شیوه اجرای برنامه های تاسیساتی

شایع ترین نقص ها در جوش و جوشکاری : علل و راه حل ها

شایع ترین نقص ها در جوش و جوشکاری : علل و راه حل ها

نقص های جوش و جوشکاری را می توان به عنوان یک نقص غیرقابل قبول در طول فرآیند جوشکاری تعریف کرد.

به طور کلی هرگونه انحراف غیرقابل قبول و ناپیوستگی فراتر از حد مجاز با توجه به تعیین الزامات فنی و طراحی در فرآیند جوشکاری ، عیب جوش نامیده می شود.

مهم است که نقص جوشکاری به درستی شناسایی شود تا بتوان علت آن را مشخص  و اقدامات لازم برای جلوگیری از بروز بیشتر را انجام داد.

در این پست نقص های جوشکاری ، علل آنها و روش های تشخیص را به اختصار مورد بررسی قرار می دهیم.

در ادامه با ما همراه باشید .

 

عوامل تاثیر گذار در نقص جوش چیست

شایع ترین نقص ها در جوش و جوشکاری : علل و راه حل ها

نقص های جوشکاری را می توان بی نظمی سطح جوش ، ناپیوستگی ، نقص یا ناهماهنگی در قطعات جوش داده شده تعریف کرد.

نقص در اتصالات جوش می تواند منجر به رد قطعات و مجموعه ها ، تعمیرات پرهزینه ، کاهش قابل توجه عملکرد در شرایط کار و در موارد شدید ، خرابی های فاجعه بار با از دست دادن اموال و جان شود.

این اشکالات از منابع مختلفی سرچشمه می گیرد.

در بیشتر موارد ، نقص ها در نتیجه طراحی نامناسب جوش و فرایندهای جوشکاری نامناسب و انتخاب مواد ناسازگار رخ می دهد.

علاوه بر این ، عدم آگاهی از فرآیند ، عملکرد ضعیف و آموزش ناکافی جوشکار نیز می تواند در بروز این نقایص موثر باشد.

همچنین ، به دلیل ضعف ذاتی در فناوری جوشکاری و ویژگی های فلزات ، همیشه نقص های خاصی در جوشکاری وجود دارد .

 

فروش ویژه انواع الکترود جوشکاری

چگونه می توان از عیوب جوشکاری جلوگیری کرد؟

ارزیابی کیفیت جوشکاری می تواند عیوب جوشکاری را در سطوح قابل قبول کنترل کند.

از روشهای غیرمخرب یا آزمایش غیرمخرب (NDT) می توان برای تعیین غیر مستقیم کیفیت جوش بدون از بین بردن مواد یا جزء استفاده کرد.

ارزیابی کیفیت جوش بسیار مهم است ، زیرا اتصالات جوش داده شده اغلب محل های ایجاد ترک به دلیل نقص های هندسی متالورژی ذاتی و همچنین ناهمگونی در خواص مکانیکی و وجود تنش های باقیمانده است.

روش های مختلف NDT توسعه داده شده است که هر کدام دارای مزایا و محدودیت هایی از نظر کاربردها ، نقص های قابل تشخیص ، مهارت های مورد نیاز و هزینه ها هستند.

با ترکیبی از آزمون های مختلف NDT می توان برای اطمینان از مناسب بودن قطعه برایمورد استفاده اطمینان حاصل کرد.

 

چگونه فرایند جوشکاری قابل قبولی داشته باشیم

در عمل بدست آوردن جوش کامل ، عملاً غیرممکن است و در بیشتر شرایط  ارائه عملکردهای سرویس مورد نیاز لازم نیست.

بنابراین برای بسیاری از صنایع ، مشخصات و تحمل جوش ها مشخص شده است که چه چیزی برای سرویس قابل قبول و مناسب است.

این موارد به عنوان کدها یا استانداردها مشخص شده اند و انواع مختلفی از اشکال ، اندازه ها و فرکانس ها را مجاز می دانند.

