عیوب جوش و راه چاره آن ها

عیوب جوش

عیوب جوش بر دو نوع است :
1– عيوب خارجی که از خارج به وسیله چشم با به كمك ذره بین و غیره قابل رویت می باشند از قبیل: پهنای غیریکنواخت درز جوش ناهمواری مهره هاي جوش بریدگی کنار جوش كوچك بودن اندازه ها عدم ذوب ریشه، ترك ها، آخال سرباره تخلخل و غیره
2– عیوب داخلي که از خارج قابل رویت نمي باشند عبارتند از : تخلخل ها، آخال سرباره اکسیدها، ذوب نشدن ریشه، ذوب نشدن لبه ها ترك هاي داخلي، سوختگی فلز و غیره

عبوب خارجي جوش

جوش خوب باید ظاهر خوب هم داشته باشد.
اگر پهناي جوش درز یکنواخت نباشد ظاهر ناخوشایندی ایجاد میکند و بعلاوه پخش نامساوي فلز ذوب شده در طول جوش موجب ایجاد ترک در جوش و یا در فلز مجاور جوش خواهد شد.
علت بروز این عیب عبارت است از :

1.  آماده ساري نامتناسب لبه یعنی این که لبه ورق یا لوله در طول با رواياي نامساوی یخ زده شده باشد و دارای ریشه نامساوی باشد.
2. جفت و جوری نادرست دو قطعه قبل از جوشكاري يعني فاصله بین دو قطعه در همه جا یکسان نباشد.
3. حرکت غیر یکنواخت و نامتناسب دست جوشکار در موقع جوشکاری. این عیب به وسیله امتحان خارجی جوش و بررسي پهنا و ارتفاع به وسیله الگوي مخصوص کنترل می گردد.

اگر ضمن کنترل میزان گرده جوش ناکافی تشخیص داده شود بایستی ترمیم گردد.

ترك

ترك پارگي خطي تحت تنش می باشد. ترك اغلب جدايش خيلي باریک در جوش یا فلز مبنا مجاور جوش می.باشد عموما سه دسته عمده ترك تشخیص داده می شود :

• ترك گرم
• ترك سرد
• ترك ريز

هر سه نوع ترك ممکن است در جوش با فلز مینا پدیدار گردد.

انواع دیگر ترك : زيرمهره اي پنجه اي ترك چاله ترك طولي و ترك عرضي. ترك زيرمهره اي که عمدتا به فولاد محدود ميشود ترک فلز مبنا در زیر جوش معمولا همراه با هیدروژن است منشا ترك پنجه در فولاد نیز ممکن است مشابه ترك زيرمهره ای باشد.
در فلزات دیگر منجمله فولاد زنگ نزن ترك پنجه اغلب ترك لبه جوش نامیده شده و به ترك گرم خط آمیزش خط (ذوب یا نزديك به آن نسبت داده میشود، ترك چاله جوش ترك انقباضی بوده که معمولا از قطع ناگهانی قوس ناشي مي شود. ترك درز جوش به دو صورت طولي و عرضي مي باشد ترك ممکن است هم در فلز ذوب شده و هم در فلز مینا ظاهر گردد. ظهور ترک در فلز مینا معمولا در نزديك جوش و در منطقه تاثیر حرارت صورت می گیرد و علت پدید آمدن ترك تنش هایی است که در اثر گرم و سرد شدن غیریکنواخت انقباض نامساوي و تغییر دانه بندي به هنگام جوشکاری تولید می شود. بعضي از فلزات به هنگام جوشکاری تمایل به سخت شدن دارند در این صورت به علت تغییرات ساختمان داخلي فلز ترك هاي ريز يا ترك هاي مولی در مرز مشترك بين فلز مینا و فلز جوش پدیدار می گردد.
هر قدر قابلیت جوش جوشپذیری فلز کمتر باشد احتمال بروز ترك بيشتر است. ترك از عیب های مهم به شمار آمده به هر عمق و اندازه بایستی برطرف شود. ترك هاي سطحي را ميتوان با چشم یا به كمك ذره بین کشف .نمود قسمت هاي معيوب بايستي بريده شده و دوباره جوش داده شوند.

بریدگی کنار جوش

بریدگی کنار جوش یا خوردگی بغل ،جوش به بریدگی یا شیاری گفته می شود که در فلز مینا در کنار جوش ایجاد شده و با جوش پر نشده باشد چون فلز مبنا در محل بريدگي نازك تر ميشود و مقاومت جوش در این محل کمتر شده و ممکن است در اثر
نيروي وارده جوش از همین محل بشکند.

عوامل به وجود آورنده این عیب عبارتند از :

1. جوشکاری با شدت جریان خیلی زیاد
2. حرکت نامتناسب الکترود
3. خیلی بلند بودن طول قوس
4. خیلی تند بودن سرعت جوشکاري
5. تنظیم نبودن ماشین جوشکاری و غیره

در درز جوش نبايستي اثری از این بریدگی ها دیده شود. این عیب با آزمایش خارجی کشف میگردد و در صورت مشاهده باید محل معیوب را پاک کرده و خوردگي ها را با جوش ترمیم نمود.

ناهمواری های سطح خوش

پیدایش این عیب حاکی از کافي نبودن مهارت جوشکار است علل پیدایش این عیب:

1. به کار نبردن دقت لازم
2. به کار بردن الکترودي که قطرش براي آن نوع جوشکاري مناسب نیست.
3. تنظیم نادرست شدت جریان
4. مسلط نبودن جوشکار به حرکت دست و غیره

به علل فوق مهره هاي جوش نامساوی بوده و سطح جوش ناهموار و خشن می شود و در لابلاي مهره هاي جوش سرباره ها و اکسيدهاي فلزي و تخلخل و حفره به چشم می خورد.
اگر در جوش مقدار زیادی از این عیب وجود داشته باشد دارای مقاومت کافی نبوده و بایستی تعمیر شود.

روی هم افتادگی

وقتی الکترود به سرعت زیاد ذوب شود و فلز ذوب شده روي لبه هاي فلز مینا که هنوز به اندازه کافی گرم نشده بریزد این عیب به وجود مي آيد روي هم افتادگی ممکن است جزيي بوده و با رد طول قابل ملاحظه اي ادامه داشته باشد روي هم افتادگي اغلب به علت ذوب نشدن لبه صورت می پذیرد.

اگر این عیب مشاهده شود بايستي آن قسمت بریده شده تا اطمینان حاصل شود که قسمت هاي نفوذ نکرده در زیر آن پنهان نشده باشد.

معایب داخلي خوش

تخلخل در جوش

اگر گازها (هیدروژن، اکسید کربن و غیره) در فلز مذاب نفوذ کنند و در اثر سرد شدن و انجماد سریع ،فلز گازها فرصت خارج شدن نداشته باشند تشکیل تخلخل در جوش می دهند. همچنین ممکن است در اثر ناخالصی ها در اثر حرارت جوشکاری تشکیل بخار آب و گار میدهند که باعث کف کردن فلز مذاب شده و آن را متخلخل می سازد. تخلخل همچنین ممکن است در اثر ریزش قطرات فلز و سرباره در ناحیه مذاب به وجود آید. این قطرات که با قشری از اکسیدها پوشیده شده اند وارد ناحیه مذاب شده ولی همراه با فلز جوش ذوب نمی شوند حفره ها گاهی به قطر ۱.۵ تا ۲.۵ میلیمتر که با چشم هم قابل مشاهده است می رسند.
علاوه بر حفره هاي قابل رویت با چشم، حفره هاي ميکروسکپي نيز وجود دارنـد کـه ممکن است فقط به وسیله ذره بین قوي (با بزرگ نمایی زیاد) آشکار شوند. تخلخل خارجي را بايستي با چشم یا ذره بین کشف کرد تخلخل داخلي را ممکن است با آزمایش فشار یا به وسیله پرتونگاری با اشعه ایکس یا گاما و غیره آشکار کرد. اگر استحکام قطعه جوش داده شده حائز اهمیت باشد قسمت هاي متخلخل بایستی بریده با سنگ زده شده و دوباره جوش داده شود.

ذوب نشدن ریشه و عدم نفوذ

ذوب نشدن ریشه یا نفوذ ناکامل یکی از عيب هاي مهم به شمار مي آيد. اين عيب حاكي از آن است که فلز ذوب شده با فلز مینا در ناحیه ریشه جوش نخورده وجود این عیب مقاومت جوش را شدیدا کاهش داده و اتصال را غيرقابل اعتماد مي سازد و بعلاوه خود تنش هایی تولید میکند که بیش از پیش مقاومت جوش را در مقابل نیروی خارجی می کاهد.
ذوب نشدن و نفوذ نکردن ریشه نشانه آن است که شدت جریان جوشكاري كافي نبوده یا حرکت الکترود سریع بوده است یعنی در هر حال فلز حرارت کافی ندیده تا در محل مورد نظر ذوب شود اگر زاویه بخ لبه ها كوجك باشد گرم کردن فلز مینا در ناحیه ریشه جوش مشکل است و ممکن است باعث بروز این عیب شود. همچنین پاک نبودن لبه کار و نفوذ ناخالصی ها در جوش ممکن است سبب ذوب نشدن و نفوذ نکردن ریشه شود. این عیب را با نگاه کردن پشت جوش در صورت دسترسي ميتوان دید اگر این عیب از اندازه مجاز بیشتر باشد بایستي محل معيوب تعمیر گردد.

ذوب نشدن لبه جوش

این عیب ممکن است در نتیجه جوشکاری با شدت جریان کم یا حرکت سریع الکترود پدید آید، یيعني فلز الكترود ذوب شده و روی فلز مینا که هنوز به مقدار کافی گرم نشده می ریزد و در نتیجه لبه هاي فلز مبنا خوب جوش نمي خورد. در این محل ها نیروی چسبندگی بین فلز جوش و فلز مبنا ناچیز بوده و گرده ذوب شده ممکن است به آسانی از لبه قطعه جدا شود. این عیب را میتوان با پرتونگاری با اشعه ایکس با گاما آشکار نمود. در صورت بروز این عیب محل معیوب سوهان خورده و جوش ترمیم می شود.

نفوذ ناقص

مقدار نفوذ ناقص در هر اتصال در نقشهها معین می.شود به دست آوردن نفوذ لازم بستگی به قابلیت دسترس منبع حرارت و فلز پرکننده به محل جوشکاري دارد. نفوذ ناقص ممکن است از طراحی نادرست درز جوش ناشی شود بسياري از طراحان برای اطمینان از عدم وجود نواحی با نفوذ ناقص در ریشه جوش شیارزني صد درصد پشت جوش و جوشکاری مجدد از پشت جوش را تجویز می نماید.
در ساختمان ،بل اتصال جوشی که مقدار معینی نفوذ داشته باشد از نظر طراحی مورد قبول نیست مگر آن که با انجام آزمایشات غیرمخرب از سلامت جوش اطمینان حاصل شود.

ذوب ناقص

ذوب ناقص عدم آمیزش فلز جوش مایع با کل فلز اتصال .است ذوب ناقص معمولا از ناکافی بودن حرارت در رویه های کل اتصال ناشی می.شود گرچه ذوب ناقص ممکن است از حضور اکسیدهای چسبیده به فلز مبنا نیز ناشی شود.

ترك هاي داخلي

عوامل به وجود آورنده تركها در قسمت تركهاي خارجي گفته شد. ترك هاي طولي داخلي نيز اغلب در ریشه جوش تشکيل مي شوند.

زیاد گرم شدن فلز

اگر گرم شدن فلز از درجه حرارت معيني تجاوز کند اندازه دانه هاي آن تغيير مي نماید. هر قدر اندازه دانه ها بیشتر باشد چسبندگي سطحي بين دانه ها کمتر و شکنندگی فلز بیشتر است. بنابراین اگر فلز جوش بیش از اندازه گرم شود شکنندگی بیشتر و مقاومت به ضربه کمتری خواهد داشت این عیب را میتوان با عملیات حرارتی برطرف نمود.

آخال

آخال ها عبارتند از ناخالصي ها يا مواد خارجي که حین فرآیند جوشکاري داخل حوضچه مذاب مي شوند. آخال موجب تضعیف جوش میگردد چون همان اثرات ترك را دارد. اگر الکترود به درستي نوسان داده نشود نیروی قوس بعضی از ذرات سرباره را به داخل حوضچه مذاب می دمد. به هنگام انجماد فلز مذاب چنانچه این آخال ها به خارج حوضچه مذاب شناور نشوند در فلز محبوس گردیده و جوش را معیوب می سازند.
وجود آخال در جوشکاری سقفي احتمال بيشتري دارد زیرا در جوشکاري سقفي به منظور جلوگیری از ریزش فلز مذاب سعي مي شود حوضچه مذاب خيلي سيال نباشد و سریع تر منجمد گردد.
معهذا، چنانچه الکترود به درستی نوسان داده شود از الکترود مناسبی استفاده شود و شدت جریان جوشکاری به درستی تنظیم گردد میتوان از آخال جلوگیری نمود یا مقدار آن را تقلیل داد.

تورق و باز شدن تورق

لایه به لایگی یا تورق عبارت است از ناپیوستگی هاي تخت عموما طویل شده فلز مینا که نزديك مركز محصولات نورد شده پایدار می گردند. وقتي مك هاي گازي حفره هاي انقباضي شمش در اثر عملیات نورد به صورت تخت در آیند ولي تحت فشار نورد گرم به هم جوش نمي خورند تورق یا لایه به لايگي به وجود مي آيد. لایه به لايگي عموما موازي با سطح محصولات نورد شده بوده و اغلب در پروفيل هاي ساختماني و ورق پیدا می شود.

بازرسي جشمي

بازدید یا بازرسی چشمی یکی از مهمترین و متداول ترین روش بازرسي است. بازرسی چشمی ساده و ارزان است و به وسایل و دستگاه هاي گران قیمیت احتیاج ندارد. تمام عیوب ظاهري اعم از عیوب سطحي ترك هاي سطحي نادرستي شكل انحرافات در اندازه و غیره را میتوان با بازرسی چشمی پیدا کرد.  در بازرسی چشمی می توان از ذره بین با بزرگ نمایی تا حدود ۱۰، وسایل اندازه گيري، الگو یا شایلن مخصوص چراغ سیار با چراغ قوه بورسکوپ (Borescope) یا دستگاه اپتیکی دیگر كمك گرفت استفاده از میکروسکب برای بازرسی چشمی صحیح نیست .

 بازرسی چشمی عبارت است از: کنترل روز به روز وضعیت قطعات مورد رسیدگی از نظر پذیرش آنها طبق مشخصات.

• از شرایط سطحی قطعه و ارزیابی دقیق ظاهر آن خیلی چیزها روشن مي شود. بعضي از شرایط ظاهري مي تواند مبین پذیرش یا عدم پذیرش قطعه شود، مخصوصا وقتی که اطلاعات به دست آمده از بازرسی چشمی با استفاده از روش های دیگر بازرسی، تکمیل گردد.
  بازرس خوب بايستي ويژگي هاي آزمایش های غیر مخرب را بشناسد و چشم تیزبین و عقل سلیم داشته باشد اما رمز موفقیت در بازرسی چشمی داشتن آگاهی از مشخصات فنی و توانایی تصمیم گیری در مورد پذیرش محصول است.
• بازرسی چشمي در هیچ زماني نبايستي كم اهمیت تلقی شود.
• بررسي نقشه های سفارش قبل از ساخت نیز از اشتباهات اجتناب پذیر پرده بر مي دارد.
• پی بردن به اشتباه و رفع نواقص طرح قبل از ساخت نیز از اشتباهات اجتناب پذیر پرده بر مي دارد.
• پی بردن به اشتباه و رفع نواقص طرح قبل از ساخت از دوباره کاری و اتلاف سرمایه جلوگیری می کند.
• بازرسی چشمی صحیح قطعات و بررسي شكل ظاهري آن ها چه با چشم غیر مسلح چه با ذره بین یا اندوسکوب انجام شود در تشخیص عیوب متالوژيکي حائز اهمیت است و می تواند مبناي برنامه ريزي براي بازرسي هاي بعدي باشد.
• بعلاوه بازرسي چشمي اطلاعات مفيدي به دست مي دهد که گاهي اوقات این اطلاعات براي حل مساله کفایت می کند.
• براي بازرسي چشمي نور خیلی اهمیت دارد چون بعضی از عیوب سطحي فقط تحت تابش نور صحیح تابش نور تحت زاویه مناسب آشکار می شوند.