Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11750-1:2016 (ISO 9015-1:2001) về Thử phá huỷ mối hàn kim loại - Thử độ cứng - Phần 1: Thử độ cứng liên kết hàn hồ quang

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 11750-1:2016

ISO 9015-1:2001

THỬ PHÁ HỦY MỐI HÀN KIM LOẠI - THỬ ĐỘ CỨNG - PHẦN 1: THỬ ĐỘ CỨNG LIÊN KẾT HÀN HỒ QUANG

Destructive tests on welds in metallic materials - Hardness testing - Part 1: Hardness test on arc welded joints

Lời nói đầu

TCVN 11750-1:2015 hoàn toàn tương đương với ISO 9015-1:2001.

TCVN 11750-1:2015 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 11750 (ISO 9015) Thử phá hủy mối hàn kim loại - Thử độ cứng bao gồm các phần sau:

- Phần 1: Thử độ cứng liên kết hàn hồ quang;

- Phần 2: Thử độ cứng tế vi liên kết hàn.

 

THỬ PHÁ HỦY MỐI HÀN KIM LOẠI - THỬ ĐỘ CỨNG - PHẦN 1: THỬ ĐỘ CỨNG LIÊN KẾT HÀN HỒ QUANG

Destructive tests on welds in metallic materials - Hardness testing - Part 1: Hardness test on arc welded joints

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định các phép thử độ cứng trên mặt cắt ngang của liên kết hàn hồ quang vật liệu kim loại. Tiêu chuẩn này bao gồm các phép thử độ cứng Vicker phù hợp với TCVN 258-1 (ISO 6507-1), thường với tải trọng thử bằng 49,03 N hoặc 98,07 N (HV 5 hoặc HV 10).

Tuy nhiên, các nguyên lý này có thể áp dụng cho thử độ cứng Brinell (với tải trọng thử xấp xỉ của HB 2,5/15,625 hoặc HB 1/2,5) phù hợp với TCVN 256-1 (ISO 6506-1) và thử độ cứng tế vi phù hợp với TCVN 258-1 (ISO 6507-1) và TCVN 11750-2 (ISO 9015-2).

CHÚ THÍCH: Thử nghiệm nên được thực hiện để đảm bảo rằng các mức độ cứng cao nhất và thấp nhất của cả kim loại cơ bản và kim loại mối hàn được xác định.

Tiêu chuẩn này không áp dụng để thử các mối hàn thép không gỉ austenic.

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 256-1 (ISO 6506-1), Vật liệu kim loại - Thử độ cứng Brinell - Phần 1: Phương pháp thử;

TCVN 258-1 (ISO 6507-1), Vật liệu kim loại - Thử độ cứng Vicker - Phần 1: Phương pháp thử;

TCVN 11750-2 (ISO 9015-2), Thử phá hủy mối hàn kim loại - Thử độ cứng - Phần 2: Thử độ cứng tế vi liên kết hàn.

3  Nguyên lý thử

Loại và phạm vi thử nghiệm phải theo quy định của tiêu chuẩn áp dụng liên quan hoặc theo thỏa thuận giữa các bên ký hợp đồng.

Thử độ cứng phải được thực hiện phù hợp với TCVN 258-1 (ISO 6507-1) hoặc TCVN 256-1 (ISO 6506-1).

Các phép thử độ cứng có thể được thực hiện dưới dạng các hàng các vết ấn, R, hoặc các vết ấn riêng biệt, E.

Nếu các loại mối hàn không phải là loại được thể hiện trong các ví dụ trên các Hình 1 và 2, quy trình thử phải thích hợp với liên kết hàn.

Trừ khi có quy định khác, phép thử phải được thực hiện ở nhiệt độ thường (23 ± 5) °C.

4  Ký hiệu và thuật ngữ

Ký hiệu và thuật ngữ sử dụng được quy định trong Bảng 1 và thể hiện trên các Hình 1 đến 8.

Bảng 1 - Ký hiệu và thuật ngữ

Ký hiệu	Thuật ngữ	Đơn vị
E	Vết ấn riêng biệt	-
R	Hàng các vết ấn	-
HV	Độ cứng Vicker	a
HBW	Độ cứng Brinell	b
L	Khoảng cách giữa tâm các vết ấn trong vùng ảnh hưởng nhiệt	mm
H	Khoảng cách các hàng vết ấn so với đường tham chiếu bề mặt hoặc vùng nóng chảy	mm
t	Chiều dày mẫu thử	mm
a Đơn vị của ký hiệu độ cứng Vicker được cho trong TCVN 258-1 (ISO 6507-1). b Đơn vị của ký hiệu độ cứng Brinell được cho trong TCVN 256-1 (ISO 6506-1).

