hàn;

TCVN 7507 (EN 970), Kiểm tra không phá hủy các mối hàn nóng chảy – Kiểm tra bằng mắt;

TCVN 8524 (ISO 4063), Hàn và các quá trình liên quan – Danh mục các quá trình và ký hiệu số tương ứng;

TCVN 8985:2011 (ISO 15607:2003), Đặc tính kỹ thuật và sự chấp nhận các quy trình hàn kim loại – Quy tắc chung);

TCVN 8986-1:2011 (ISO 15609-1:2004), Đặc tính kỹ thuật và sự chấp nhận các quy trình hàn kim loại – Đặc tính kỹ thuật của quy trình hàn – Phần 1: Hàn hồ quang;

TCVN 11244-2:2015 (ISO 15614-2), Đặc tính kỹ thuật và chấp nhận các quy trình hàn vật liệu kim loại – Thử quy trình hàn – Phần 2: Hàn hồ quang nhôm và các hợp kim nhôm);

ISO 3452-1 Non-destructive testing – Penetrant testing – Part 1: General principles (Thử không phá hủy – Thử thẩm thấu – Phần 1: Nguyên lý chung);

ISO 9017, Destructive tests on welds in metallic materials – Fracture test (Thử phá hủy mối hàn trên vật liệu kim loại – Thử đứt gãy);

ISO 10042; Arc-welded joints in alluminium and its weldable alloys – Guidance on quality levels for imperfections (Mối hàn hồ quang ở nhôm và hợp kim nhôm hàn được – Hướng dẫn về các mức chất lượng đối với các khuyết tật);

ISO 14175, Welding consumable – Shielding gases for arc welding and cutting (Vật liệu hàn – Các khí bảo vệ dùng cho hàn và cắt hồ quang);

ISO/TR 15608, Welding – Guidelines for a metallic material grouping system (Hàn – Nguyên tắc chỉ đạo đối với hệ thống phân nhóm các vật liệu kim loại);

ISO 17635, Non-destructive testing of welds – General rules for fusion welds in metallic materials (Thử không phá hủy các mối hàn – Quy tắc chung cho các mối hàn nóng chảy trong vật liệu kim loại);

ISO 17636, Non-destructive testing of welds – Radiographic testing of fusion welded joint (Thử không phá hủy các mối hàn – Thử bằng chụp tia bức xạ các mối hàn nóng chảy);

ISO 17639, Destructive tests of welds in metallic materials – Macroscopic and mioroscopic examination of welds (Thử phá hủy mối hàn trên vật liệu kim loại – Kiểm tra tổ chức thô đại và tế vi các mối hàn).

3  Thuật ngữ và định nghĩa

Tiêu chuẩn này áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa được cho trong TCVN 8985 (ISO 15607) và các thuật ngữ, định nghĩa sau.

3.1  Hàn trong sản xuất (production welding)

Bất cứ công việc hàn nào được thực hiện trong quá trình sản xuất trước khi cung cấp lần cuối cho người sử dụng sau cùng.

3.1.1  Hàn nối (joint welding)

Hàn trong sản xuất dùng để nối các chi tiết với nhau tạo thành một chi tiết thích hợp.

CHÚ THÍCH: Bao gồm hàn các chi tiết đúc hoặc gia công áp lực cũng như kết hợp của các vật liệu đúc và gia công áp lực.

3.1.2  Hàn hoàn thiện (finishing welding)

Hàn được thực hiện trong sản xuất để loại bỏ các khuyết tật không cho phép và các khe hở trong lõi của vật đúc nhằm đảm bảo chất lượng theo thỏa thuận của vật đúc.

4  Đặc tính kỹ thuật của quy trình hàn sơ bộ (pWPS)

Phải soạn thảo đặc tính kỹ thuật của quy trình hàn sơ bộ phù hợp với TCVN 8986-1 (ISO 15609-1).

5  Thử quy trình hàn

Chuẩn bị và thử các phôi hàn đại diện cho kiểu hàn được sử dụng trong sản xuất phải phù hợp với các Điều 6 và 7.

Thợ hàn chỉ được chấp nhận bằng hàn các phôi hàn phù hợp với Điều 6.

6  Phôi hàn

6.1  Quy định chung

Các phôi hàn phải được đúc là một phôi hàn phù hợp với Hình 1 hoặc ba phôi hàn riêng biệt phù hợp với Hình 2 hoặc có thể lấy từ một vật đúc trong sản xuất có cùng các đặc điểm hình dạng như Hình 1 hoặc 2 (có rãnh xẻ, lỗ và rãnh) cho phép gia công cắt gọt các phôi hàn.

