Phương Pháp Hàn Kết Cấu Thép Và Tiêu Chuẩn Mối Hàn | Vietmysteel

Chuyển đến nội dung

Trang chủ » Kết cấu thép » Phương pháp hàn kết cấu thép và Tiêu chuẩn mối hàn | VMSTEEL

Phương pháp hàn kết cấu thép và Tiêu chuẩn mối hàn | VMSTEEL

1. Các phương pháp hàn phổ biến trong kết cấu thép
2. bảng so sánh tổng quan các phương pháp hàn
3. Tiêu chuẩn mối hàn kết cấu thép tại Việt Nam và quốc tế
4. Phương pháp kiểm tra mối hàn

Hàn kết cấu thép là phương pháp liên kết không thể thiếu trong thi công nhà xưởng, nhà thép tiền chế và các công trình công nghiệp hiện đại. So với phương pháp bắt bulong hay đinh tán, hàn mang lại liên kết bền vững, thẩm mỹ cao và tiết kiệm vật liệu. Tuy nhiên, để đảm bảo chất lượng công trình và độ an toàn khi sử dụng, việc lựa chọn đúng phương pháp hàn và tuân thủ tiêu chuẩn mối hàn kết cấu thép là yếu tố then chốt.

Bài viết này sẽ giúp bạn hiểu rõ:

• Những phương pháp hàn phổ biến nhất trong thi công kết cấu thép

• Ưu điểm, hạn chế và ứng dụng của từng kỹ thuật hàn

• Hệ thống tiêu chuẩn kỹ thuật áp dụng cho mối hàn kết cấu thép tại Việt Nam và quốc tế

• Quy trình kiểm tra và nghiệm thu mối hàn để đảm bảo chất lượng công trình

Nếu bạn đang tìm hiểu sâu về lĩnh vực gia công và thi công kết cấu thép, đây sẽ là tài liệu chuyên môn hữu ích và thực tiễn.

Các phương pháp hàn phổ biến trong kết cấu thép

Trong thi công kết cấu thép, việc lựa chọn phương pháp hàn phù hợp với vật liệu, vị trí và yêu cầu kỹ thuật là yếu tố quyết định đến chất lượng và độ bền của mối nối. Dưới đây là những phương pháp hàn phổ biến nhất đang được ứng dụng trong ngành xây dựng và chế tạo kết cấu thép tại Việt Nam.

Hàn hồ quang tay (SMAW – Shielded Metal Arc Welding)

Nguyên lý hoạt động

Hàn hồ quang tay là phương pháp hàn sử dụng điện cực có thuốc bọc để tạo hồ quang giữa đầu điện cực và kim loại cơ bản. Khi dòng điện chạy qua, một hồ quang điện được sinh ra giữa điện cực và chi tiết cần hàn, làm nóng chảy cả hai vật liệu và tạo nên mối hàn.

Trong quá trình hàn:

• Lớp thuốc bọc trên que hàn sẽ cháy tạo ra khí bảo vệ và xỉ hàn, ngăn không khí tiếp xúc với vũng hàn nóng chảy.

• Khi mát, lớp xỉ này sẽ đông cứng lại trên bề mặt mối hàn và cần được làm sạch sau khi hàn xong.

Đây là phương pháp hàn cơ bản và lâu đời nhất, thường được thực hiện thủ công bằng tay nên phụ thuộc nhiều vào tay nghề của thợ hàn.

Ưu điểm của SMAW

• Thiết bị đơn giản, chi phí thấp: Máy hàn hồ quang tay gọn nhẹ, dễ vận hành, không cần bình khí bảo vệ.

• Tính linh hoạt cao: Dễ áp dụng trong điều kiện không gian hẹp, địa hình khó tiếp cận, hoặc môi trường ngoài trời.

• Không cần khí bảo vệ ngoài: Lý tưởng khi làm việc ở nơi có gió, bụi hoặc không thể kiểm soát môi trường xung quanh.

• Ứng dụng được trên nhiều loại vật liệu: Như thép cacbon, thép hợp kim, gang,…

• Thích hợp cho các công trình sửa chữa, lắp dựng ngoài công trường.

Hạn chế của SMAW

• Tốc độ hàn thấp: Do phải thay que hàn thường xuyên và làm sạch xỉ sau mỗi mối hàn.

• Yêu cầu kỹ thuật cao: Chất lượng mối hàn phụ thuộc nhiều vào tay nghề và kinh nghiệm của thợ.

• Khó tự động hóa: Vì là phương pháp thủ công, không phù hợp với sản xuất hàng loạt cần tự động hóa.

• Xỉ hàn phải làm sạch: Nếu không loại bỏ kỹ, xỉ sẽ ảnh hưởng đến chất lượng lớp hàn tiếp theo.

• Không phù hợp với vật liệu mỏng: Hồ quang mạnh dễ gây cháy thủng khi hàn các tấm kim loại mỏng dưới 2 mm.

Ứng dụng thực tế

Hàn hồ quang tay được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt phù hợp với môi trường làm việc linh hoạt, không cố định:

• Xây dựng dân dụng và công nghiệp: Lắp dựng kết cấu thép nhà xưởng, nhà thép tiền chế, nhà cao tầng.

• Đóng tàu, kết cấu ngoài biển: Nhờ tính chịu gió và không cần khí bảo vệ.

• Sửa chữa máy móc, cơ khí nặng: Dễ thao tác, không đòi hỏi nhiều thiết bị hỗ trợ.

• Gia công tại chỗ: Hàn trong hầm, trần, góc khuất, những nơi mà máy móc tự động không tiếp cận được.

Hàn hồ quang dưới lớp thuốc (SAW – Submerged Arc Welding)

Nguyên lý hoạt động

Hàn SAW hoạt động dựa trên nguyên lý tạo hồ quang điện giữa dây hàn (liên tục) và kim loại nền, dưới một lớp thuốc hàn dạng bột phủ kín vùng hàn. Hồ quang nóng chảy dây hàn và kim loại cơ bản, lớp thuốc sẽ nóng chảy một phần tạo thành lớp xỉ bảo vệ mối hàn khỏi oxy và tạp chất từ môi trường bên ngoài, đồng thời ổn định hồ quang.

Ưu điểm nổi bật

• Hiệu suất cao: SAW có tốc độ hàn nhanh, khả năng đắp kim loại lớn, rất phù hợp cho các kết cấu lớn, mối hàn dài.

• Mối hàn chất lượng cao: Nhờ lớp thuốc bảo vệ, mối hàn có chất lượng tốt, ít bắn tóe, bền và thẩm mỹ.

• Tự động hóa dễ dàng: Phù hợp với hàn tự động hoặc bán tự động, giúp giảm chi phí nhân công và tăng độ chính xác.

• Ít khói và tia sáng hồ quang: Do hồ quang được che phủ hoàn toàn bởi lớp thuốc, môi trường làm việc an toàn và sạch hơn.

Hạn chế

• Không phù hợp cho hàn vị trí phức tạp: SAW chủ yếu dùng để hàn ở vị trí bằng hoặc ngang; khó áp dụng cho vị trí đứng, trần hoặc không gian hẹp.

• Chỉ phù hợp với thép carbon và hợp kim thấp: SAW không thích hợp cho thép không gỉ hoặc kim loại màu.

• Cần thiết bị chuyên dụng và không linh hoạt: Hệ thống SAW cần thiết bị lớn, không phù hợp với các công trình nhỏ hoặc sửa chữa tại chỗ.

• Chi phí đầu tư ban đầu cao: Máy móc và thiết bị tự động hóa SAW có giá thành cao hơn so với hàn tay thông thường.

Ứng dụng trong thực tế

• Gia công các cấu kiện thép có kích thước lớn như dầm, bản mã, sườn thép.

• Hàn kết cấu thép cầu đường, khung nhà xưởng, bồn chứa, tàu biển.

• Sản xuất hàng loạt trong nhà máy, nơi yêu cầu mối hàn dài, ổn định và năng suất cao.

Hàn MIG/MAG (GMAW – Gas Metal Arc Welding)

Nguyên lý hoạt động

Hàn MIG (Metal Inert Gas) và MAG (Metal Active Gas) đều là biến thể của phương pháp hàn hồ quang kim loại trong môi trường khí bảo vệ. Điện cực được sử dụng là dây hàn liên tục (liên tục cấp ra từ cuộn dây), tan chảy để tạo mối hàn dưới tác dụng của hồ quang điện phát sinh giữa đầu dây và kim loại cơ bản.

• MIG sử dụng khí trơ (thường là Argon hoặc hỗn hợp Argon–Helium) → thích hợp cho kim loại màu.

• MAG sử dụng khí hoạt tính (CO₂ hoặc hỗn hợp CO₂ + Argon) → thường dùng cho thép carbon và thép hợp kim.

Ưu điểm nổi bật

• Tự động hóa cao: Dây hàn được cấp tự động giúp tăng năng suất và giảm thời gian hàn.

• Ít xỉ, ít bắn tóe: Do có khí bảo vệ, quá trình hàn sạch hơn, ít phải làm sạch sau hàn.