5  Chuẩn bị mẫu thử

Mẫu thử phải được chuẩn bị phù hợp với TCVN 258-1 (ISO 6507-1) hoặc TCVN 256-1 (ISO 6506-1).

Mặt cắt ngang của phôi mẫu thử (phôi hàn) phải được tạo ra bằng cắt gọt cơ khí, thường ngang qua liên kết hàn.

Thao tác trên và việc chuẩn bị bề mặt sau đó phải được thực hiện một cách cẩn thận sao cho độ cứng của bề mặt được thử không bị ảnh hưởng về mặt kim tương.

Bề mặt được thử phải được chuẩn bị một cách thích hợp và tốt nhất là được tẩm thực sao cho có thể đạt được các phép đo chính xác các vết ấn trong các vùng khác nhau của liên kết hàn.

6  Quy trình thử

6.1  Hàng các vết ấn (R)

Các Hình 1 đến 7 đưa ra các ví dụ về các vết ấn thử độ cứng được tạo thành các hàng bao gồm khoảng cách tính từ bề mặt theo cách mà các hàng này hoặc các phần của nó cho phép đánh giá liên kết hàn. Nếu theo yêu cầu của các bên ký hợp đồng, có thể tạo thêm các hàng vết ấn và/hoặc các vị trí khác nhau. Vị trí này phải được ghi trong báo cáo thử.

Ở các vật liệu như nhôm, đồng và các hợp kim của chúng, các hàng vết ấn ở phía chân các mối hàn giáp mép [xem Hình 2a)] có thể lả không cần thiết. Các hàng điển hình cho các mối nối chữ T ở các vật liệu này được cho trên Hình 2.

Số lượng và khoảng cách các vết ấn phải đủ để xác định các vùng bị biến cứng hoặc hóa mềm do hàn. Khoảng cách khuyến nghị giữa tâm các vết ấn trong vùng ảnh hưởng nhiệt (HAZ) được cho trong Bảng 2.

CHÚ THÍCH 1: Bảng 2 cũng áp dụng cho thử độ cứng Brinell sử dụng cùng các khoảng cách này với điều kiện là sử dụng các tải trọng thích hợp.

Phải tạo ra đủ các vết ấn để đảm bảo rằng kim loại cơ bản không bị ảnh hưởng nhiệt được thử. Trong kim loại mối hàn, khoảng cách giữa các vết ấn phải được chọn và kiểm tra sao cho các kết quả nhận được sẽ cho phép thực hiện đánh giá liên kết hàn.

Đối với các kim loại bị biến cứng trong vùng HAZ do hàn, phải tạo thêm hai vết ấn trong vùng HAZ tại khoảng cách ≤ 0,5 mm giữa tâm của vết ấn và đường nóng chảy (xem Hình 3 đến 7).

Đối với các dạng liên kết hàn khác hoặc các kim loại khác (như thép austenic) các yêu cầu đặc biệt có thể được quy định bởi tiêu chuẩn áp dụng liên quan hoặc theo thỏa thuận giữa các bên ký hợp đồng.

CHÚ THÍCH 2: Đối với hàn điện xỉ (electroslag weld), có thể sử dụng các tải trọng cho trong Bảng 2. Có thể tạo các hàng vết ấn tương tự như Hình 1a).

Bảng 2 - Khoảng cách khuyến nghị, L, giữa tâm của các vết án trong vùng ảnh hưởng nhiệt (HAZ)

Ký hiệu độ cứng	Khoảng cách khuyến nghị giữa các vết ấn
	L mm a
	Kim loại đen b	Nhôm, đồng và các hợp kim của chúng
HV 5	0,7	2,5 đến 5
HV 10	1	3 đến 5
HBW 1/2,5	không áp dụng	2,5 đến 5
HBW 2,5/15,625	không áp dụng	3 đến 5
a Khoảng cách của bất kỳ vết ấn nào so với vết ấn trước nó không được nhỏ hơn giá trị được cho trong TCVN 258-1 (ISO 6507-1) đối với vết ấn trước nó. b Trừ thép austenic.