Kích thước tính bằng milimét

CHÚ DẪN:

t Chiều dày của vật liệu

Hình 1 – Phôi hàn kết hợp với rãnh xẻ, lỗ và rãnh V

Kích thước tính bằng milimét

CHÚ DẪN:

t Chiều dày của vật liệu

Hình 2 – Các phôi hàn tách biệt có rãnh xẻ, lỗ và rãnh V

6.2  Hàn các phôi hàn

Chuẩn bị và hàn các phôi hàn phải được thực hiện phù hợp với pWPS và trong các điều kiện chung của hàn trong sản xuất mà các phôi hàn này là đại diện. Các phôi hàn phải được thể hiện như chỉ dẫn trên Hình 3. Trong mỗi trường hợp cần có một lần dừng và bắt đầu hàn trở lại.

Kích thước tính bằng milimét

CHÚ DẪN:

A₁ Chỉ ra phải lấp đầy rãnh. Phôi hàn thường phải được hàn ở vị trí “thẳng đứng lên” PF hoặc vị trí hàn bằng PA như đã định nghĩa trong TCVN 6364. Cháy cạnh ở góc và không chảy ngấu là các khuyết tật tới hạn.

A₂ Chỉ ra phải lấp đầy rãnh. Phôi hàn thường được hàn ở vị trí PA. Vết nứt, rỗng co hõm cuối, nứt hõm cuối và không chảy ngấu là các khuyết tật tới hạn.

B₁ Chỉ ra phải lấp đầy lỗ. Phôi hàn thường được hàn ở vị trí PA trong đó thể hiện việc hàn một lỗ trong một vật đúc. Thường sẽ sử dụng một đệm lót. Ngậm tạp chất và hàn không chảy ngấu là các khuyết tật tới hạn.

C₁ Chỉ ra hàn trong sản xuất một gờ. Phôi hàn thường được hàn ở vị trí PF hoặc PA. Cháy cạnh ở góc và không chảy ngấu là các khuyết tật tới hạn.

C₂ Phải được hàn theo hướng đã chỉ ra trên hình vẽ. Cần có một lần dừng và bắt đầu hàn trở lại. Phôi hàn thường được hàn ở vị trí PA. Cháy cạnh, nứt hõm cuối và không chảy ngấu là các khuyết tật tới hạn.

CHÚ THÍCH: Các đường chấm chấm chỉ thị các đường đứt gãy.

Hình 3 – Các kích thước của các phôi hàn và các vị trí mối hàn cho các phép thử mối hàn hoàn thiện

7  Kiểm tra và thử

7.1  Mức độ thử

Phôi hàn phải được thử như sau:

– Kiểm tra bằng mắt phù hợp với 7.2;

– Thử thẩm thấu phù hợp với 7.2;

– Thử bằng chụp ảnh tia bức xạ phù hợp với 7.2;

– Thử đứt gãy phù hợp với 7.3.1;

– Kiểm tra tổ chức tế vi phù hợp với 7.3.2;

7.2  Thử không phá hủy

Phải thực hiện thử không phá hủy (NDT) được quy định trong 7.1 phù hợp với các tiêu chuẩn sau:

– Kiểm tra bằng mắt phù hợp với TCVN 7507 (EN 970);

– Thử thẩm thấu phù hợp với ISO 3452-1;

– Thử bằng chụp ảnh tia bức xạ phù hợp với 17636.

7.3  Thử phá hủy

7.3.1  Thử đứt gãy

7.3.1.1  Phương pháp

Phải thực hiện thử đứt gãy phù hợp với ISO 9017 khi sử dụng các phôi hàn phù hợp với 7.3.1.2.

7.3.1.2  Chuẩn bị phôi hàn

Phải chuẩn bị các phôi hàn cho thử đứt gãy theo chỉ dẫn trên các Hình 4a), 4b), 4c). Để bảo đảm cho đứt gãy xảy ra trong kim loại điền đầy mối hàn, các phôi hàn cần được khắc rãnh chữ V như chỉ dẫn trên các hình vẽ. Mặt khác các phôi hàn phải được thử phù hợp với ISO 9017.

Kích thước tính bằng milimét

CHÚ DẪN:

A₁ Chỉ ra phải lấp đầy rãnh. Phôi hàn thường được hàn ở vị trí hàn PF hoặc PA. Cháy cạnh ở góc và không chảy ngấu là các khuyết tật tới hạn.

