چه چیزی باعث عیوب جوش می شود و چگونه با آنها مقابله کنیم

 

 

به عنوان یک بخش اساسی از تولید مدرن، کیفیت جوش به طور مستقیم بر عملکرد کلی و ایمنی محصولات تأثیر می گذارد. با این حال، به دلیل عوامل مختلف در طول فرآیند جوشکاری، اغلب عیوب جوشکاری مختلفی رخ می دهد. این عیوب نه تنها استحکام، دوام و ظاهر اتصالات جوش را کاهش می دهد، بلکه ممکن است منجر به حوادث ایمنی جدی شود. بنابراین، درک علل عیوب جوشکاری و رفع آنها برای بهبود کیفیت جوش و اطمینان از عملکرد محصول اهمیت زیادی دارد.

 

▲ عیوب جوشکاری

 

 

طبقه بندی عیوب جوشکاری

 

عیوب جوشکاری را می توان بر اساس موقعیت آنها در جوش به دو نوع عیوب خارجی و عیوب داخلی تقسیم کرد. عیوب خارجی که به عنوان عیوب ظاهری نیز شناخته می شوند، در سطح جوش قرار دارند و با چشم غیر مسلح یا با بزرگنمایی کم قابل مشاهده هستند، مانند برش، پاشش جوش، فرورفتگی، تغییر شکل جوش، تخلخل سطح و ترک های سطحی. عیوب داخلی در داخل جوش یافت می شود و تنها از طریق آزمایش های مخرب یا روش های تخصصی تست غیر مخرب مانند عدم همجوشی، نفوذ ناقص، تخلخل داخلی، آخال های سرباره و ترک ها قابل تشخیص است.

 

 

II علل عیوب جوشکاری

 

1. عیوب خارجی

 

(1) کاهش قیمت

زیر برش به فرورفتگی ها یا شیارهایی اطلاق می شود که پس از ذوب شدن فلز پایه توسط قوس یا شعله و پر نشدن توسط فلز جوش، روی لبه های جوش باقی می مانند. دلایل اصلی عبارتند از: جریان بیش از حد جوشکاری، قوس بیش از حد طولانی، زاویه یا حرکت نامناسب الکترود (سیم جوش) و سرعت جوش نادرست.

 

▲ کاهش قیمت

 

(2) پاشش جوش

پاشش جوش به فلز جوش مذابی اطلاق می شود که در طول فرآیند جوشکاری با حرارت ناکافی بر روی فلز پایه یا ریشه جوش جاری می شود و توده های فلزی را تشکیل می دهد که پس از سرد شدن با مواد پایه جوش نمی خورد. دلایل آن عبارتند از کیفیت ضعیف الکترود، جریان جوش بیش از حد، قوس زیاد، سرعت جوش کم و زاویه و حرکت نامناسب الکترود.

 

▲ پاشش جوش

 

(3) فرورفتگی ها و تغییر شکل های جوش

فرورفتگی ها معمولاً به دلیل عدم نگه داشتن الکترود (سیم جوش) برای مدت کوتاهی هنگام خاتمه قوس ایجاد می شوند و در نتیجه دهانه های قوس الکتریکی ایجاد می شوند. تغییر شکل جوش ممکن است به دلیل آماده سازی ناکافی، اتصالات ضعیف یا مهارت های عملیاتی ناکافی باشد.

 

▲ فرورفتگی ها و تغییر شکل های جوش

 

(4) تخلخل سطحی

تخلخل سطح زمانی رخ می دهد که گاز در حین جوشکاری به طور کامل از حوضچه جوش خارج نشود و سوراخ هایی روی سطح فلز جوش ایجاد شود. دلایل اصلی عبارتند از عدم انطباق مواد و قطعات جوشکاری با الزامات فرآیند، جریان جوش کم، سرعت جوشکاری بسیار بالا، قوس بیش از حد طولانی و حفاظت ناکافی از ناحیه جوش.

 

2. عیوب داخلی

 

(1) عدم فیوژن و نفوذ ناقص

عدم همجوشی به مناطقی اطلاق می شود که فلز جوش با فلز پایه یا بین لایه های جوش جوش نمی خورد. نفوذ ناقص به عدم جوش خوردن کامل ریشه اتصال در حین جوشکاری اشاره دارد. این عیوب ناشی از جریان ناکافی جوش، سرعت جوشکاری بسیار سریع، طراحی شیار ضعیف، زاویه الکترود نادرست و تکنیک جوش ناکافی است.

