جوشکاری

مشکلات و معایب در جوشکاری
نویسنده : حسن حیدر عتی زنجانی - ساعت ٩:٥۸ ‎ق.ظ روز شنبه ۱٦ اردیبهشت ،۱۳٩۱

لکه قوس (arc strics)

معمولاً جوشکار های بی دقت برای شروع قوس با الکترود دستی ابتدا الکترود را بر روی سطح کار در یا چند نقطه بطور لحظه ای میمالند تا بدین ترتیب قوس های موقتی ایجاد کنند و با گرم شدن نوک الکترود ، روشن کردن قوس در محل شروع عملیات جوشکاری تسهیل یابد. نقاط تماس لحظه ای الکترود با سطح کار بصورت لکه های مشاهده می شود که در حقیقت لایه ی نازکی از سطح کار می باشد که در اثر ایجاد قوس موقت ذوب و سریع سرد شده است .

سطح مقطع این لکه ها در زیر میکروسکوپ ساختار مارتنزیتی بسیار ترد و شکننده ای را نشان می دهد که اغلب دارای ترکهای ریزی نیز می باشند.

علاوه بر این چون زمان قوس موقت بسیار کوتاه است ، فرصت ذوب پوشش الکترود  و ایجاد لایه ی محافظ سرباره یا گاز نمی باشد ، بانتیجه این لایه ی نازک ذوب شده در سطح کار در تماس با اکسیژن و ازت از اتمسفر قرار می گیرد و عدم ورود بعضی ترکیبات آلیاژی یا اکسیژن زدا از پوشش الکترود به منطقه ، خلل و فرج و ذرات اکسیدی زیادی را در این لایه بوجود می آورد.

راهکار :

 1- جوشکار باید توجه کند تا تماس های لحظه ای لازم برای شروع قوس ابتدایی را در هر الکترود بر روی قطعه ای قراضه که در مجاور اتصال قرار دارد انجام دهد ،

2- اگر غفلتاً بر روی کار این عمل انجام گرفت آنرا با سنگ زدن تمیز کرده  ویا با جوش کامل و سالم روی آن را بپوشاند ،

3- جوشکار باید سعی کند این لکه ها را در مسیر اتصال ایجاد کند تا بعد از رسیدن قوس بر روی آن ، این آثار محو شود.

 تخلخل یا مک porosity :

 خلل و فرج یا حفره ها در جوش چندین نوع بوده و هر یک می تواند به دلایل مختلف بوجود آید :

الف ) خلل و فرجی که در چند سانتی متری اولیه ی جوشکاری بوجود آمده . این عیب در اثر فقدان اکسیژن زدائی کافی در ابتدای جوش است.

در پوشش الکترودها معمولاً مقداری مواد اکسیژن زدا نظیر فرو سیلیسیم وجود دارد . در فولاد های آلیاژی با  استحکام بالا ، درصد سیلیسیم در جوش معمولاً از میزان معینی نباید بیشتر باشد (حدود 35%) چون اثر معکوس بر روی درجه حرارت انتقال نرمی به تردی ( transition temperature) در استحکام ضربه ای می گذارد ، بدین جهت در الکترود های مصرفی در اینچنین فولاد ها نظیر سری های E100 ,E110 , E120 از نظر حضور فروسیلیسیم و گاه بعضی از عناصر اکسیژن زدای دیگر محدودیتی وجود دارد . اما با پیشرفت عملیات جوشکاری و حضور بیشتر و فعالتر سرباره ی حاصل از پوشش الکترود ، طبیعتاً حضور آتمسفر هوا در منطقه  حوضچه جوش کاهش یافته و این عیب به وقوع نمی پیوندد

راهکار :

1- شروع عملیات جوشکاری بر روی قراضه ای فولادی که در ابتدای مسیر عملیات جوش الصاق شده است انجام شود و پس از خاتمه ی جوش از قطعه جدا شود .

2- تکنیک یک گام به عقب BACK STEP : نقطه ی روع کمی عقب تر از محل شروع واقعی است . پس از آغاز جوشکاری ، الکترود به ابتدای مسیر اتصال هدایت شده و عملیات جوشکاری ادامه می  یابد . بدین ترتیب اگر خلل و فرجی نیز ایجاد شده باشد با برگشت قوس و ذوب مجدد آن به احتمال زیاد برطرف می شود.

ب) خلل و فرج در دامنه  انجماد : این حفره ها ممکن است در سر تا سر جوش مشاهده شود و خود دارای دو شکل است خلل و فرج های  کروی شکل که بصورت متمرکز یا پراکنده در زیر جوش یا حتی روی جوش دیده می شود . نوع دیگر که به سوراخ های کرمی شکل WORM - HOLES  یا مک هوا  BLOW HOLES  مرسوم است.

بعضی گاز ها در مذاب دارای حلالیت بوده که در دجه حرارت های بالا مقدار این حلالیت افزایش می یابد . نمونه ای ازین چنین گازها  هیدروژن می باشد که حاصل تجزیه ی رطوبت به مذاب فلز جوش است . در ضمن سرد شدن مذاب پس از اینکه حجم هیدروژن در مذاب از حد اشباع گذشت ، مقدار اضافی بصورت حبابهایی شروع به جوانه زدن ، رشد ، شناور شدن و در صورت امکان خارج شدن از مذاب می نماید . احتمال واکنش هیدروژن اضافه بر حد اشباع با C و O و S و تولید گازهای مولکولی  دیگر نظیر H2O و SO2 وCH4 و ... نیز وجود دارد که در این حال محصول واکنش بصورت حبابهایی از مذاب بیرون رفته و یا محبوس می گردد.

ازتجذب شده از هوا نیز تا حدودی رفتاری مشابه داشته و می تواند عامل تخلخل باشد . علاوه بر آن ازت می تواند تولید ترکیب های نیترید کند که اغلب تاثیر سوء بر روی خواص مکانیکی جوش دارد.

عامل دیگر حباب های گاز CO  می باشد . در فلز جو فولاد های کربنی ( بویژه با کربن بالا ) معمولاًاکسیژن حل شده ممکن است وجود داشته باشد . در دامنه انجماد ، مذاب ، محصور در جامد به دلیل جدایش از کربن غنی شده و احتمال واکنش زیر بیشتر  می شود :

C + O    =  CO

در مواردی که مواد اکسیژن زدا نظیر SI و MN  و غیره به اندازه کافی وجود نداشته باشد ، واکنش فوق تسریع می شود.

واکنشی مشابه در گوگرد  نیز می تواند اتفاق بیافتد که حاصل آن حباب های گاز  SO2  ویا  SH2 می باشد.

برخی ترکیبات آلی یا غیر آلی در روی سطح مسیر اتصال ، همچنین تجزیه ی ترکیباتی نظیر کربنات ها در ترکیب موتد در درجه حرارت بالا ، عوامل دیگر در ایجاد گاز در حوضچه ی جوش  و بالاخره  خلل و فرج می باشند .

نوع دیگر خلل و فرج در حین ذوب و انجماد ناشی از سهل انگاری جوشکار در مصرف الکترود هایی است که قسمتی از آن شکسته و جدا شده است و یا برای صرفه جویی از قسمت انتهایی الکترود که بدون پوشش است نیز استفاده کرده است .

برای کاهش خلل و فرج حین انجماد نباید تصور کرد که اگر درجه حرارت مذاب به کمک پارامتر های جوشکاری بالا برده شوند ویسکوزیته کمتر شده و حباب ها بهتر رها می شوند زیرا افزایش درجه حرارت  میزان حلالیت گازها را در مذاب نیز بیشتر می کند.

بنابراین تنها راه جلوگیری از ورود گازها ،  حذف عوامل ایجاد گاز نظیر رطوبت ، چربی و ... است .

به عنوان مثال با پیشگرم کردن الکترود و یا انتخاب نوع مناسب میزان هیدروژن ورودی را با کاهش طول قوس احتمال ورود اکسیژن و ازت ، با انتخاب نوع مرغوب تر فولاد (با گوکرد کمتر ) شانس ایجاد SO2  و SH2 و همچنین با مواد اکسیژن زدایی بیشتر (در پوشش ) امکان ایجاد CO2 را می توان کاهش داد.