A₂ Chỉ ra phải lấp đầy rãnh. Phôi hàn thường được hàn ở vị trí hàn PA. Vết nứt, rỗng co hõm cuối, nứt hõm cuối và không chảy ngấu là các khuyết tật tới hạn.

a) Chuẩn bị phôi hàn A

Kích thước tính bằng milimét

CHÚ DẪN:

B₁ Chỉ ra phải lấp đầy lỗ. Phôi hàn thường được hàn ở vị trí hàn PA, trong đó thể hiện việc hàn một lỗ trong một vật đúc. Thường sẽ sử dụng một đệm lót. Ngậm tạp chất và không chảy ngấu là các khuyết tật tới hạn.

b) Chuẩn bị phôi hàn B

Kích thước tính bằng milimét

CHÚ DẪN:

C₁ Chỉ ra hàn trong sản xuất một gờ. Phôi hàn thường được hàn ở vị trí hàn PF hoặc PA. Cháy cạnh ở góc và không chảy ngấu là các khuyết tật tới hạn.

C₂ Phải được hàn theo hướng hàn đã chỉ ra trên hình vẽ. Cần có một lần dừng và bắt đầu hàn trở lại. Phôi hàn thường được hàn ở vị trí hàn PA. Cháy cạnh, nứt hõm cuối và không chảy ngấu là các khuyết tật tới hạn.

c) Chuẩn bị phôi hàn C

Hình 4 – Chuẩn bị các phôi hàn

7.3.2  Kiểm tra tổ chức tế vi

Phải thực hiện kiểm tra tổ chức tế vi phù hợp với ISO 17639.

7.4  Mức chấp nhận

Các khuyết tật cho phép của quá trình hàn phải phù hợp với ISO 10042, mức C, nhưng đối với các chi tiết chịu áp lực, phải sử dụng mức B phù hợp với ISO 10042. Có thể cần đến các mức chấp nhận khác theo yêu cầu của tiêu chuẩn áp dụng có liên quan hoặc theo quy định trong đặc tính kỹ thuật của thiết kế.

Sự tương quan giữa các mức chất lượng của ISO 10042 và các mức chấp nhận của các phương pháp thử không phá hủy khác được cho trong ISO 17635.

7.5  Thử lại

Nếu một phôi hàn không tuân theo bất cứ các yêu cầu nào về thử không phá hủy được quy định trong 7.2 hoặc thử phá hủy được quy định trong 7.5 thì phải hàn thêm một phôi hàn nữa và thực hiện các kiểm tra/thử nghiệm tương tự đối với phôi, hàn này. Nếu phôi hàn bổ sung không tuân theo các yêu cầu có liên quan thì đặc tính kỹ thuật của quy trình hàn sơ bộ (pWPS) phải được xem là không có khả năng tuân theo các yêu cầu của tiêu chuẩn này nếu không có sự sửa đổi.

8  Phạm vi chấp nhận

8.1  Quy định chung

Từng điều kiện được cho trong điều này phải được đáp ứng để tuân theo tiêu chuẩn này.

Các thay đổi vượt ra ngoài các phạm vi quy định đòi hỏi phải có phép thử quy trình hàn mới.

8.2  Liên quan đến nhà sản xuất

Giấy chấp nhận cho đặc tính kỹ thuật của quy trình hàn sơ bộ (pWPS) bằng thử nghiệm quy trình hàn theo tiêu chuẩn này được cấp cho nhà sản xuất có hiệu lực đối với hàn ở phân xưởng hoặc trên hiện trường với cùng một điều kiện kiểm tra kỹ thuật và chất lượng của nhà sản xuất.

8.3  Liên quan đến vật liệu

8.3.1  Lập nhóm vật liệu cơ bản

Để giảm tới mức tối thiểu số lượng các phép thử quy trình hàn, các vật đúc bằng nhôm được tập hợp thành nhóm phù hợp với ISO/TR 15608.

Các chấp nhận quy trình hàn riêng biệt cần cho mỗi vật liệu cơ bản hoặc các tổ hợp vật liệu cơ bản không được bao hàm bởi hệ thống phân nhóm.

Vật liệu của đệm lót cố định phải được xem là vật liệu cơ bản.

8.3.2  Chiều dày của vật liệu cơ bản

8.3.2.1  Quy định chung

t là chiều dày của vật liệu phôi hàn.

8.3.2.2  Phạm vi chấp nhận

Chấp nhận phép thử quy trình hàn trên vật liệu có chiều dày t phải bao gồm việc chấp nhận đối với các chiều dày trong phạm vi được cho trong TCVN 11244-2:2015 (ISO 15614-2:2005), Bảng 5.