 

▲ عدم فیوژن و نفوذ ناقص

 

(2) اجزاء سرباره

آخال های سرباره به سرباره باقی مانده در جوش پس از جوشکاری اشاره دارد. دلایل آن عبارتند از جریان جوش کم، سرعت جوشکاری بسیار سریع، سطوح ناصاف قطعه کار، حذف ناقص سرباره در جوشکاری چند لایه و کیفیت ضعیف الکترود.

 

▲ اجزاء سرباره

 

(3) ترک

ترک ها یکی از خطرناک ترین عیوب در اتصالات جوش هستند و دلایل آن پیچیده و متنوع است. آنها شامل تکنیک جوشکاری ضعیف، مشخصات جوش نامناسب، تنش های داخلی زیاد در جوش، حساسیت بالای مواد به ترک و کیفیت پایین مواد پرکننده هستند. علاوه بر این، انواع مختلفی از ترک‌ها مانند ترک‌های داغ، ترک‌های سرد و ترک‌های گرمایشی، توسط عوامل مختلفی ایجاد می‌شوند.

 

▲ ترک

 

 

III راهکارهای رفع عیوب جوشکاری

 

1. رفع نقص خارجی

 

(1) کاهش قیمت

زیر برش های جزئی و کم عمق را می توان به صورت مکانیکی صاف کرد تا یک انتقال صاف ایجاد شود. زیر برش شدید و عمیق باید با جوشکاری تعمیر شود. اقدامات پیشگیرانه شامل انتخاب پارامترهای فرآیند جوشکاری مناسب، کنترل طول قوس و تسلط بر تکنیک های لازم حرکت الکترود است.

 

(2) پاشش جوش

پاشش جوش را می توان با سنگ زنی مکانیکی از بین برد و برای بازیابی صافی جوش باید دوباره انجام شود. اقدامات پیشگیرانه شامل انتخاب جریان جوش و زاویه الکترود مناسب و حفظ سرعت جوشکاری ثابت است.

 

(3) فرورفتگی ها و تغییر شکل های جوش

فرورفتگی ها و تغییر شکل های جوش را می توان از طریق سنگ زنی، صاف کردن مکانیکی یا عملیات حرارتی اصلاح کرد. اقدامات پیشگیرانه شامل آماده سازی مناسب قبل از جوشکاری، استفاده از فیکسچرهای واجد شرایط و انجام اقداماتی برای حذف تغییر شکل های باقیمانده است.

 

(4) تخلخل سطحی

تخلخل سطح را می توان با سنگ زنی و جوش مجدد برای پر کردن فضاهای خالی از بین برد. اقدامات پیشگیرانه شامل تمیز کردن مواد و قطعات جوشکاری، انتخاب جریان و سرعت جوش مناسب و بهبود حفاظت ناحیه جوش است.

 

 

2. رفع نقص داخلی

 

(1) عدم فیوژن و نفوذ ناقص

فقدان همجوشی و نقص نفوذ ناقص معمولاً نیاز به جوشکاری تعمیری یا گود زدن و جوش مجدد دارد. برای سازه های باز می توان تعمیر جوش مستقیم را در ناحیه نفوذ ناقص انجام داد. برای جوشکاری های حیاتی که تعمیر مستقیم آنها امکان پذیر نیست، فلز جوش در ناحیه معیوب باید به طور کامل قبل از جوشکاری مجدد حذف شود.

 

(2) اجزاء سرباره

آخالهای سرباره باید با بیرون آوردن ناحیه معیوب قبل از جوشکاری مجدد از بین بروند. اقدامات پیشگیرانه شامل بهبود تمیز کردن سطح، انتخاب جریان و سرعت جوش مناسب و اطمینان از حذف کامل سرباره بین لایه‌های جوش است.

 

(3) ترک

تعمیر ترک پیچیده تر است و نیاز به اقدامات خاصی بر اساس نوع و محل ترک دارد. برای ترک‌های داغ و گرم‌کرده، ناحیه معیوب باید خارج شود و جوش مجدداً با کنترل دما و اقدامات کاهش تنش در حین جوشکاری انجام شود. ترک های سرد ممکن است به گرم کردن، اصلاح فشار یا روش های دیگر برای تعمیر و پیشگیری نیاز داشته باشند.

 

 

IV مطالعات موردی عیوب خاص جوشکاری

 

1. کاهش عیوب

• پدیده:فرورفتگی ها یا شیارهایی که در امتداد انگشتان یا ریشه جوش در حین جوشکاری، پایین تر از سطح ماده پایه ظاهر می شوند.
• علت:جریان بیش از حد جوشکاری، قوس بیش از حد طولانی، زاویه نامناسب الکترود (سیم جوش)، سرعت بیش از حد جوشکاری و غیره.
• تاثیر:استحکام اتصال جوش را ضعیف می کند، تمرکز استرس ایجاد می کند و عمر خستگی را کاهش می دهد.

 

2. عیوب پاشش جوش

• پدیده:توده های فلزی که توسط فلز مذاب که در خارج از جوش جریان دارد و روی مواد پایه ذوب نشده ایجاد می شوند.
• علت:جریان بیش از حد جوشکاری، سرعت جوش بسیار پایین، زاویه نامناسب الکترود (سیم جوش) و غیره.
• تاثیر:بر ظاهر تأثیر می گذارد، نقاط تمرکز تنش را ایجاد می کند و مانع از جریان موثر متوسط ​​در خطوط لوله می شود.

 

3. نقص تخلخل

• پدیده:حفره های گازی در داخل یا روی سطح فلز جوش زمانی که گاز در حین جوشکاری خارج نمی شود، ایجاد می شود.
• علت:رطوبت در مواد جوشکاری، گاز محافظ ناخالص، سرعت جوشکاری بسیار زیاد، قوس زیاد و غیره.
• تاثیر:فشردگی جوش را کاهش می دهد، سطح مقطع کاری موثر جوش را کاهش می دهد و خواص مکانیکی جوش را تحت تاثیر قرار می دهد.

 

4. عیوب ورود سرباره

• پدیده:اجزاء غیر فلزی در فلز جوش.
• علت:جریان جوش کم، سرعت جوشکاری بسیار سریع، شیار ناپاک، حذف ناقص سرباره بین لایه ها در جوشکاری چند لایه و غیره.
• تاثیر:بر خواص مکانیکی و فشردگی جوش تأثیر می گذارد و به طور بالقوه منجر به ترک خوردگی جوش می شود.

 

5. عدم فیوژن و نقص نفوذ ناقص

• پدیده:عدم همجوشی به همجوشی ناقص بین فلز جوش و مواد پایه یا بین لایه های جوش اشاره دارد. نفوذ ناقص به جوش خوردن ناقص در ریشه اتصال در هنگام جوشکاری اشاره دارد.
• علت:جریان جوش کم، سرعت جوش خیلی سریع، طراحی شیار ضعیف، زاویه نامناسب الکترود (سیم جوش) و غیره.
• تاثیر: Sخواص مکانیکی جوش را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد و آن را به یکی از خطرناک ترین عیوب جوش تبدیل می کند.

 

6. نقص ترک

• پدیده:رابط های جدیدی که با تخریب نیروهای پیوند اتمی در نواحی موضعی اتصال جوش ایجاد می شوند.
• علت:تنش پسماند ناشی از جوشکاری، کیفیت پایین مواد مواد پایه یا مواد پرکننده، انتخاب نامناسب پارامترهای فرآیند جوشکاری و غیره.
• تاثیر:نوک‌های ترک تیز غلظت‌های تنش قابل‌توجهی ایجاد می‌کنند، به شدت بر سازه‌های تحت تأثیر بارهای متناوب و ضربه‌ای تأثیر می‌گذارند و احتمالاً منجر به شکست سازه می‌شوند.

 

 

V نتیجه گیری

 

علل عیوب جوشکاری متنوع است و راه حل ها باید متناسب با شرایط خاص باشد. در طول فرآیندهای جوشکاری واقعی، رعایت دقیق مشخصات روش جوشکاری، کنترل کیفیت بهبود یافته، و تشخیص و اصلاح به موقع عیوب جوشکاری برای اطمینان از کیفیت اتصال جوش و عملکرد کلی محصول ضروری است. علاوه بر این، با توسعه و پیشرفت مداوم فناوری جوشکاری، روش‌ها و مواد جوشکاری جدید در حال ظهور هستند که پشتیبانی قوی برای بهبود بیشتر کیفیت و کارایی جوش فراهم می‌کنند.