 


comment نظرات ()
ناپیوستگیها در تست جوش
نویسنده : حسن حیدر عتی زنجانی - ساعت ۱٢:۳٤ ‎ق.ظ روز چهارشنبه ۱۸ آبان ،۱۳٩٠
ناپیوستگیها در تست جوش
با تمام کنترلهای گفته شده در مرحله بازرسی باز هم پس از انجام کار احتمال وجود ناپیوستگیها همچنان وجود دارند اما کدام یک از این ناپیوستگیها برای جوش و قطعه مورد نظر مضر بوده و سبب رد آن میشود .
این موضوع را استانداردهای معتبر جهانی به راحتی دراختیار ما قرار میدهند . که آیا فلان ناپیوستگی سبب رد کار میشود و یا خیر مورد قبول است.
به طور کلی ناپیوستگیهایی غیر قابل قبول هستند که خصوصیات آن از حد مجاز استانداردها فراتر باشد.


انواع ناپیوستگیها :

تخلخل : حبس گاز در هنگام سرد شدن .
آخالها : یا سرباره ها مواد غیر فلزی جامد .
ذوب ناقص : نتیجه تکنیک نادرست جوشکاری .
نفوذ ناقص در اتصال : فلز جوش در اتصال نفوذ نکرده است .
بریدگی کنار جوش : بعلت زیادی جریان جوشکاری صورت میگیرد .
پر نشدگی : عبارت است از فرو رفتگی سطح جوش .
رویهم افتادگی : جوش بیش از حد روی سطح قطعه کار آمده است .
تورق : ناپیوستگی طولی است که در بین لایه های میانی ورق وجود دارد.
ترکها : زمانی این اتفاق میافتد که تنشهای موضعی از مقاومت تسلیم فلز بیشتر شود.
تحدب گرده جوش : که از نام آن معلوم است که چگونه است.

وبسیاری از ناپیوستگیهای دیگر که بنا به نوع و حالات مختلف مواد و روشهای جوش و مواد مصرفی اولیه احتمال بوجود آمدن آنها زیاد است. هر یک از موارد ذکر شده در بالا خود دارای حالات متفاوتی است که در هنگام بازرسی و تست جوش از طریق روشهای مختلف به وجود آنها پی میبریم. از آن جمله میتوان به انواع مختلف ترکها اشاره کرد که شامل ترکهای گرم ترکهای سرد میشود و دارای شکلهای گوناگون بوده ودر حالات مختلف بوجود میآیند. ترکهای طولی ،عرضی،گلویی،چاله جوشی،پنجهای،ریشه ای، و ترکهای موجود در منطقه تحت تاثیر حرارت .بنابر این میبینید که بسته به شرایط چه تعداد ناپیوستگی و در چه تهعاد حالات ممکن است بوجود آید . حال باید گفت که آیا همه این ناپیوستگیها باعث رد قطعه جوشکاری شده میشود یا خیر . پاسخ منفی است جواب این سوال که آیا این قطعه قبول است یا رد را باید با تطابق نوع عیب حجم و مقدار آن و.. . با استاندارد آن عیب بسنجیم ،که آیا میتوان وجود آن عیب را پذیرفت یا آن را رد کرد.

comment نظرات ()
 
نویسنده : حسن حیدر عتی زنجانی - ساعت ۱٢:۳٢ ‎ق.ظ روز چهارشنبه ۱۸ آبان ،۱۳٩٠

پیچیدگیDistortion   

پیچیدگی وتغییرابعاد یکی ازمشکلاتی است که در اثراشتباه طراحی و تکنیک عملیات جوشکاری ناشی میشود. با فرض اجتناب از ورود به مباحث تئوریک تنها به این مورد اشاره میکنیم که حین عملیات جوشکاری به دلیل عدم فرصت کافی برای توزیع یکنواخت بار حرارتی داده شده به موضع جوش و سرد شدن سریع محل جوش انقباضی که میبایست در تمام قطعه پخش میشد به ناچار در همان محدوده خلاصه میشود و این انقباض اگر در محلی باشد که از نظر هندسی قطعه زاویه دار باشد منجر به اعوجاج زاویه ای(Angular distortion) میشود.در نظر بگیرید تغییر زاویه ای هرچند کوچک در قطعات بزرگ و طویل چه ایراد اساسی در قطعه نهایی ایجاد می کند.

حال اگر خط جوش در راستای طولی و یا عرضی قطعه باشد اعوجاج طولی و عرضی(Longitudinal shrinkage or Transverse shrinkage) نمایان میشود.اعوجاج طولی و عرضی همان کاهش طول قطعه نهایی قطعه میباشد. این موارد هم بسیار حساس و مهم هستند.

نوع دیگری از اعوجاج تاول زدن یا طبله کردن و یا قپه Bowing)) میباشد.



ذکر یکی از تجربیات در این زمینه شاید مفید باشد. قطعه ای به طول 20 متر آماده ارسال برای نصب بود که بنا به خواسته ناظرمیبایست چند پاس دیگر در تمام طول قطعه جوش داده میشد.تا ساق جوش 2-3میلیمتر بیشتر شود.بعد از انجام اینکارکاهش 27میلیمتری در قطعه بوجود آمد. واین یعنی فاجعه .چون اصلاح کاهش طول معمولا امکان پذیر نیست و اگر هم با روشهای کارگاهی کلکی سوار کنیم تنها هندسه شکل رااصلاح کرده ایم و چه بسا حین استفاده از قطعه آن وصله کاری توان تحمل بارهای وارده را نداشته باشد وایرادات بعدی نمایان شود.

بهترین راه برای رفع این ایراد جلوگیری ازبروز Distortion است. و(طراح یا سرپرست جوشکاری خوب) کسی که بتواند پیچیدگی قطعه را قبل ازجوش حدس بزند و راه جلوگیری از آن راهم پیشنهاد بدهد.



بعضی راهکارهای مقابله با اعوجاج:

1- اندازه ابعاد را کمی بزرگتر انتخاب کرده ...بگذاریم هر چقدر که میخواهد در ضمن عملیات تغییر ابعاد و پیچیدگی در آن ایجاد شود.پس از خاتمه جوشکاری عملیات خاص نظیر ماشین کاری...حرارت دادن موضعی و یا پرسکاری برای برطرف کردن تاب برداشتن و تصحیح ابعادانجام میگیرد.

2- حین طراحی و ساخت قطعه با تدابیر خاصی اعوجاج را خنثی کنیم.

3- از تعداد جوش کمتر با اندازه کوچکتر برای بدست آوردن استحکام مورد نیاز استفاده شود.

4- تشدید حرارت و تمرکز آن بر حوزه جوش در اینصورت نفوذ بهتری داریم و نیازی به جوش اضافه نیست.

5- ازدیاد سرعت جوشکاری که باعث کمتر حرارت دیدن قطعه میشود.

6- در صورت امکان بالا بردن ضخامت چراکه در قطعات با ضخامت کم اعوجاج بیشتر نمود دارد.

7- تا حد امکان انجام جوش در دوطرف کار حول محور خنثی

8- طرح مناسب لبه مورد اتصال که اگر صحیح طراحی شده باشد میتواند فرضا مصالح جوش را در اطاف محور خنثی پخش کند و تاحد زیادی از میزان اعوجاج بکاهد.

9- بکار بردن گیره و بست و نگهدارنده باری مهار کردن انبساط و انقباض ناخواسته درقطعه



عوامل مهم بوجود آمدن اعوجاج :

1- حرارت داده شده موضعی , طبیعت و شدت منبع حرارتی و روشی که این حرارت به کار رفته و همچنین نحوه سرد شدن

2- درجه آزادی یا ممانعت بکار رفته برای جلوگیری از تغییرات انبساطی و انقباظی. این ممانعت ممکن است در طرح قطعه وجود داشته باشد و یا از طریق مکانیکی (گیره یا بست یا نگهدارنده و خالجوش)اعمال شود.

3- تنش های پسماند قبلی در قطعات و اجزا مورد جوش گاهی اوقات موجب تشدید تنش های ناشی از جوشکاری شده و در مواردی مقداری از این تنش ها را خنثی میکند.