Nếu các chi tiết đã được xử lý nhiệt và/hoặc được gia công cắt gọt, phải có chiều dày tối thiểu là t ≥ 3 mm.

8.4  Chấp nhận chung cho tất cả các quy trình hàn

Xem TCVN 11244-2:2015 (ISO 15614-2:2005), 8.4.

8.5  Chấp nhận riêng cho các quá trình hàn

Xem TCVN 11244-2:2015 (ISO 15614-2:2005), 8.5.

9  Biên bản chấp nhận quy trình hàn (WPQR)

Biên bản chấp nhận quy trình hàn (WPQR) là bản báo cáo các kết quả đánh giá mỗi phôi hàn, bao gồm cả các phép thử lại. Biên bản phải bao gồm các mục có liên quan được liệt kê đối với đặc tính kỹ thuật của quy trình hàn (WPS) trong TCVN 8986-1 (ISO 15609-1) cùng với các nội dung chi tiết của bất cứ đặc điểm nào có thể loại ra được bởi các yêu cầu của Điều 7. Nếu không có các đặc điểm loại ra được hoặc các kết quả thử không được chấp nhận, biên bản chấp nhận quy trình hàn (WPQR) trong đó nêu chi tiết các kết quả của quá trình hàn phôi hàn được chấp nhận và phải được người kiểm tra hoặc cơ quan kiểm tra ký tên và ghi ngày tháng chấp nhận.

Phải sử dụng biểu mẫu của WPQR để ghi các nội dung chi tiết về quy trình hàn và các kết quả thử để dễ dàng cho việc trình bày thống nhất và đánh giá các dữ liệu.

Ví dụ về biểu mẫu của WPQR được cho trong Phụ lục A.

Phụ lục A

(Tham khảo)

Mẫu biên bản chấp nhận quy trình hàn (WPQR)

Chấp nhận quy trình hàn – Chứng chỉ thử

Nhà sản xuất:…………………………………………………………………………………………………………

Địa chỉ:

Quy định/tiêu chuẩn thử:…………………………………………………………………………………………..

Ngày hàn:………………………………………………………………………………………………………………

Mức độ chấp nhận

Quá trình hàn:…………………………………………………………………………………………………………

Kiểu của mối nối hàn:……………………………………………………………………………………………….

Vật liệu cơ bản:………………………………………………………………………………………………………

Chiều dày của vật liệu (mm):……………………………………………………………………………………..

Đường kính ngoài (mm):…………………………………………………………………………………………..

Loại kim loại điền đầy:………………………………………………………………………………………………

Dạng vật liệu điền đầy:……………………………………………………………………………………………..

Khí bảo vệ:…………………………………………………………………………………………………………….

Loại dòng điện hàn:………………………………………………………………………………………………….

Vị trí hàn:

Nung nóng trước:……………………………………………………………………………………………………

Xử lý nhiệt và/hoặc hóa già sau hàn:…………………………………………………………………………..

Các thông tin khác:………………………………………………………………………………………………….

Chứng nhận rằng các mối hàn thử nghiệm được chuẩn bị, hàn và thử nghiệm tốt phù hợp với các yêu cầu của Quy định/tiêu chuẩn thử đã nêu trên.

Nội dung chi tiết và thử mối hàn

Chi tiết về chuẩn bị mối hàn (bản phác thảo)1

Nội dung chi tiết về hàn

Chi tiết về dũi mặt sau/đệm lót:……………………………………………………………………………………

Nhiệt độ nung nóng trước:………………………………………………………………………………………….

Nhiệt độ giữa các lớp hàn:………………………………………………………………………………………….

Xử lý nhiệt và/hoặc hóa già sau hàn:…………………………………………………………………………….

Thời gian, nhiệt độ, phương pháp:………………………………………………………………………………..

Tốc độ nung nóng và làm nguội¹:…………………………………………………………………………………

Kết quả thử

Kiểm tra bằng mắt

Thử thẩm thấu

Thử bằng chụp ảnh tia bức xạ

Thử đứt gãy

Kiểm tra tổ chức tế vi

Các thử nghiệm khác:………………………………………………………………………………………………..

Nhận xét:…………………………………………………………………………………………………………………

Các phép thử được thực hiện phù hợp với các yêu cầu của:

Số viện dẫn của báo cáo phòng thử nghiệm:…………………………………………………………………..

Các kết quả thử đã        được chấp nhận □      không được chấp nhận □

Phép thử được thực hiện với sự có mặt của: