Nguyễn Duy Biên

Hướng Dẫn Xây Dựng Quy Trình Hàn (WPS) 1. Xem kỹ hồ sơ WPQR đã được phê duyệt Xem lại toàn bộ thông số hàn đã sử dụng trong thử nghiệm, bao gồm vật liệu, dòng điện, điện áp, vị trí, chiều dày... 2. Xác định các biến số thiết yếu (Essential Variables) Các biến số bắt buộc phải giữ nguyên trong sản xuất để đảm bảo tính hợp lệ theo tiêu chuẩn (phương pháp hàn, vật liệu, khí bảo vệ...) 3. Bổ sung các biến số va đập nếu có yêu cầu toughness Nếu yêu cầu thử va đập (CVN), cần xác định thêm các biến phụ như nhiệt độ tối thiểu, khoảng nhiệt đầu vào, interpass... 4. Ghi nhận các biến không thiết yếu (Non-essential Variables) Biến không thiết yếu có thể điều chỉnh (kỹ thuật thao tác, trình tự lớp hàn...), miễn không ảnh hưởng đến chất lượng hàn. 5. Soạn thảo WPS theo mẫu chuẩn Sử dụng biểu mẫu chuẩn (ASME QW-482 hoặc ISO 15609-1), điền đầy đủ thông số kỹ thuật phù hợp với WPQR. Phương pháp hàn (SMAW, GTAW, FCAW, SAW, GMAW...) Loại và kích thước mối hàn (butt, fillet, groove; chiều dày vật...

Khí bảo vệ (Shielding Gas) Trong hàn TIG, điều quan trọng là tránh hiện tượng oxy hóa không chỉ của điện cực volfram mà còn của vũng hàn, phổ biến nhất là argon, helium hoặc hỗn hợp của cả hai . Nitơ (N₂) có thể được dùng khi hàn đồng, nhưng quá phản ứng với hầu hết các hợp kim kỹ thuật nên thường không được dùng. Đối với thép không gỉ austenit, hợp kim nickel và hợp kim đồng–nickel , argon trộn với tối đa 5% hydro có thể được sử dụng để tăng độ xuyên thấu  (penetration). Argon nặng hơn không khí , trong khi helium nhẹ hơn nhiều . Do đó, cần lưu lượng khí helium cao hơn để đảm bảo bảo vệ hiệu quả — trừ khi hàn ở vị trí trần (overhead). Helium có khả năng khuếch tán khối lượng (mass diffusivity) cao hơn nhiều so với argon → giúp truyền nhiệt tốt hơn , thể hiện qua độ xuyên sâu lớn hơn khi hàn TIG. Tuy nhiên, năng lượng ion hóa của helium cao hơn argon đáng kể , do đó hồ quang TIG dùng helium sẽ có điện áp hồ quang cao hơn . Lưu lượng khí (Flow rate) Dù dùng loại kh...

Pre- and post-flow (Dòng khí trước và sau hàn) Mục đích của dòng khí trước (pre-flow) và sau hàn (post-flow) là để ngăn ngừa sự nhiễm bẩn của cả vũng hàn và điện cực volfram do không khí xung quanh. Khi mỏ hàn không hoạt động, không khí có thể xâm nhập vào hệ thống qua đầu phun. Độ ẩm trong không khí có thể ngưng tụ bên trong đầu phun và ống dẫn khí, gây nhiễm bẩn bởi hydro và oxy trong giai đoạn bắt đầu hàn. Dòng khí bảo vệ trước (pre-flow) sẽ làm sạch không khí và hơi ẩm khỏi ống và mỏ hàn, từ đó ngăn ngừa nhiễm bẩn. Dòng khí sau (post-flow) hoạt động theo cách khác; ngay sau khi hồ quang hàn tắt, mối hàn, que đắp và điện cực volfram vẫn còn đủ nóng để xảy ra phản ứng hóa học với oxy trong không khí. Hậu quả của quá trình oxy hóa này dễ nhận thấy – nó khiến mối hàn, que đắp và volfram bị chuyển sang màu đen. Post-flow sẽ ngăn hiện tượng oxy hóa bằng cách bảo vệ vùng điện cực và vùng hàn đang nóng, đồng thời đẩy nhanh quá trình làm nguội, cũng hạn chế xuất hiện nứt miệng nuối lửa...