4- خواص فلز قطعه کار واضح است که در شرایط مساوی طرح اتصال(هندسه جوش) و جوشکاری مواردی مانندمیزان حرارت جذب شده در منطقه جوش و چگونگی نرخ انتقال حرارت و ضریب انبساط حرارتی و قابلیت تغییر فرم پذیری و استحکام و بعضی خواص دیگر فلز مورد جوش تاثیر قابل توجهی در میزان تاب برداشتن دارد.مثلا در قطعات فولاد آستنیتی زنگ نزن مشکل پیچیدگی به مراتب بیشتر از فولاد کم کربن معمولی میباشد.


comment نظرات ()
 
نویسنده : حسن حیدر عتی زنجانی - ساعت ۱٢:٢٩ ‎ق.ظ روز چهارشنبه ۱۸ آبان ،۱۳٩٠

جوش فولادهای زنگ نزن

ابزارهای مورد استفاده در آماده سازی فولادهای زنگ نزن باید مخصوص این فولادها بوده و در مورد دیگر فلزات استفاده نشوند . آلودگی ابزار به فلزات دیگر میتواند باعث ایجاد خوردگی در فولادهای زنگ نزن گردد . اکسید های سطحی بوجود آمده در اثر جوشکاری باید با روشهای مناسب حذف شوند . قطعات مورد استفاده برای آغاز و اتمام قوس جوشکاری باید از جنسی مشابه فلز پایه انتخاب شوند . در صورتیکه قطعه فقط از یکطرف جوشکاری شود پاس ریشه باید از طرف مقابل تحت حفاظت گازهای محافظ قرار گرفته و پاس اول توسط TIG یا پلاسما اجرا شود . در صورت استفاده از پشت بند دائم ، این پشت بند باید از جنس فلز پایه باشد . همچنین در صورت امکان ایجاد خوردگی شیاری نباید از پشت بند دایم استفاده شود . در صورت استفاده از پشت بند موقت مسی باید سطح پشت بند در قسمت ریشه جوش شیاری ایجاد گردد تا احتمال نفوذ مس در جوش کاهش یابد . می توان از آبکاری کرم یا نیکل نیز استفاده کرد . در صورت استفاده از گاز محافظ در سمت ریشه جوش باید زمان اعمال گاز بدرستی رعایت گردد تا احتمال اکسید شدن ریشه از بین برود . تمیز کاری پس از جوش باید حتما" اجرا گردد تا مقاومت خوردگی فولادها کاهش پیدا نکند . تمیز کاری را می توان بروشهای مختلف انجام داد : - برس زنی با برس سیمی از جنس فولاد زنگ نزن - بلاست با ذرات شیشه یا گوی های فولاد زنگ نزن - سنگ زنی با سنگ های تمیز و مخصوص فولاد زنگ نزن - اسید شویی - پرداخت الکترولیتی جوشکاری فولادهای آ ستنیتی : تمامی فرآیندهای قوس الکتریکی را می توان برای این نوع فولادها بکار برد . حرارت ورودی را باید تا جای ممکن پایین نگه داشت تا باعث پیچیدگی ، ترک گرم و حساس شدن فلز پایه نگردد . همچنین از پیش گرم این فولادها باید اجتناب شود . آرایش لبه ها مانند فولادهای کربنی می باشد . در مورد ورقهای نازک می توان با ذوب کردن لبه ها بدون نیاز به فلز پرکننده جوشکاری را انجام داد . فلز پرکننده باید بر اساس توصیه سازنده انتخاب شود . این مواد را می توان بر اساس استاندارد های EN 12073 , EN 12072 , EN 1600 انتخاب کرد . مواد مصرفی در جوشکاری فولادهای آستنیتی معمولا" فلز جوشی شامل مقادیری فریت تولید می کنند تا احتمال ایجاد ترک گرم را کاهش دهند . گاز محافظ در فرآیند TIG اغلب آرگون ، آرگون هیدروژن و یا آرگون هلیوم می باشد . فولادهای آستنیتی دارای ضریب انبساط بالا و هدایت حرارتی کم هستند لذا بسیار مستعد یچیدگی هستند . بنابراین این موضوع باید کنترل شود . عملیات حرارتی پس از جوش در اغلب موارد برای این فولادها نیازی نمی باشد . البته ممکن است جهت کاهش تنش پسماند یا افزایش خواص مطلوب عملیات حرارتی آنیل اجرا گردد . همچنین می توان جهت تنش زدایی قطعه را تا 450C گرم کرد . جوشکاری فولادهای فریتی : این فولادها را نیز می توان با انواع فرآیندهای قوس الکتریکی جوشکاری نمود . این فولادها مستعد رشد دانه می باشند لذا باید حرارت ورودی کم باشد . گاهی ممکن است پیش گرم 200 – 300C در فولادهای نیمه فریتی با ضخامت بیشتر از 3 mm نیاز باشد . از ورود کربن و نیتروژن به درون جوش باید جلوگیری شود . مواد مصرفی آستنیتی بدلیل داکتیلیتی بیشتر نسبت به فلز پایه برای جوشکاری این فولادها ترجیح داده می شود . در صورتیکه خطر ورود سولفور از محیط به درون قطعه باشد ، لایه نهایی جوش که با محیط در تماس است باید از مواد فریتی انتخاب شود . جهت جلوگیری ازخوردگی نباید مقدار کرم فلز جوش کمتر از فلز پایه باشد . مواد مصرفی فریتی را نیز در مواقعی که نیاز به انبساط حرارتی برابر و یا نمای ظاهری یکسان سطح باشد ، انتخاب نمود . گاز محافظ باید با پایه آرگون باشد و بهیچ وجه نباید شامل CO 2 ، هیدروژن یا نیتروژن باشد . در فولادهای فریتی بدلیل ضریب انبساط کم و هدایت حرارتی بالا مشکل پیچیدگی بسیار کمتر از فولادهای آستنیتی است . آنیل قطعه پس از جوشکاری در دمای 700 – 800C انجام می گیرد تا علاوه بر افزایش داکتیلیتی منطقه HAZ و کاهش تنشهای پسماند ، مقاومت به خوردگی بین دانه ای نیز بهبود می یابد . جوشکاری فولادهای دوبلکس : جوشپذیری فولادهای دوبلکس با تنظیم درصد آستنیت - فریت و افزایش نیتروژن بهبود یافته است و احتمال رشد دانه و یا ایجاد بیش از حد فریت در ناحیه HAZ کاهش یافته است . برای جوشکاری این فولادها از تمامی فرآیندهای قوس الکتریکی میتوان استفاده کرد . در مواردیکه جوشکاری بدون فلز پر کننده اجرا می شود ناحیه اتصال باید بعد از جوشکاری آنیل شده و بسرعت تا دمای اتاق سرد شود . به پیش گرم در این فولادها نیاز نمی باشد اما می توان حداکثر تا 100 جهت حذف رطوبت قطعه را پیش گرم کرد . میزان حرارت ورودی در این فولادها باید در یک محدوده مشخص قرار گیرد . حرارت ورودی کم باعث سریع سرد شدن و افزایش میزان فریت و حرارت ورودی بالا باعث رسوب فازهای بین فلزی می گردد . ماکزیمم دمای بین پاسی برای فولادهای کم و متوسط آلیاژ 250C و برای فولادهای پرآلیاژ 100 – 150C می باشد . جهت دسترسی به ساختار جوش مناسب باید از مواد مصرفی با نیکل بالا استفاده شود . برای فولادهای کم و متوسط آلیاژ که در محیطهای خورنده قرار می گیرند می توان از مواد مصرفی دوبلکس با مقادیر بالای کرم ، مولیبدن و نیتروژن استفاده کرد . از هیدروژن در گازهای محافظ باید اجتناب گردد . فولادهای دوبلکس به ترک هیدروژنی حساس هستند . فولادهای دوبلکس حاوی مقادیر بالای نیتروژن ( > 0.20% ) نسبت به تشکیل تخلخل مستعد می باشند . احتمال ایجاد تخلخل در حالت جوشکاری بالاسری بیشتر می شود . برای رفع این مشکل باید پاسها نازک بوده و از طول قوس زیاد اجتناب گردد . عملیات پس گرمایی در این فولادها اغلب نیاز نمی باشد . در صورت نیاز به آنیکل محلولی بعد از جوشکاری این عمل باید در دمای 30 – 40C بالاتر از دمای عملیات مشابه برای فلز پایه انجام گیرد. پس از این عملیات قطعه باید بسرعت تا دمای محیط سرد شود . جوشکاری فولادهای مارتنزیتی : این فولادها را اغلب بروش TIG یا MMA جوشکاری می کنند البته روشهای قوس الکتریکی دیگر را نیز در شرایط خاص می توان استفاده کرد . در کلیه حالات می توان از مواد آستنیتی یا مواد مشابه به فلز پایه استفاده کرد . حرارت ورودی باید حد نرمال باشد . پیش گرم بسته به نوع فولاد می تواند بین 100 - 300C اجرا گردد . در این فولادها نیز بدلیل هدایت حرارتی بالا و ضریب انبساط پایین پیچیدگی مشکل عمده ای نمی باشد . در صورتیکه از مواد مصرفی آستنیتی برای جوشکاری این فولادها استفاده شود احتیاجی به PWHT نمی باشد ولی در صورت استفاده از مواد مصرفی مشابه فلز پایه عملیات حرارتی طبق توصیه سازنده فلز پایه الزامی است

comment نظرات ()
 
نویسنده : حسن حیدر عتی زنجانی - ساعت ۱٢:٢٠ ‎ق.ظ روز چهارشنبه ۱۸ آبان ،۱۳٩٠

ضرورت تست جوش

با گذشت 50 سال از استفاده از جوش در ساختمان دهه اخیر(80-1370)از نظر تعداد ساختمانهایی که با سازه های فولادی طراحی و اجرا شده اند کاملا استثنایی به شمار می آید.در نیمه دوم این دهه دهها هزار سازه فولادی در تهران و شهرهای بزرگ ایرن به ناگهان همانند قارچ سر از زمین برآورد.گسیل سرمایه ها به سوی ساخت و ساز شهری و تبدیل ساخت سرپناه به یک ماشین سرمایه گذاری جهت سودهای کلان باعث گردید تا رعایت اصول فنی و ایمن سازی ساختمانها در برابر زلزله در برابر منفعت طلبی بسیاری از صاحبکاران عملا مورد توجه قرار نگیرد.از طرف دیگر حجم عظیم ساخت و ساز نیروی انسانی زیادی اعم از مهندس و تکنسین و جوشکارماهر احتیاج داشت که دراثر کمبود نیروهای متخصص و یا عدم کنترل پروژه ها توسط افراد متخصص راه برای ورود افراد غیرمتخصص به این جرگه هموارگردید.تمامی این مسایل دست به دست هم داد تا طرح و اجرای ساختمانهای فولادی آنچنان که باید از کیفیت مطلوبی برخوردار نباشد.تخریب کلی ساختمانهای فولادی در زلزله منجیل موید پایین بودن کیفیت ساختمانهای فولادی کشور می باشد. از میان تمامی عوامل دخیل در طرح و ساخت سازه های فولادی اتصالهای جوشی از نارساییهای بیشتری برخوردارند. علل اصلی پایین بودن کیفیت جوش درساخت و سازهای شهری را می توان به صورت زیر بیان نمود :

1- عدم انطباق اجرای معمول سازه های فولادی با آیین نامه ها و دستورالعملها

2- کیفیت پایین جوش به علت عدم آموزش کلاسیک کافی در این زمینه برای جوشکاران و مهندسان

3- نبود نظارت اصولی و دقیق بر اجرای جوشکاری در ساختمانهای شهری در کشور

4- عدم طرح دقیق اتصال جوشی با توجه به عملکرد مورد نظرآنها



در بسیاری از موارد طرز اجرای متداول جوش باجزییات ارایه شده در آیین نامه تطابق ندارد.این موارد ناشی از موارد متعددی است که از میان آنها به موارد زیر می توان اشاره کرد:

الف) آشنا نبودن مهندسین سازه به مسایل اجرایی و در نتیجه ارایه نقشه ها وجزییات غیرقابل اجرا

ب) گران تر بودن هزینه اجرای جزییات آیین نامه نسبت به روش سنتی اجرا

پ)آگاه نبودن کارفرما و یا مهندس مجری طرح به جزییات آیین نامه و عدم توانایی در تمیز دادن حالات مختلف از یکدیگر


بعد از اجباری شدن آیین نامه2800(1368) اهمیت وجود سیستم مقاوم در برابر زلزله از یک طرف و محدودیتهای معماری برای استفاده از سیستم مهاربندی از طرف دیگر باعث استفاده روزافزون از سیستم قاب خمشی در جهت عرضی ساختمانها شد.در این سیستم اتصال تیر به ستون از نوع گیردار بوده یعنی باید توانایی انتقال برش و لنگراز تیر به ستون وجود داشته باشد.در این نوع اتصالات از ورقهای بالاسری و زیرسری که در محل اتصال به ستون برای ایجاد جوش نفوذی کامل خورده است استفاده می شود. اما از آنجاییکه متاسفانه عملیات جوشکاری در محل کارگاههای ساختمانی و نه در محل کارخانه صورت می گیرد کنترل کیفیت جوش بخصوص در هنگام مونتاژ درارتفاع زیاد از سطح زمین حتی به صورت عینی(Visual) امکان پذیر نمی باشد. همچنین معمولا در محل اتصال ورق به ستون به جای جوش نفوذی از جوش گوشه استفاده می شود در نتیجه هنگام زلزله این نقاط علاوه بر تحمل نیروی کمتر در حالت تردشکن گیسخته خواهد شد. زمانی که در یک عضو فشاری ازدومقطع در کنار یکدیگر استفاده می شود باید هم پایداری کل عضوبه عنوان یک المان و هم پایداری تک تک مقاطع کنترل شود تاخیچکدان تحت تاثیر نیروی فشاری به طور جداگانه دچار کمانش نشوند.برای این منظور این مقاطع باید در فواصل مشخص به یکدیگر متصل شوند تاطول آزاد آنها کاهش یابد. بسیاری از اوقات بادبندهای دوبل در طول خود به یکدیگر وصل نمی شوند و در نتیجه دومقطع بایکدیگر عمل نمیکنند و بار بحرانی عضو کمتر از مقداری است که مهندس سازه در محاسبات خود منظور نموده است. مبحث دهم مقررات ملی ساختمان حداکثر فاصله بین جوش دومقطع در ستونهای ترکیبی را مقرر نموده است.اما در موارد زیادی مشاهده می شود که فاصله بین جوش ستونها بیشتراز این مقدار است.


comment نظرات ()
 
نویسنده : حسن حیدر عتی زنجانی - ساعت ۱۱:۳٧ ‎ب.ظ روز سه‌شنبه ۱٧ آبان ،۱۳٩٠
عوامل مهم در آماده سازی برای جوشکاری

 

برای یک جوش،بحرانی ترین قسمت ماده پایه،ناحیه ای است که برای پذیرش فلز جوشکاری به شکل اتصال،آماده سازی می شود.اهمیت مونتاژ اتصالات قبل از جوشکاری را نمی توان به اندازه کافی تاکید کرد.بنابراین آزمون چشمی مونتاژ اتصالات از تقدم بالایی برخوردار است. مواردی که قبل از جوشکاری باید در نظر گرفته شود شامل زیر است:

  1. زاویة شیار (Groove angle)
  2. دهانه ریشه (Root opening)
  3. ترازبندی اتصال (Joint alignment)
  4. پشت بند (Backing)
  5. الکترودهای مصرفی (Consumable insert)
  6. تمیز بودن اتصال (Joint cleanliness)
  7. خال جوش ها (Tack welds)
  8. پیش گرم کردن (Preheat)

هر کدام از این فاکتورها رفتار مستقیم روی کیفیت جوش بوجود آمده،دارند.اگر مونتاژ ضعیف باشد،کیفیت جوش احتمالا زیر حد استاندارد خواهد بود.دقت زیاد در طول اسمبل کردن یا سوار کردن اتصال می تواند تاثیر زیادی در بهبود جوشکاری داشته باشد.اغلب آزمایش اتصال قبل از جوشکاری عیوبی را که در  استاندارد محدود شده اند را آشکار می سازد،البته این اشکالات ،محلهایی می باشند که در طول مراحل بعدی بدقت می توان آنها را بررسی کرد.برای مثال،اگر اتصالی از نوع T (T-joint) برای جوشهای گوشه ای(Fillet welds)، شکاف وسیعی از ریشه نشان دهد،اندازه جوش گوشه ای مورد نیاز باید به نسبت مقدار شکاف ریشه افزوده شود. بنابراین اگر بازرس بداند چنین وضعیتی وجود دارد،مطابق به آن ،نقشه یا اتصال جوش باید علامت گذاری شود، و آخرین تعیین اندازه جوش به درستی شرح داده شود.


comment نظرات ()
 
نویسنده : حسن حیدر عتی زنجانی - ساعت ۱۱:۳۱ ‎ب.ظ روز سه‌شنبه ۱٧ آبان ،۱۳٩٠

جوشکاری

 

 

جوشکاری یکی از کارآمد ترین راههای اتصال فلزات است و جوشکاری تنها راه اتصال دو یا چند قطعه فلز برای یکپارچه ساختن آنها است . جوشکاری بطور وسیعی برای ساخت یا تعمیر تمام محصولات فلزی بکار برده می شود و بیشتر وسایل پیرامون ما ، جوش داده می شوند . جوش یک اتصال دائمی است لذا چنانچه لازم است اتصال ، گاهگاهی جدا شود ، نبایستی جوش داده شود برای اتصال دو عضو با پرچ ، سوراخ کردن قطعات ضروری است این سوراخ ها تا 10 درصد مساحت مقطعی عرضی قطعات متصل شونده را کم می کنند . اتصال مزبور ممکن است به دو قطعه ورق کمکی نیاز داشته باشد ، بنابراین وزن مواد لازم تمام شده اتصال بالا می رود . در صورتیکه با استفاده از جوش این هزینه حذف می کردد در جوشکاری تمام مقطع عرضی قطعه برای تحمل نیرو بکار می رود و وزن به مقدار قابل ملاحظه ای کم می شود لوله نیز اگر با جوش متصل گردند صرفه جویی مشابهی صورت می گیردضخامت لوله بایستی به اندازه کافی باشد تا بار لازم را تحمل نماید . حال اگر لوله بوسیله رزوه متصل گردد ، ضخامت بیشتری لازم دارد ولی برای جوشکاری ضخامت کمتری کفایت می کند و به این ترتیب وزن فلز و هزینه برای اتصالات رزوه ای بیشتر از اتصالات جوشی است ، سطح داخلی اتصالات جوش داده شده نیز هموارتر است . طراح اگر قطعات ریخته ای را به جوشی تبدیل کند ، با کم کردن ضخامت لازم در درون فلز صرفه جویی می کند ، استفاده از جوش بجای ریخته گری به طراح آزادی عمل بیشتری می دهد ؛ هرجا که لازم است از ورقهای ضخیم استفاده می کند و در جاهای دیگر ورقهای نازک در نظر می گیرد . یکی دیگر از کاربرد های جوشکاری ، روکشی و ترمیم سطح فلزات یا فلز مخصوص است که می تواند مقاوم به خورندگی و یا سایش باشد و از این طریق سالیانه میلیاردها دلار در دیر تعویض کردن قطعات صرفه جویی می شود .

 

فرآیند های جوشکاری

 

1 ) جوش قوس الکتریکی با الکترود روکشدار : جوش قوس الکتریکی با الکترود روکشدار یکی از متداولترین ، ساده ترین و شاید کارآمدترین روشهایی است که برای جوش فولاد ساختمانی بکار میرود . حرارت با برقرار نمدن قوس الکتریکی بین یک الکترود روکشدار و فلز پایه ایجاد میگردد.

 

2 ) جوش قوس الکتریکی زیرپودری : در جوشکاری به روش زیرپودری ، ماده حفاظت کننده بصورت یک نوار پودری در روی درز ریخته می شود ، سپس قوس الکتریکی توسط الکترود لخت در زیر این پودر برقرار میگردد . در حین جوشکاری قوس زیرپودری برقرار شده و دیده نمی شود.

 

3 ) جوش قوس الکتریکی تحت حفاظت گاز :  در این روش الکترود یک مفتول لخت ممتد است که از میان گیره ی الکترود گذشته و یا یک قرقره تغذیه می شود . حفاظت در این روش بطور اصولی با سپری از گاز فعال دی اکسیدکربن یا گازهای خنثی مثل آرگون و هلیم و غیره صورت میگیرد .

 

4 ) جوش قوس الکتریکی با الکترود توپودری : این روش شبیه جوشکاری به روش تحت حفاظت گاز است ، با این تفاوت که الکترود ممتد فلزی آن لوله ای شکل بوده مواد حفاظتی را در داخل خود دارا می باشد .

 

دستگاههای جوشکاری

 

منبع یا مولد نیرو در جوشکاری با قوس الکتریکی از دو نوع جریان جهت تشکیل قوس میتوان استفاده کرد :

 

 - جریان متناوب – جریان مستقیم دستگاههای جوشکاری برق معمولا" با این دو نوع جریان کار می کنند و کلا" به چهار نوع تقسیم شده اند :

 

 الف ) ترانسفورماتور : این دستگاه از برق شهر تغذیه کرده و معمولا" برق را با همان فرکانس و متناوب جهت جوشکاری پس می دهد تنها کار این دستگاه تغییر اختلاف سطح و شدت جریان میباشد که وظیفه اصلی دستگاه محسوب میشود به این معنی که دستگاه هنگام شروع بکار ولتاژ را تقلیل داده و شدت جریان را افزایش می دهد.

 

ب ) رکتیفایر ( یکسو کننده ) : رکتیفایر دستگاهی است برای تبدیل جریان متناوب به مستقیم ، ماشین های یکسو کننده دارای طرحهای متعدد برای مقاصد مختلف می باشند ، انعطاف پذیرییکی از دلایل پذیرش گسترده این دستگاه در صنعت جوشکاری میباشد . این ماشینها قادر به تحویل جریان با قطبیت مستقیم یا معکوس میباشند همه این ماشینها دارای دو قسمت اصلی هستند : - مبدل – یکسو کننده

 

ج ) دینام : اگر فرکانس یا تناوب برق را از بین ببریم یک جریان مستقیم حاصل خواهد شد به این منظور از دستگاه دینام استفاده میشود که بطور کلی به دو بخش محرک و متحرک تقسیم میشود و دارای ویژگیهای زیر است : - دارای قوس نفوذی و قوی میباشد – دارای دوام و عمر طولانی میباشد – تنوع کابردی زیادی داشته و میتواند برای کلیه فلزات قابل جوشکاری با قوس الکتریکی بکار رود .

 

د ) متور جوش : موتور جوش با دو نوع سوخت میتواند تولید برق کند که عبارتند از : 1- موتور جوش دیزلی 2- موتور جوش بنزینی بوسیله موتور جوش میتوان جریان متناوب یا مستقیم تولید نمود .

 

الکترود

 

الکترود در جوشکاری وسیله تشکیل دهنده قوس و واسطه اتصال محسوب میگردد. الکترود میله ای فلزی است که بین آن میله و قطعه مورد جوشکاری قوس الکتریکی برقرار میگردد . الکترود ممکن است بعنوان فلز پرکننده یا واسطه ی عمل یونیزه یعنی ذوب شونده وارد جوش گردد و یا اینکه فقط عاملی جهت ایجاد حرارت باشد و بصورت کمکی عمل نماید . الکترودهای جوشکاری با قوس الکتریکی از دو قسمت تشکیل شده اند : 1- مفتول 2 –روکش

 

وظایف مفتول : الف ) هدایت جریان الکتریکی ب) تامین فلز پرکننده درز جوش

 

وظایف روکش : الف ) تامین بعضی از عناصر آلیاژی در جوش ب) تامین و ایجاد پایداری قوس

 

ج ) ایجاد یک محیط عایق در اطراف حوضچه مذاب د) تامین یک سرباره پوششی برای حفاظت از گرده جوش ه ) ایجاد گاز محافظ هنگام جوشکاری

 

عواملی که در انتخاب الکترود بایستی در نظر گرفته شوند عبارتند از : - استحکام فلز : الکترود انتخابی بایستی جوش آن مساوی یا بیشتر از فلز پایه در اتصالات جوشی باشد .