• Dễ học, dễ thao tác: Dễ sử dụng hơn hàn hồ quang tay (SMAW), phù hợp cho cả thợ mới.

• Hàn được nhiều loại vị trí và vật liệu: Dùng tốt cho cả thép thường, thép hợp kim, inox, nhôm.

• Chi phí vận hành vừa phải: Dây hàn rẻ hơn que hàn và không cần thay liên tục.

Hạn chế

• Dễ bị ảnh hưởng bởi gió và không gian hở: Vì dùng khí bảo vệ nên chỉ phù hợp với môi trường ít gió hoặc cần che chắn kỹ.

• Đòi hỏi thiết bị hỗ trợ nhiều: Cần máy cấp dây, bình khí, đồng hồ áp → hệ thống cồng kềnh hơn SMAW.

• Chất lượng mối hàn phụ thuộc vào điều kiện môi trường: Bụi, ẩm, gió đều có thể ảnh hưởng đến độ bền và tính ổn định của mối hàn.

• Nguy cơ cháy nổ nếu xử lý khí không đúng: Đặc biệt khi dùng khí CO₂ hoặc hỗn hợp khí có oxy.

Ứng dụng trong thực tế

• Hàn trong ngành kết cấu thép dân dụng và công nghiệp, nhất là trong nhà xưởng có che chắn.

• Hàn chế tạo khung gầm, vỏ xe, sản phẩm kim loại mỏng.

• Ứng dụng trong dây chuyền hàn tự động, robot hàn công nghiệp nhờ khả năng lập trình dễ.

• Hàn các kết cấu cần sản lượng cao, yêu cầu thẩm mỹ và tiết kiệm thời gian.

Hàn TIG (GTAW – Gas Tungsten Arc Welding)

Nguyên lý hoạt động

Hàn TIG hoạt động dựa trên nguyên lý tạo hồ quang điện giữa điện cực không nóng chảy bằng tungsten và kim loại cơ bản. Vùng hồ quang được che phủ bởi khí trơ (argon hoặc helium) để ngăn quá trình oxy hóa. Kim loại điền (nếu cần) được cấp riêng biệt bằng tay hoặc tự động, không qua điện cực.

Ưu điểm nổi bật

• Mối hàn có chất lượng cao: Mối hàn TIG có độ chính xác và tính thẩm mỹ cao, gần như không có xỉ hoặc bắn tóe.

• Hàn được nhiều kim loại khác nhau: TIG có thể hàn được thép không gỉ, nhôm, đồng, titan và hợp kim cao cấp.

• Kiểm soát tốt quá trình hàn: Cho phép điều khiển chính xác hồ quang, nhiệt đầu vào và lượng vật liệu điền.

• Không cần thuốc hàn: Khí bảo vệ đủ để bảo vệ vùng hàn mà không cần xỉ hoặc lớp phủ.

 

Hạn chế

• Tốc độ hàn chậm: Do độ chính xác cao, hàn TIG có năng suất thấp hơn so với các phương pháp khác như MIG hoặc SAW.

• Kỹ thuật hàn đòi hỏi tay nghề cao: Người thợ cần được đào tạo bài bản và có kinh nghiệm để vận hành hiệu quả.

• Chi phí cao: Thiết bị TIG và khí bảo vệ có chi phí đầu tư và vận hành cao.

• Không thích hợp với kim loại dày: TIG thường được dùng cho vật liệu mỏng hoặc trung bình; với kết cấu dày cần nhiều lớp hàn và thời gian hơn.

Ứng dụng trong thực tế

• Hàn kết cấu thép yêu cầu tính thẩm mỹ và chính xác cao như lan can, khung thép không gỉ.

• Gia công chi tiết máy, ống dẫn trong ngành thực phẩm, hóa chất, y tế.

• Dùng phổ biến trong sửa chữa, phục hồi chi tiết cơ khí mỏng, dễ biến dạng.

• Hàn các vật liệu đặc biệt: nhôm, đồng, titan, hợp kim cao.

bảng so sánh tổng quan các phương pháp hàn

Phương pháp	Tốc độ hàn	Chất lượng mối hàn	Khả năng tự động hóa	Ứng dụng phổ biến
SMAW	Trung bình	Phụ thuộc tay nghề	Thấp	Công trình ngoài trời
SAW	Cao	Rất tốt	Cao	Hàn dầm, bản mã lớn
MIG/MAG	Cao	Tốt	Cao	Xưởng sản xuất cơ khí
TIG	Thấp	Rất tốt	Trung bình	Hàn inox, chi tiết nhỏ

Tiêu chuẩn mối hàn kết cấu thép tại Việt Nam và quốc tế

Để đảm bảo độ bền, an toàn và tuổi thọ công trình, mọi mối hàn trong kết cấu thép đều phải tuân thủ theo các tiêu chuẩn kỹ thuật nghiêm ngặt. Tại Việt Nam và trên thế giới, hệ thống tiêu chuẩn mối hàn rất đa dạng, bao phủ từ thiết kế, thi công cho đến kiểm tra chất lượng.

Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN)

Việt Nam hiện áp dụng nhiều tiêu chuẩn quốc gia liên quan đến hàn kết cấu thép, cụ thể:

• TCVN 170:2007 – Kết cấu thép – Hàn – Yêu cầu kỹ thuật chung: Quy định các yêu cầu về thiết kế mối hàn, quy trình hàn, tiêu chí nghiệm thu và kiểm tra chất lượng.

• TCVN 197–2002 – Thép kết cấu hàn – Yêu cầu kỹ thuật: Tiêu chuẩn này yêu cầu vật liệu phải phù hợp và có khả năng chịu hàn tốt.

• TCVN 5717:2008 – Liên kết hàn – Phân loại và kích thước mối hàn: Quy định cách phân loại các kiểu mối hàn (hàn góc, hàn đối đầu…) và yêu cầu về kích thước tương ứng.

Các tiêu chuẩn TCVN được sử dụng rộng rãi trong các dự án công nghiệp, nhà xưởng, kết cấu cầu đường, giúp đảm bảo công trình phù hợp với điều kiện sử dụng tại Việt Nam.

Tiêu chuẩn quốc tế

Các tiêu chuẩn quốc tế thường được áp dụng trong các dự án có yếu tố nước ngoài, công trình trọng điểm hoặc xuất khẩu kết cấu thép.

📘 AWS D1.1 (Mỹ) – Structural Welding Code – Steel

• Được phát hành bởi Hiệp hội hàn Hoa Kỳ (American Welding Society).

• Là tiêu chuẩn phổ biến nhất thế giới về hàn kết cấu thép.

• Quy định toàn bộ quy trình từ thiết kế, thực hiện đến kiểm tra mối hàn.

📘 ISO 5817 (Châu Âu) – Welding – Fusion-welded joints in steel, nickel, titanium and their alloys

• Đưa ra mức độ cho phép các khuyết tật hàn như rỗ khí, nứt, cháy biên,…

• Áp dụng trong các nhà máy cơ khí chính xác, chế tạo thiết bị áp lực cao.

📘 EN 1090-2 (Châu Âu) – Execution of steel structures and aluminium structures – Part 2: Technical requirements for steel structures

• Bắt buộc với các công trình thép tại EU từ năm 2014 trở đi.

• Yêu cầu rất nghiêm ngặt về chất lượng vật liệu, mối hàn, tay nghề thợ hàn, và hệ thống kiểm soát chất lượng.

Phương pháp kiểm tra mối hàn

Để đảm bảo chất lượng công trình và tuân thủ tiêu chuẩn mối hàn kết cấu thép, việc kiểm tra mối hàn là một bước quan trọng không thể bỏ qua trong quá trình thi công. Các phương pháp kiểm tra được chia thành hai nhóm chính: kiểm tra không phá hủy (NDT) và kiểm tra phá hủy (DT). Dưới đây là các phương pháp thường được áp dụng trong thực tế.

Kiểm tra trực quan (Visual Inspection – VT)

Đây là phương pháp cơ bản và phổ biến nhất, được tiến hành ngay sau khi hoàn thành mối hàn. Người kiểm tra sẽ quan sát bằng mắt thường hoặc dùng kính lúp để phát hiện các khuyết tật như:

• Vết nứt, rỗ khí, cháy cạnh

• Đường hàn không đồng đều

• Mối hàn bị thừa hoặc thiếu vật liệu

Ưu điểm:

• Nhanh chóng, chi phí thấp

• Phát hiện sớm các lỗi thô sơ

Hạn chế:

• Không phát hiện được khuyết tật bên trong

• Phụ thuộc vào kinh nghiệm người kiểm tra

Kiểm tra bằng từ tính (Magnetic Particle Testing – MT)

Phương pháp này áp dụng cho vật liệu thép từ tính, sử dụng dòng điện để tạo ra từ trường, sau đó phủ bột từ tính lên mối hàn. Bột sẽ tập trung tại vị trí có khuyết tật do từ trường bị rò rỉ.

Ứng dụng: Phát hiện nứt nẻ, rỗ bề mặt và gần bề mặt.