Ngậm volfram (Tungsten inclusions) Bất kỳ mảnh vụn nào của điện cực volfram rơi vào mối hàn đều sẽ xuất hiện trên phim chụp X-quang, hiển thị dưới dạng màu trắng trên ảnh âm bản do volfram có khối lượng riêng rất cao (Giải thích: vật chất có khối lượng riêng cao có thể cản tốt các tia bức xạ, như Chì --> Do đó, RT film ít bị đen hơn nên vị trí ngậm Volfram(Ti) thấy sáng hơn). Mặc dù một số thử nghiệm chỉ ra rằng ngay cả với lượng volfram lớn trong mối hàn thép hoặc nhôm bằng TIG cũng không ảnh hưởng nhiều đến cấu trúc mối hàn và chịu lực trạng thái tĩnh,, nhưng ảnh hưởng lớn đến cơ tính và độ dai va đập do ảnh hưởng nhiệt cấp vào cao. Do đó,  hầu hết các tiêu chuẩn kiểm tra đều quy định rằng đây là khuyết tật không được chấp nhận . Do đó, cần áp dụng các biện pháp kỹ thuật để tránh ngậm volfram . Nguyên nhân chính gây ra ngậm volfram trong mối hàn: Sốc nhiệt (Thermal shock) Khi dòng điện hàn cao đột biến gây sốc nhiệt tại đầu  điện cực volfram , nó có thể dẫn đế...

Ưu điểm của quá trình hàn TIG (TIG – Tungsten Inert Gas) Không bắn tóe kim loại hàn , rất phù hợp với các ứng dụng yêu cầu độ sạch cao (ví dụ: hệ thống ống dẫn cho ngành thực phẩm, đồ uống, sản xuất chất bán dẫn, v.v.). Giải thích: Không tạo xỉ và bắn tóe như hàn que hay hàn CO2, thích hợp môi trường yêu cầu vệ sinh nghiêm ngặt. Thợ hàn có tay nghề cao có thể tránh khuyết tật, đạt độ ngấu tốt , tạo ra mối hàn chất lượng cao. Giải thích: Thợ hàn TIG phải có khả năng kiểm soát tốt quá trình hồ quang. Có thể kiểm soát các thông số hàn , đặc biệt hiệu quả trong việc thực hiện các lớp hàn lót để hàn tiếp các quá trình khác. Giải thích: Có thể điều chỉnh riêng dòng điện, tốc độ cấp que, tốc độ di chuyển... để đảm bảo chất lượng đồng đều. Có thể dùng hoặc không dùng vật liệu bù (filler) , do đó có thể hàn hầu hết các kim loại hàn được, kể cả kim loại khác loại (dissimilar). Đặc biệt hiệu quả với các kim loại phản ứng như nhôm, magie, titan, zirconi. Giải thích: Hàn TIG là lựa chọ...

  ASME IX 2023 Trong ASME IX , QW-404.12 quy định các điều kiện thay đổi vật liệu phụ hoặc tên thương mại yêu cầu tái chứng nhận Quy trình Hàn (WPS). Dựa trên ví dụ của bạn, việc thay đổi từ E7018-1  sang E7016  có thể yêu cầu xem xét lại dựa trên một số yếu tố. 1. Thay đổi phân loại vật liệu phụ (QW-404.12(a)) E7018-1 và E7016 đều được phân loại theo tiêu chuẩn SFA 5.1 , nhưng chúng khác nhau về phân loại cụ thể (E7018-1 là que hàn có hydro thấp + bột sắt, trong khi E7016 là điện cực không có bột sắt). Việc thay đổi giữa hai phân loại này thường yêu cầu tái chứng nhận, vì chúng đại diện cho các phân loại khác nhau (classification), mặc dù cả hai đều thuộc cùng một tiêu chuẩn SFA. 2. Thay đổi tên thương mại (QW-404.12(b)) Nếu việc thay đổi từ E7018-1 sang E7016 liên quan đến thay đổi tên thương mại và vật liệu phụ không được phân loại theo cùng một tiêu chuẩn SFA , điều này cũng sẽ yêu cầu tái chứng nhận. Tuy nhiên, vì cả hai điện cực (E7018-1 và E7016) ...