 

- ترکیب شیمیایی فلز : هماهنگی ترکیب شیمیایی فلز جوش با فلز پایه را نیز بایستی تا حدودی در نظر گرفت همچنین میزان کربن معادل فلز در انتخاب الکترود به لحاظ پیشگیری از ترک در جوش خیلی اهمیت دارد . – سرعت جوشکاری : جهت بالا بردن سرعت جوشکاری ، کاهش زمان ساخت و افزایش راندمان می توان از الکترودهایی که در روکش آنها پودر آهن وجود دارد استفاده کرد . – ضخامت ورق : در صورت افزایش ضخامت ورق بهتر است از الکترودهای قلیایی استفاده نمود بخصوص در سازه های تحت بار دینامیکی این موضوع ضرورت دارد .

 

 - پیشگرم یا پسگرم کردن : عملیات پیشگرم کردن برای ورقهای با ضخامت بالاتر از 20 میلیمتر در سازه های فلزی ضروری است در صورت عدم امکانات پیشگرم می توان با انتخاب الکترود با انتخاب الکترود قلیایی مثل 7018 تا ضخامت 40 میلیمتر را نیز بدون پیشگرم جوشکاری نمود .

 

 - طرح اتصال : نوع اتصال و اینکه قطعه دارای پخ می باشد در انتخاب الکترود اثر دارد .

 

 - حالت جوشکاری : از آنجا که بعضی از الکترودها در تمام حالات امکان جوشکاری با آنها نمی باشد ، لذا بایستی در انتخاب الکترود به کد استاندارد الکترود توجه کرد تا امکان جوشکاری در حالت مورد نظر وجود داشته باشد . – دستگاه جوش و جریان برق مصرفی  - شرایط کاری و بهره برداری از سازه

 

معرفی عیوب اساسی اصلی : 1- روی هم افتادگی 2- سوختگی یا بریدگی کنار جوش 3-

 

آخالهای سرباره 4- ذوب ناقص 5- تخلخل 6- همراستا نبودن اتصال 7- نفوذ ناقص 8 – ترک جوش

 

ترکهای جوش : انواع مختلفی از عدم اتصال ممکن است در جوش یا مناطقی که تحت تاثیر حرارت قرار می گیرند ، رخ دهد . جوشها ممکن است دارای تخلخل ، آخالهای سرباره یا انواع ترکها باشد . تخلخل و آخالهای سرباره شاید در جوش تا حدی قابل قبول باشد اما ترکها در جوش هرگز قابل قبول نمی باشد . وجود ترک در جوش یا در مجاورت جوش نشانگر این مسئله می باشد که حتما" مشکلی در حین کار وجود داشته است . بررسی دقیق ترکها ، تعیین علت ایجاد آنها و نیز راههای جلوگیری از آنها را برای ما امکان پذیر می سازد . در ابتدا ما باید به این مسئله توجه داشته باشیم که بین ترک و شکست تفاوت قائل شویم . منظور ما از ترک ، پدیده ای است که در اثر عواملی مانند انجماد ، سرد شدن و تنش های داخلی که بعلت انقباضجوش می باشد ایجاد می گردد .

 

ترکهای گرم ، ترکهایی می باشد که در دماهای بالا رخ می دهند و معمولا"به انجماد ربط دارند .ترکهای سرد ترکهایی هستند که بعد از اینکه جوش به دمای اطاق رسید ، رخ می دهد .بیشتر ترکها در اثر تنشهای فیزیکی انقباضی که معمولا" با کشیدن یا تغییر شکل جسم همراه می باشد و در هنگام سرد شدن جوش رخ میدهد ، ایجاد می شوند .اگر انقباض محدود شود ، این تنشهای فیزیکی کرنشی ، تنش ذاخلی پسماند را بوجود می آورند که این تنشهای پسماند منجر به ایجاد ترک می شوند . در واقع دو نیروی مخالف وجود دارد : 1- تنشی که به وسیله انقباض فلز ایجاد می شود .2- استحکام و سختی فلز پایه

 

ضروری است که در واقع به مراحل زیر توجه کنیم :

 

1- مراحل جوشکاری 2- پیشگرم 3- دمای بین پاسی 4-عملیات حرارتی پس از جوش 5-طراحی اتصال 6- روش های جوشکاری 7- مواد پرکننده

 

ترک به صورت خط مرکزی : ترک بصورت خط مرکزی در مرکز یک پاس جوش معین قرار دارد . اگر انتهای یک پاس جوش داشته باشیم و این پاس در مرکز اتصال باشد آنگاه این ترک مرکزی در مرکز اتصال نیز قرار خواهند داشت .علت ترک مرکزی یکی از سه پدیده زیر می باشد : 1- ترکی که ناشی از جدایش و تفکیک باشد . 2- ترکی که مربوط به شکل گرده جوش می باشد . 3- ترکی که مربوط به تغییرات سطحی می باشد .

 

ترک مرکزی ناشی از جدایش : این ترکها وقتی رخ می دهد که ترکیباتی با نقطه ذوب پایین نظیر فسفر ، روی، مس و گوگرد در نقاط خاصی در حین فرآیند سرد شدن جدایش یابند . در حین فرآیند انجماد ، ترکیباتی با نقطه ذوب پایین در فلز مذاب به نواحی مرکزی اتصال رانده می شوند چون آنها آخرین ترکیباتی هستند که شروع به انجماد می کنند و جوش در این نواحی تمایل به تفکیک و جدایش می یابد .

 

ترک مرکزی ناشی از شکل گرده جوش :نوع دوم ترک مرکزی ، ترک ایجاد شده در اثر شکل پاس جوش می باشد این ترک در فرایند هایی که همراه با نفوذ عمیق می باشد نظیر فرآیند تحت گاز دی اکسید کربن دیده می شود . وقتی که یک پاس جوشکاری دارای عمق بیشتری نسبت به عرض آن جوش باشد . برای رفع این نوع ترک ، پاسهای جوش باید دارای عرضی حداقل برابر با عمق باشد . توصیه میشود که نسبت پهنای جوش به عمق آن برابر با 1 به 1 یا 4/1 به 1 باشد تا این نوع ترک رفع شود . اگر از پاسهای چند تایی استفاده شود و ه پاس دارای پهنای بیشتری نسبت به عمق آن باشد ، یک جوش فاقد ترک خواهیم داشت .

 

ترک مرکزی ناشی از شرایط سطحی جوش : وقتی جوشهایی با سطح مقعر ایجاد می شود تنشهایی ناشی از انقباض های داخلی موجب می شود که سطح جوش کشیده شود بر عکس وقتی که سطح جوش محدب باشد نیروی ناشی از انقباض های درونی موجب می شود که سطح جوش فشرده شود .جوش مقعر ، اغلب نالشی از ولتاژهای بالای قوس می باشد سرعت حرکت بالا نیز ممکن است به این موضوع کمک کند . جوشکاری در حالت قائم سر پایین باعث ایجاد این نوع ترک می شود .

 

ترک منطقه متاثر از جوش : ترک منطقه متاثر از جوش بوسیله جدایشی که بلافاصله مجاور گرده جوش رخ می دهد مشخص می شود برای اینکه ترک منطقه متاثر از جوش رخ دهد سه شرط باید به طور همزمان برقرار باشد : 1- باید مقدار کافی هیدروژن وجود داشته باشد 2- جوش باید به حد کافی نفوذ پذیر باشد 3- باید به حذ کافی تنش های پسماند وجود داشته باشد . حذف یکی از سه شرط فوق معمولا" باعث می شود که این نوع ترک از بین برود .

 

ترک عرضی : ترک عرضی ترک متقاطع نیز نامیده میشود . ترکی که در جهت عمود بر طول جوش ایجاد میشود وقتی که با ترکهای عرضی مواجه می شویم باید سطح هیدروژن و شرایط نگهداری الکترودها را مد نظر داشته باشیم در مورد ترک عرضی ، کاهش استحکام فلز جوش معمولا" یکی از راهکارهای حذف این نوع ترک میباشد .