از آنجا که برخی از کدها سختگیرانه تر از سایرین هستند ، ممکن است جوش یکسان تحت یک کد قابل قبول باشد اما تحت یک کد دیگر قابل قبول نیست.

 

 

عوامل تاثیر گذار در نقص جوش

پارامترهای مختلف می توانند باعث انحراف از فرایند جوشکاری ایده آل شوند که توسط کدها و استانداردها تعریف شده است.

جوشکاری اشتباه ، رفتار انسان ، الکترود اشتباه ، شرایط بد فرآیند ، آماده سازی نامناسب ، جوشکار ماهر ، پارامترهای نادرست جوشکاری و غیره می تواند دلایل متعددی باشد.

نقص در جوشکاری می تواند در هر مرحله از فرآیند جوشکاری رخ دهد و می توان آنها را به راحتی در اشکال هندسی تشخیص داد.

چنین عیوب جوش می تواند هم روی داخل و هم خارج ساختار فلزی را تحت تاثیر قرار دهد.

کدها و استانداردهای مختلفی مانند BS EN ISO 6520-1 ، BS EN ISO 5817 ، BS EN ISO 10042 محدودیت های قابل قبول برای بی نظمی های جوشکاری را ارائه می دهد.

 

انواع نقص جوش

بسته به محل نقص جوش ، آنها به دو گروه طبقه بندی می شوند:

  • اشکالات جوش خارجی
  • عیوب جوش داخلی

اشکالات جوشکاری خارجی در خود سطح یافت می شود و گاهی اوقات با چشم غیر مسلح قابل تشخیص است.

نقص های جوش داخلی در عمق وجود دارد و از چشم غیر مسلح پنهان است.

 

اشکالات جوش ترک (Cracks)

شایع ترین نقص ها در جوش و جوشکاری : علل و راه حل ها

ترک های جوشکاری  اثری است که تحت تاثیر نحوه خنک شدن یا تنش با برش های موضعی ایجاد می شود.

ترک های جوشکاری به دلیل هندسه آنها ، غلظت تنش بسیار زیادی را در نوک ترک ایجاد  و آنها را مستعد شکستگی می کند.

این موضوع آن ها را از سایر اشکالات جوشکاری بسیار مهمتر کرده است.

ترک های جوشکاری معمولاً در فلز جوش ، فلز اصلی یا قطعه تحت تأثیر حرارت یافت می شوند.

شکاف های جوشکاری می توانند انواع مختلفی داشته باشند:

  •      طولی
  •      عرضی
  •      تابشی
  •      دهانه (فقط در فلز جوش یافت می شود)
  •      انشعابی

ترک های جوشکاری می توانند دارای اشکال و اندازه های مختلفی باشند و ممکن است در سطح ، عمق و یا حتی در پایه ظاهر شوند.

 

دلیل اصلی ترک خوردگی ، استرس موضعی بیش از UTS آن ماده است.

 

بسته به ماهیت آنها ، ترک های جوشکاری را می توان در دسته های زیر تقسیم بندی کرد:

  •      ترک های داغ
  •      ترک های سرد
  •      ترک های لایه ای

 

ترک های داغ

ترک های داغ به طور معمول در مرحله انجماد رخ می دهد.

یعنی بلافاصله پس از جوشکاری بسته به محل و نحوه وقوع ، ترک های داغ می توانند بر دو نوع باشند:

  • ترک های جامد شدن : در طول فرآیند انجماد در فلز جوش ایجاد می شود.
  • ترک های مایع : در HAZ و در نتیجه حرارت بالا در مواد ایجاد می شود که باعث شل شدن اجزای در مرز می شود.

 

شایع ترین نقص ها در جوش و جوشکاری : علل و راه حل ها

ترک خوردگی جامدسازی

 

معمولاً این ترک ها زمانی رخ می دهد که:

  1. فلز جوش دارای کربن یا ناخالصی بالایی است
  2. مهره جوش جامد نسبت عمق به عرض (عمیق و باریک) بیشتری دارد
  3. اختلال جریان حرارتی رخ می دهد
  4. شکافها می توانند گسترده و باز و احتمالاً باریک باشند
  5. ترک خوردگی در ترکیباتی که دارای محدوده دمای انجماد وسیع هستند رخ می دهد
  6. در مورد فولادها ، ترکهای انجماد به دلیل وجود کربن زیاد و عناصر ناخالص مانند گوگرد و فسفر رخ می دهد
  7. در طول انجماد ، این عناصر به گونه ای جدا می شوند که پس از جامد شدن قسمت عمده جوش ، حالت های مایع بین دانه ای باقی می مانند
  8. انقباض حرارتی مهره جوش سردکننده می تواند باعث پارگی و ایجاد ترک شود

 

ترک های سرد

ترک های سرد پس از انجماد فلز جوش در ناحیه دانه درشت شده HAZ ایجاد می شود.

آنها همچنین به عنوان ترک خوردگی تاخیری شناخته می شوند ، زیرا معمولاً پس از چند روز جوشکاری ایجاد می شوند.

موازی با مرز همجوشی قرار دارد و مسیر آن معمولاً ترکیبی از ترک خوردگی بین دانه ای است.

جهت اصلی تنش کششی باقی مانده می تواند منجر به ترک خوردگی شود که باعث می شود مسیر ترک به تدریج از مرز همجوشی به سمت منطقه ای با حساسیت کمتر به ترک خوردگی هیدروژن رشد کند.

هنگامی که این اتفاق می افتد ، نرخ رشد ترک کاهش می یابد و در نهایت متوقف می شود.

 

شایع ترین نقص ها در جوش و جوشکاری : علل و راه حل ها

نقص جوشکاری-ترک سرد

 

دلایل اصلی ترک های سرد عبارتند از:

  • عدم پیش گرمایش
  • دمای پایین
  • تنش های زیاد
  • ساختار مواد حساس
  • مقدار بالای هیدروژن
  • و غیره

 

ترک لایه ای

ترک لایه ای معمولاً در صفحات فولادی نورد شده رخ می دهد.

شایع ترین نقص ها در جوش و جوشکاری : علل و راه حل ها

 نقص جوش-ترک لایه ای

 

ترک خوردگی لایه ای زمانی رخ می دهد که:

کرنش انقباض حرارتی می تواند در جهت ضخامت ورق فولادی ایجاد شود

احتمال ورود اجسام غیر فلزی به عنوان پلاکتهای بسیار نازک با صفحات اصلی آنها موازی با سطح صفحه زیاد است

 

 

عیوب جوش تحت برش (Undercut)

شایع ترین نقص ها در جوش و جوشکاری : علل و راه حل ها

برش ها عیوب جوشکاری هستند که خود را به صورت شیارهای باریک نامنظم روی فلز اصلی نشان می دهند.

آنها با عمق و طول مشخص می شوند.

قسمت زیرین به موازات فلز جوش کار می کند و به دلیل ضعیف شدن  در هنگام کار ، خستگی به عنوان افزایش دهنده تنش عمل می کند.

نقص های جوشکاری Undercut در سه سطح طبقه بندی می شود :

  • undercut مداوم
  • undercut متوسط
  • inter-run undercut

 

علل بروز برش ها

دلایل احتمالی بروز این نقص جوشکاری  عبارت  است از:

  1. ذوب شدن لبه بالایی به دلیل سرعت جوش سریع یا ولتاژ بالا
  2. ولتاژ قوس بالا
  3. الکترود بسیار بزرگ ؛ نادرست بودن زاویه الکترود
  4. استفاده از فلز پرکننده اشتباه
  5. انتخاب نادرست گاز محافظ
  6. بافت بیش از حد

 

شایع ترین نقص ها در جوش و جوشکاری : علل و راه حل ها

نقص جوشکاری-برش خورده

 

راهکارهای پیشگیری از جوشکاری ضعیف

مراحل زیر را باید انجام داد تا از بروز عیوب جوشکاری جلوگیری کرد.