  Preheat and Interpass Temperature – Measurement Instructions (Hướng dẫn đo nhiệt độ nung sơ bộ và nhiệt độ giữa các lớp hàn)   1. Measuring Equipment (Thiết bị đo) Temperature-indicating crayons (e.g., Tempilstik) / ( Phấn chỉ thị nhiệt độ (ví dụ: Tempilstik) ) Contact thermometer / ( Nhiệt kế tiếp xúc ) Thermocouple (surface or embedded) / ( Cặp nhiệt điện (đặt trên bề mặt hoặc chôn vào) ) Infrared thermometer (emissivity calibrated) / ( Nhiệt kế hồng ngoại (đã hiệu chuẩn độ phát xạ) ) Note: Equipment must be calibrated and appropriate for the required temperature range (L ưu ý: Thiết bị phải được hiệu chuẩn và phù hợp với dải nhiệt độ yêu cầu )   2. Measurement Location (Vị trí đo) Measure on base metal , not on weld metal or weld pool ( Đo trên kim loại cơ bản, không đo trên mối hàn hoặc vùng kim loại nóng chảy ). Clean surface (free from paint, scale, oil) / ( Bề mặt đo phải sạch, không có sơn, gỉ sét ...

Link hướng dẫn bạn kiểm tra các giải thích từ Quy chuẩn/ yêu cầu của ASME. -->  https://cstools.asme.org/Interpretation/SearchInterpretation.cfm . Đa số anh em tìm kiếm các giải thích cho các Quy chuẩn như ASME IX, ASME VIII ,... Ví dụ, bạn cần hiểu về QW-200.4 trong ASME IX thì tìm đúng code và mở giải thich để in file pdf: ___Chọn Quy chuẩn tại ["Standard Designation": BPV Section IX"] > "Search" để chọn tất cả > "Ctrl + F" để tìm các giải thích phù hợp > xem kết quả  QW-200.4 - Material Combination . Còn rất nhiều các giải thích khác, bạn tự tìm nhé! Kể cả ASME B31.1/31.3, .. .

  (IWE 1.08-1 - Figure 29: Welding voltage and welding current for different shielding gases) Above photo is an example to determine welding parameter with variant shielding gas. Example 1: 145A, 22V, 100% CO2 Example 2: 190A, 24V, 100% CO2 Example 1: 250A, 28V, 100% CO2 You are so referred to other shielding gas and variant welding parameter in IWE handbook -Module 1.08-1:2018 edition.

(SFI/IWE 1.06 - Table 3: Classification of process gases for welding joints and related processes)   ISO 14175 - I1 : 100% Argon ISO 14175 - I3 : 30% He and rest Argon ISO 14175 - C1 : 100% CO2

Welding Procedure Qualification QW-144: final visual inspection for weld surface shall meet QW-194. QW-194: Performance test coupon shall show no cracks and complete joint penetration, with complete fusion of weld metal and base metal. Welder Performance qualification QW-194: Performance test coupon shall show no cracks and complete joint penetration, with complete fusion of weld metal and base metal. NOTE: For welder qualification may qualify on product weld, which welding process given in QW-304 may be qualified by volumetric NDE. The weld quality shall also be met construction’s acceptance criteria such ASME B31.3 normal service. Method and acceptance criteria of volumetric NDE shall follow QW-191.

🔧 1. Joint Detail and Fit-Up Tolerances in WPS 🔹 Clause 5.21.4.1 – Fit-Up Tolerance Requirements Fit-up tolerances for groove weld assemblies are critical and must be addressed in the WPS. Refer to: Figure 5.3 a, b, c – Different fit-up types (with/without backing, with/without backgouging) Tolerance parameters include : Root opening (often ±1.6 mm / ±1/16 in.) Root face Groove angle Alignment/mismatch (hi-lo) ⚠️ Out-of-tolerance fit-up (e.g., root opening > 20 mm) is not allowed unless qualified by a PQR — especially for PJP groove welds , where excessive root gap is a nonessential variable turning essential . 📐 2. Essential Variables in WPS (Clause 4 and Table 4.5) ✅ Table 4.5, Line 31 – Groove Type Change in groove type (e.g., single-V → double-V) requires requalification , unless: It’s a CJP groove weld meeting Clause 3.12, 3.13 (prequalified) or Clause 9.10, 9.11 (tubular connections). Then, any groove detail conforming to those figures (e....

Data records Make database in each project and summary every week/month or after completed project. Make sure that all data are truly record for evaluation and training welder.   Data records Analysis data records, there are 2 methods evaluation of welder repair rate: ·         Determine based length unit, ·         Determined base joint, Repairing rate based on your organization for monitoring welder performance. Some company set-ups 1.5% for manual welding and 2.5% for automatic welding.