 

پیچیدگی : پیچیدگی یا اعوجاج تا حدی در تمام انواع جوشکاری وجود دارد سه نوع اصلی پیچیدگی وجود دارد – زاویه ای – طولی – عرضی کنترل پیچیدگی میتواند در سه مرحله انجام گیرد : الف ) فبل از جوشکاری ب) حین جوشکاری ج ) بعد از جوشکاری

 

کنترل جوشکاری قبل از جوشکاری توسط روشهای زیر انجام میشود : 1- خال جوش زدن 2- گیره ، بست و نگهدارنده 3- پیشگرم کامل و سرتاسری 4- مونتاژ اولیه مناسب .

 

کنترل پیچیدگیها دتر حین جوشکاری : 1- جوشکاری گام به عقب 2- جوشکاری زنجیری منقطع 3- جوشکاری متباعد منقطع 4- جوشکاری متقارن 5- استفاده از حداقل حجم جوش .

 

کنترل اعوجاج پس از جوشکاری : 1- سرد کردن آرام 2- صافکاری شعله ای 3- آنیل کردن 4- تنش زدایی 5- نرمال کردن 6- صافکاری مکانیکی

 

اصول طراحی و عملی ذیل می تواند در کنترل پیچیدگی موثر باشد :

 

1- حد الامکان حذف جوشکاری با فرم دادن یا نورد ورق 2- پرهیز از ایجاد جوش زیاد 3- استفاده از جوشکاری منقطع بجای جوشکاری پیوسته 4- جوشکاری حد الامکان نزدیک به محور خنثی 5 – استفاده از اتصال ضربدری دو طرفه بجای وی شکل یکطرفه و یا استفاده از اتصال یو شکل 6- استفاده از جوشکاری متقارن 7- کم کردن تعداد پاسها 8- استفاده از جوشکاری گام به عقب 9- ایجاد شرایط انقباض معکوس 10- پیش خمش و ایجاد زاویه معکوس در اتصال یرای جلوگیری از انقباض 11- استفاده از گیرنده ، نگهدارنده و بست 12- کم کردن حرارت ورودی 13- چکش کاری

 

بازرسی در جوش

 

ضرورت بازرسی : برای حصول اطمینان از کیفیت جوش و مطابقت آن با خواسته استاندارهای جوش ، باید کلیه عوامل جوشکاری در مراحل اجراء مورد بازرسی وکنترل دقیق قرار گیرد . این بازرسی باید طوری تنظیم شود که یافتن عیوب به پایان کار موکول نشود و در کلیه مراحل اجراء از خراب شدن جوش جلوگیری شود و در صورت بروز خرابی ، علل آن تعیین و راهها و وسایل برطرف نمودن عیب پیشنهاد گردد . اسقرار دستگاه بازرسی در کارگاه ساخت قطعات جوش شده از هزینه دوباره کاریها کاسته و با کسب تجربه در مراحل اولیه هر نوع کار از پیش آمدن عیوب در مراحل بعدی یا کارهای مشابه جلوگیری می شود .

 

خصوصیات بازرس : 1- بازرس جوش بایستی با نقشه های مهندسی آشنایی کامل داشته و از روی علائم جوش ، محل اتصالات جوش و نوع جوشها را شناسایی کند .  2- با استانداردهای جوش سازه های فلزی آشنایی کافی داشته باشد . 3- از فرایندهای جوشکاری و مواد مصرفی جوش اطلاعات کافی داشته باشد . 4- با آزمایشات غیر مخرب و مخرب آشنایی داشته باشد . 5- توانایی آزمایش تایید صلاحت جوشکاری را داشته باشد . 6- اطلاعات کافی از متالوژی جوش داشته باشند تا در هنگام ضرورت قادر به تجزیه و تحلیل مسائل مهندسی جوش باشد . 7- در جوش تجربه داشته باشد و عیوب جوش را بشناسند و روشهای پیشگیری یا رفع آنها را بداند. 8- روشهای بازرسی جوش را آموخته و تجربه کافی در این زمینه داشته باشد . 9- گزارشات کنترل کیفیت را در مراحل مختلف ساخت ، تهیه و ثبت نماید . مراحل بازرسی جوش عبارتند از : - بازرسی قبل از جوشکاری - بازرسی حین جوشکاری - بازرسی بعد از جوشکاری

 

مراحل بازرسی قبل از جوشکاری : - اطلاعات از کیفیت مورد نظر کار و میزان حساسیت سازه - مطالعه دقیق نقشه ها و مشخصات فنی - مطالعه استانداردهای مربوطه - اطمینان از مناسب بودن شرایط کاری ومحیطی برای جوشکاری - مطالعه دستور العمل جوش - شناسایی فلز پایه - بازرسی مواد مصرفی جوشکاری - آزمون جوشکاران و اپراتورها - بازرسی تجهیزات جوشکاری - بازرسی طرح اتصال - بازرسی در بکارگیری قید و بندها و خال جوش دادنها .

 

مراحل بازرسی موقع جوشکاری : - بازرسی از قطعات متصل شده و درزهای آماده جوشکاری – بازرسی محلهای جوش و سطوح مجاور – بازرسی سطوح برشکاری شده یا شیارزده با شعله ، از نظر پوسته ، ترک و غیره – بازرسی نحوه استفاده مواد مصرفی جوشکاری از نظر دارا بودن شرایط مطلوب و گرم و خشک کردن الکترودهای روپوش قلیایی طبق دستورالعملهای مصوبه - بررسی وضعیت جوشکاران و اپراتورهای جوشکاری از نظر داشتن مهارت و قبولی در آزمون مربوطه - بازرسی پیشگرم کردن و حفظ درجه حرارت بین پاسی در صورت لزوم - تمیز کاری ین پاسهای جوش - کنترل آمپراژ دستگاه جوش متناسب با نوع الکترود مصرفی و نیز نوع پلاریته .

 

مراحل بازرسی بعد از جوشکاری : - بازرسی سطح ظاهری جوشها - معیارهای پذیرش عیوب در بازرسی چشمی مطابق استاندارد  ( کیفیت جوش تحت بار استاتیکی – کیفیت جوش تحت بار دینامیکی ) – بازرسی و بعد و اندازه جوش – بازرسی پیچیدگی و تغییر شکلهای ناشی از جوشکاری – بازرسی عملیات پسگرم کردن و تنش زذایی - بازرسی غیر مخرب .

 

بازرسی های غیر مخرب پس از اتمام جوشکاری علاوه بر بازرسی چشمی صورت می گیرد که شامل آزمایش مواد نافذ ، ذرات مغناطیس ، امواج مافوق صوت ، پرتونگاری بطور خلاصه کاربرد و ویژگی هر کدام از روشهای فوق در ذیل آمده است : الف ) اولین مرحله در آزمایش یک قطعه ، بازرسی چشمی است . بازرسی با چشم غیر مسلح فقط عیبهای نسبتا" بزرگی را که به سطح قطعه میرسند نمایان خواهد کرد . با بکار بردن لوازمی مثل ذره بین و چراغ قوه می توان کارایی بازرسی چشمی را افزایش داد . بازرسی چشمی نیازمند دید قوی و ورزیده و تجربه طولانی همراه اطلاعات و دانش و حضور ذهن می باشد .

 

ب ) مایع نافذ : بازرسی با مواد نافذ یکی از شیوه های غیر مخرب برای محل یابی معایب سطحی می باشد . این ازمایش برای فلزات غیر مغناطیس نظیر فولاد ضد زنگ ، آلومینیوم ، منیزم و تنگستن و پلاستیکها نیز قابل کاربرد است . آزمایش با مواد نافذ جهت تشخیص عیوب داخلی قابل استفاده نمی باشد .

 

پ ) بازرسی با ذرات مغناطیسی : آزمون ذرات مغناطیسی یکی از آسانترین آزمایشهای غیر مخرب جوشکاری است . این آزمایش برای بررسی و بازبینی عیوب سطحی لبه ورقهای قبل از جوشکاری و نیز عیوب جوش در سطح و نزدیک زیر سطح بکار می رود . این روش محدود به مواد مغناطیسی شونده نظیر چدن و فولاد بوده و برای مواد و فلزات غیر مغناطیسی کاربرد ندارد . معایب موجود توسط این روش در عمق تا هفت میلیمتر زیر سطح جوش قابل تشخیص هستند .