6.2  Các vết ấn riêng biệt (E)

Hình 8 thể hiện các vùng điển hình đối với vị trí của các vết ấn riêng biệt. Dãy từ 1 đến 4 cho các thông tin về kim loại cơ bản không bị ảnh hưởng nhiệt, dãy từ 5 đến 10 chỉ HAZ và dãy từ 11 đến 14 chỉ kim loại mối hàn. Cách khác, vị trí của các vết ấn có thể được xác định trên cơ sở kiểm tra tổ chức kim tương.

Để ngăn ngừa ảnh hưởng của biến dạng do vết ấn, khoảng cách nhỏ nhất giữa tâm của các vết ấn riêng biệt theo bất kỳ phương nào không được nhỏ hơn 2,5 lần đường kính/đường chéo trung bình của vết ấn liền kề gần nhất.

Đối với các kim loại bị biến cứng trong vùng HAZ do hàn, phải tạo ít nhất một vết ấn trong vùng HAZ tại khoảng cách ≤ 0,5 mm giữa tâm vết ấn và đường nóng chảy.

Đối với thử độ cứng sử dụng các vết ấn riêng biệt phải đánh số các vùng như thể hiện trên Hình 8.

7  Kết quả thử

Các giá trị độ cứng phải được ghi lại liên quan đến vị trí của vết ấn.

8  Báo cáo thử

Yêu cầu một báo cáo thử. Thông tin cần ghi lại được liệt kê trong các Phụ lục A và B.

Khuyến nghị sử dụng mẫu báo cáo thử cho trong các Phụ lục A và B.

Có thể sử dụng các mẫu báo cáo thử khác miễn là chúng bao gồm tất cả các thông tin yêu cầu. Có thể yêu cầu thông tin bổ sung theo tiêu chuẩn áp dụng liên quan hoặc theo thỏa thuận giữa các bên ký hợp đồng.

Kích thước tính bằng milimét

a) Hàn giáp mép một phía với một đường hàn và nhiều đường hàn

b) Hàn giáp mép hai phía với một đường hàn và nhiều đường hàn

Hình 1 - Ví dụ các hàng vết ấn (R) ở mối hàn thép

Kích thước tính bằng milimét

^a Chỉ cho mối hàn nhiều đường.

c) Hàn giáp mép thấu một phần hai phía với đường hàn và nhiều đường hàn

d) Dùng cho đánh giá khả năng biến cứng một trên đường hàn lót đáy, một đường hàn (ví dụ cho hàn TIG trên ống và/hoặc tấm)

e) Hàn góc

f) Hàn giáp mép chữ T

Hình 1 (kết thúc)

Kích thước tính bằng milimét

a) Hàn giáp mép một phía với một đường hàn và nhiều đường hàn

CHÚ THÍCH: Đối với chiều dày t ≤ 4 mm, các hàng vết ấn phải ở vị trí giữa chiều dày b) Hàn giáp mép hai phía với một đường hàn và nhiều đường hàn

c) Hàn góc một phía với một đường hàn

d) Hàn góc hai phía với một đường hàn

Hình 2 - Ví dụ các hàng vết ấn (R) ở nhôm, đồng và các hợp kim của chúng

Kích thước tính bằng milimét

e) Hàn góc hai phía với một đường hàn, sườn tăng cứng không chịu tải (t ≤ 4 mm)

f) Hàn góc một phía với nhiều đường hàn

g) Hàn góc hai phía với nhiều đường hàn

h) Hàn góc hai phía với nhiều đường hàn, sườn tăng cứng không chịu tải

Hình 2 (kết thúc)

Kích thước tính bằng milimét

CHÚ DẪN:

1  Kim loại cơ bản

2  Vùng ảnh hưởng nhiệt

3  Kim loại mối hàn

Hình 3 - Vị trí của các vết ấn ở mối hàn giáp mép các kim loại đen (trừ thép austenic)

Kích thước tính bằng milimét

CHÚ DẪN:

1  Kim loại cơ bản

2  Vùng ảnh hưởng nhiệt

3  Giới hạn của HAZ

4  Kim loại mối hàn

5  Đường nóng chảy

6  Giới hạn cho các vết ấn song song với đường nóng chảy

7  Vết ấn đầu tiên

Hình 4 - Vị trí của các vết ấn ở mối hàn góc các kim loại đen (trừ thép austenic)

Kích thước tính bằng milimét

CHÚ DẪN:

1  Kim loại cơ bản

2  Vùng ảnh hưởng nhiệt

3  Kim loại mối hàn

Hình 5 - Vị trí của các vết ấn ở mối hàn giáp mép chữ T các kim loại đen (trừ thép austenic)