Ưu điểm:

• Phát hiện khuyết tật nhỏ và gần bề mặt

• Hiệu quả với các kết cấu chịu tải trọng lớn

Hạn chế:

• Chỉ dùng cho vật liệu có từ tính

• Cần có thiết bị và nhân sự có chuyên môn

Kiểm tra siêu âm (Ultrasonic Testing – UT)

Sóng siêu âm được truyền vào vật liệu để phát hiện các khuyết tật bên trong như:

• Rỗ khí

• Nứt

• Không ngấu

Ưu điểm:

• Phát hiện khuyết tật sâu bên trong

• Cho kết quả chính xác

Hạn chế:

• Yêu cầu kỹ thuật cao và thiết bị chuyên dụng

• Cần hiệu chuẩn thiết bị thường xuyên

Kiểm tra bằng bức xạ (Radiographic Testing – RT)

Dùng tia X hoặc tia gamma chiếu qua mối hàn, hình ảnh được ghi lại trên phim hoặc cảm biến số. Các khuyết tật sẽ hiển thị rõ ràng trên ảnh.

Ưu điểm:

• Phát hiện được hầu hết các khuyết tật bên trong

• Được công nhận rộng rãi trong các dự án yêu cầu cao

Hạn chế:

• Chi phí cao

• Yêu cầu bảo hộ phóng xạ nghiêm ngặt

Kiểm tra bằng chất lỏng thẩm thấu (Liquid Penetrant Testing – PT)

Áp dụng cho cả kim loại có và không có từ tính. Dung dịch màu được thoa lên bề mặt mối hàn, sau đó lau sạch và xịt chất hiện hình để phát hiện vết nứt siêu nhỏ.

Ưu điểm:

• Dễ thực hiện, phát hiện được khuyết tật rất nhỏ trên bề mặt

Hạn chế:

• Không phát hiện được khuyết tật sâu bên trong

• Cần xử lý bề mặt sạch trước khi kiểm tra

Hàn kết cấu thép là một công đoạn cực kỳ quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến độ bền, tính an toàn và tuổi thọ của toàn bộ công trình. Việc hiểu rõ các phương pháp kiểm tra mối hàn cũng như tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn kỹ thuật không chỉ giúp đảm bảo chất lượng thi công mà còn nâng cao uy tín của đơn vị thực hiện.

Nếu doanh nghiệp của bạn đang tìm kiếm một đơn vị sản xuất và gia công kết cấu thép chuyên nghiệp, có quy trình kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt theo tiêu chuẩn hàn hiện hành, hãy tham khảo thêm tại:

👉 Giải pháp gia công kết cấu thép siêu tiết kiệm chi phí

Kết cấu khung thép chịu lực – Những điều bạn nên biết | VMSTEEL

Kết cấu khung thép chịu lực là một trong những yếu tố quan trọng trong kết cấu thép chịu lực | Phân tích chi tiết Liên kết bu lông trong kết cấu thép | Chi tiết các loại bulong liên kết

Chi tiết về liên kết bu lông trong kết cấu thép. Chi tiết khả năng chịu lực của các loại bulong trong kết cấu thép. Kết cấu giàn không gian là gì?. Chi tiết về kết cấu giàn không gian

Kết cấu giàn không gian là gì?. Tổng hợp tất tần tật kiến thức về kết cấu không gian thép. Thiết kế thi công kết Liên kết hàn trong kết cấu thép | Tổng hợp chi tiết nhất | VMSTEEL

Tổng quan liên kết hàn trong kết cấu thép. liên kết đối đầu, liên kết có bản ghép, liên kết hỗn hợp, liên kết ghép Phương pháp hàn kết cấu thép và Tiêu chuẩn mối hàn | VMSTEEL

Tổng quan về phương pháp hàn kết cấu thép và tiêu chuẩn mối hàn. Kỹ thuật hàn kết cấu thép mới nhất sử dụng trong Ván khuôn thép tổng quan và Báo giá gia công ván khuôn thép

Tổng quan ván khuôn thép. Báo giá ván khuôn thép 2026- Xưởng gia công khuôn thép uy tín chất lượng hàng đầu TP.HCM | VMSTEEL

Cọc barrettle là gì | Tổng quan và chi tiết về cọc barrettle tường vây

Cọc barrettle là vật liệu rất quan trọng trong thi công nền móng của các công trình xây dựng nhà cao tầng. Tổng hợp chi Bulong chữ U | Thông số kỹ thuật Bulong neo chữ U

Bulong chữ U hay còn gọi là bulong neo bẻ chữ U. Tổng hợp thông tin thông số kỹ thuật, đặc điểm và ứng dụng Xem thêm