 

ت ) آزمایش فراصوتی : آزمون فراصوتی یکی از آزمایشهای نسبتا" پیشرفته در رده آزمایشهای غیر مخرب می باشد . این روش سریع بوده و قادر به تشخیص معایب داخلی بدون نیاز به تخریب قطعه جوش شده می باشد . چون این روش از نزدیک کنترل می شود ، قابلیت ارائه اطلاعات دقیق و مورد نیاز قطعه جوش شده ، بدون نیاز به یکسری عملیات پرکار را دارا می باشد . این روش هم نواقص داخلی فلز جوش و فلز پایه را مشخص ، مکان یابی و اندازه گیری می کند .

 

با استفاده از این روش عیوب سطحی ، زیر سطح و داخل جوش تا عمق ریشه شیار قابل شناسایی می باشد . قابل انتقال در هر موقعیت سازه جهت تست می باشد . دقت کار بالاست و نوع و ابعاد و موقعیت عیب قابل شناسایی است .

 

ث ) پرتونگاری – رادیو گرافی : پرتونگاری یکی از روشهای آزمایش غیر مخرب می باشد که نوع و محل عیوب داخلی و بسیار ریز جوش را نشان می دهد این روش دو نوع پرتونگاری ایکس و گاما را مورد استفاده قرار می دهد . اشعه گاما به خاطر طول موج کوتاه خود می تواند در ضخامتهای نسبتا" زیادی از مواد نفوذ کند ، در ضمن زمان تابش اشعه به قطعه مورد پرتونگاری در مورد اشعه گاما نسبت به اشعه ایکس بسیار طولانی تر می باشد .در آزمایش پرتونگاری یک عکس از وضعیت داخلی فلز جوش گرفته می شود .محل عیوب و شکل ظاهری عیب را میتوان در عکس ملاحظه نمود و برای بررسی عیوب عمقی موثر و مفید است . مواد آهنی و غیر آهنی و مواد غیر فلزی را میتوان رادیوگرافی کرد .

 

درصد انجام آزمایشات : 1. بازرسی چشمی برای 100% جوشکاریهای انجام شده لازم می باشد . 2.کلیه جوشهای نفوذ کامل که تحت تاثیر بارهای دینامیکی و یا متغییر قرار می گیرند باید وسیله پرتونگاری صنعتی و یا اولتراسونیک آزمایش شوند .3.سایر جوشهای با نفوذ کامل بایستس با پرتونگاری صنعتی و یا اولتراسونیک بصورت آماری و اتفاقی تا میزان 20% آزمایش شوند 4.جوشهای با نفوذ نسبی به لحاظ کنترل میزان نفوذ جوش و کیفیت جوش بصورت آماری و اتفاقی تا میزان 10% آزمایش اولتراسونیک شوند 5. جوشهای سپری به لحاظ کنترل عیوب سطحی و زیر سطحی جوش بطور آماری و اتفاقی تا میزان 20% توسط ذرات مغناطیسی و یا مایعات نافذ آزمایش شوند در صورت مشاهده عیوب در جوشها به میزان بالاتر از 5% میزان آزمایشات افزایش یافته تا حدی که اطمینان لازم برای بازرس حاصل گردد 6. آزمایش پرتونگاری برای جوشهای لب به لب و فقط در مواقع لزوم و با درخواست و نظر بازرس اجرا خواهد گردید .

 

دستورالعمل جوشکاری

 

در تولید و ساخت هر محصول وجود استاندارد های مدون برای تولید و ساخت ضروری می باشد و این امر در مورد جوشکاری نیز وجود دارد و از اهمیت بالایی برخوردار است .

 

بر طبق کلیه استانداردهای صنعتی ، قبل از هر گونه عملیات جوشکاری تهیه روش جوشکاری بطور مکتوب و گزارش آزمایشات تایید دستور العمل از حداقل پیش نیازهای شوع بکار جوشکاری می باشد لذا تمامی سازندگان ملزم به رعایت این پیش نیازها هستند و بدین منظور باید روش جوشکاری و همینطور گواهی تایید آن که اعتبار روش جوشکاری است را قبل از شروع به هر نوع کار جوشکاری تهیه و ارائه نمایند.

 

استاندارهای بین المللی معتبر در زمینه نحوه تهیه دستورالعمل و نیز نحوه تایید آن وجود دارد . باتوجه به اینکه در تهیه و تایید دستور العمل جوشکاری سازه های فولادی معمولا" از استاندارد آمریکایی استفاده می شود.

 

ارزیابی دستور العمل جوشکاری : جهت ارزیابی و تایید دستور العمل جوشکاری نیاز به انجام یکسرس آزمایشات تعریف شده از سوی استاندارد می باشد که در این قسمت به تشریح آنها می پردازیم . دستور العمل جوشکاری از نظر ارزیابی دو نوع می باشند : 1. دستورالعمل پیش پذیرفته 2. دستورالعملهایی که نیاز به انجام آزمایشات تاییدی دارند.

 

در صورتیکه دستورالعمل جوشکاری بر اساس شرایط زیر تهیه شده باشد نیازی به انجام آزمایشات تایید نمی باشد و اصطلاحا" به آنها دستور العمل های پیش پذیرفته اطلاق میگردد :

 

1. شدت جریان ، اختلاف پتانسیل ، قطبیت ، سرعت جوشکاری ، دبی گاز محافظ و نوع آن بصورت مناسب انتخاب شده باشد 2.نوع فلز پرکننده براساس نوع فلز پایه انتخاب شده باشد 3. دمای پیشگرم و بین پاسی مطابق پیشنهاد استاندارد مورد استفاده قرار گیرد 4. شکل طرح اتصال مطابق استاندارد باشد 5. حداکثر قطر الکترود مصرفی در هر حالت جوشکاری و حداکثر بعد و اندازه جوش مطابق استاندارد باشد .

 

هنگامی که شرایط ذکر شده در بالا برقرار نباشد باید برای تایید دستور العملها آزمایشات تعریف شده توسط استاندارد صورت گیرد که در اینجا به تشریح مراحل انجام آزمایش و نوع آنها می پردازیم : 1. آماده سازی ورق و طرح اتصال طبق دستور العمل 2. انجام عملیات جوشکاری مطابف دستور العمل 3. بازرسی چشمی جوش 4. انجام آزمایشات غیر مخرب و مخرب 5. ثبت نتایج آزمایشات

 

شرایط پذیرش نتایج آزمایشها

 

معیارهای پذیرش بازرسی چشمی عبارتند از : - جوش عاری از ترک باشد . – همه چاله جوشها پر شده باشند . – سطح جوش بایستی همتراز با سطح فلز پایه باشد و با شیب ملایم بر روی سطح فلز پایه نشسته باشد . – ریشه جوش بایستی عاری از ترک ، ذوب ناقص و نفوذ نامناسب باشد. – حداکثر تقعر ریشه جوش دو میلیمتر می باشد و حداکثر ذوب به داخل سه میلیمتر است .

 

مقاومت کششی نباید از حداقل مقاومت مقرر فلز پایه کمتر شود . سطح محدب خم شده نمونه آزمایشی باید جهت بررسی تعداد و طول ترکهای موجود در آن مورد بازرسی چشمی قرار گیرد . برای پذیرش تعداد و طول ترکها شرایط زیر بایستی حاصل شود : - طول ترکها در هر امتداد از سطح محدب نباید از سه میلیمتر تجاوز نماید - مجموع طول ترکهای بین یک تا سه میلیمتر از ده میلیمتر تجاوز نکند - ترکهایی که از گوشه نمونه شروع شده اند می تواند تا شش میلیمتر باشد مشروط بر اینکه به علت وجود گل جوشکاری یا سایر ناپیوستگی ها نباشد . اگر ترک گوشه بعلت وجود گل جوشکاری یا سایر ناپیوستگی باشد ، حداکثر سه میلیمتر ملاک عمل خواهد بود .


comment نظرات ()