Kích thước tính bằng milimét

Đối với chiều dày t ≤ 4 mm, các hàng vết ấn phải ở vị trí giữa chiều dày

CHÚ DẪN:

1  Kim loại cơ bản

2  Vùng ảnh hưởng nhiệt

3  Kim loại mối hàn

Hình 6 - Vị trí của các vết ấn dùng cho đánh giá khả năng biến cứng trên đường hàn lót đáy, một đường hàn ở kim loại đen

Kích thước tính bằng milimét

CHÚ DẪN:

1  Kim loại cơ bản

2  Vùng ảnh hưởng nhiệt

3  Kim loại mối hàn

Hình 7 - Vị trí của các vết ấn dùng cho đánh giá khả năng biến cứng trên mối hàn chân nhiều đường hàn ở kim loại đen

Kích thước tính bằng milimét

CHÚ DẪN:

1 đến 4  Kim loại cơ bản

5 đến 10  Vùng ảnh hưởng nhiệt

11 đến 14  Kim loại mối hàn

CHÚ THÍCH: Có thể cho phép có các vùng khác theo thỏa thuận.

Hình 8 - Ví dụ thể hiện các vùng để thử độ cứng với các vết ấn riêng biệt (E)

 

Phục lục A

(Tham khảo)

Ví dụ mẫu báo cáo thử độ cứng (R) liên kết hàn

Loại phép thử độ cứng: _____________________________________________________

Kim loại cơ bản: ___________________________________________________________

Chiều dầy của vật liệu: ______________________________________________________

Kiểu mối hàn: _____________________________________________________________

Quá trình hàn: _____________________________________________________________

Vật liệu hàn: _______________________________________________________________

Xử lý nhiệt và/hoặc hóa già: ___________________________________________________

Ký hiệu tắt của các hàng vết ấn: ________________________________________________

Ghi chú: ___________________________________________________________________

Tâm mối hàn

Khoảng cách tính từ tâm hàn (mm)

= ... (đến kết thúc)

^a Biểu thị tải trọng phù hợp với TCVN 258-1 (ISO 6507-1).

^b Biểu thị tải trọng phù hợp với TCVN 256-1 (ISO 6506-1).

 

Phụ lục B

(Tham khảo)

Ví dụ mẫu báo cáo thử độ cứng (E) liên kết hàn

Loại phép thử độ cứng: ______________________________________________________

Kim loại cơ bản: ____________________________________________________________

Chiều dầy của vật liệu: _______________________________________________________

Kiểu hàn: __________________________________________________________________

Quá trình hàn: ______________________________________________________________

Vật liệu hàn: ________________________________________________________________

Xử lý nhiệt sau hàn và/hoặc hóa già: _____________________________________________

Ghi chú: ____________________________________________________________________

		Vùng	Vị trí các vết ấn	Các giá trị độ cứng riêng biệt HV hoặc HBW a
Kim loại cơ bản	Kim loại không bị ảnh hưởng nhiệt	1	Kim loại cơ bản, không bị ảnh hưởng, bề mặt
		2	Kim loại cơ bản, không bị ảnh hưởng, tâm
		3	Kim loại cơ bản, không bị ảnh hưởng, bề mặt
		4	Kim loại cơ bản, không bị ảnh hưởng, tâm
	HAZ	5	Kim loại cơ bản, vùng ảnh hưởng nhiệt, đỉnh mối hàn
		6	Kim loại cơ bản, vùng ảnh hưởng nhiệt, đáy mối hàn
		7	Kim loại cơ bản, vùng ảnh hưởng nhiệt, đỉnh mối hàn
		8	Kim loại cơ bản, vùng ảnh hưởng nhiệt, đáy mối hàn
		9	Kim loại cơ bản, vùng ảnh hưởng nhiệt, đường chân, bên trong
		10	Kim loại cơ bản, vùng ảnh hưởng nhiệt, đường chân, bên trong
Kim loại mối hàn		11	Kim loại cơ bản, đường hàn cuối cùng
		12	Kim loại cơ bản, đường hàn cuối cùng
		13	Kim loại cơ bản, đường chân
		14	Kim loại cơ bản, đường chân, bên trong
		15 đến
a Biểu thị tải trọng phù hợp với TCVN 258-1 (ISO 6507-1) hoặc TCVN 256-1 (ISO 6506-1).