  1. سرعت را کاهش دهید
  2. ورودی برق را کاهش دهید
  3. از اندازه الکترود مناسب با موقعیت
  4. مناسب استفاده کنید (بین ۳۰ تا ۴۵ درجه زاویه)
  5. طول قوس را کاهش داده و ولتاژ را کاهش دهید
  6. در موقعیتهای مسطح جوش کاری انجام دهید
  7. از جریان مناسب با توجه به مناطق و لبه های نازک استفاده کنید
  8. بر اساس نوع و ضخامت مواد از مخلوط گاز صحیح استفاده کنید

 

 

نقص در جوشکاری تخلخل (Porosity)

شایع ترین نقص ها در جوش و جوشکاری : علل و راه حل ها

نقص جوشکاری تخلخل در اثر گیر افتادن گاز یا حباب هوا در فلز جوش ایجاد می شود.

این گازهای حبس شده در طول زمان فرو می ریزند و قسمت جوش را ضعیف می کنند.

آنها می توانند محلی یا یکنواخت توزیع شوند.

 

تخلخل  انواع مختلفی دارد مانند:

  • تخلخل گاز
  • سوراخ های کرم مانند
  • تخلخل سطحی

 

تخلخل گاز

تخلخل گاز یک حفره کوچک به شکل کروی است که در فلز جوش و به دلیل گازهای به دام افتاده ایجاد می شود.

آنها دارای اشکال مختلف مانند Isolated هستند.

 

حفره های های کرم مانند

گاهی اوقات ، در زمان جامد شدن گاز به دام افتاده ، حفره های لوله ای یا کشیده ای ایجاد می شود.

آنها می توانند به صورت جداگانه یا گروهی روی سطح جوش ظاهر شوند.

به دام افتادن پیشرونده گاز بین بلورهای فلزی جامد باعث ایجاد حفره های کرم مانند می شود.

 

تخلخل سطحی

تخلخل هایی که سطح را می شکنند به تخلخل های سطحی معروف هستند.

آنها شبیه تخلخل های یکنواخت هستند.

 

شایع ترین نقص ها در جوش و جوشکاری : علل و راه حل ها

 نقص جوش-تخلخل

 

چه عواملی باعث ایجاد تخلخل می شوند :

دلایل عمده نقص جوش تخلخل عبارتند از:

  1. الکترود به خوبی پوشش داده نشده است / الکترود خورده شده
  2. وجود روغن ، گریس ، هیدروکربن ، آب یا زنگ در سطح جوش
  3. استفاده از گاز محافظ نادرست  یا گیر افتادن هوا
  4. جریان گاز بسیار زیاد/ ولتاژ قوس بسیار زیاد

 

چگونه می توان از بروز تخلخل جلوگیری کرد

برای کاهش تشکیل نقص جوش تخلخل ، اقدامات زیر را می توان انجام داد:

  1. سطح و مواد جوش را تمیز کنید
  2. اطمینان حاصل کنید که سطح آماده شده عاری از روغن ، زنگ زدگی یا سایر آلودگی ها باشد
  3. استفاده از الکترودهای خشک و با کیفیت خوب
  4. فرایند جوشکاری را بهینه کنید تا گازها خارج شوند
  5. جریان سنج گاز با تنظیمات جریان صحیح پیکربندی می شود

 

 

نقص جوش همپوشانی (Over-roll/Overlap)

شایع ترین نقص ها در جوش و جوشکاری : علل و راه حل ها

هنگامی که مواد پرکننده در نقطه جوش ، فلز پایه را بدون اتصال می پوشاند  نقص بیش از حد یا همپوشانی رخ می دهد.

 

شایع ترین نقص ها در جوش و جوشکاری : علل و راه حل ها

نقص جوش-همپوشانی

 

جلوگیری از همپوشانی

  1. اگر می خواهید از این شرایط جلوگیری کنید حتما باید موارد زیر رعایت شود :
  2. اجازه ندهید سرعت حرکت شما بسیار کند شود
  3. زاویه مشعل درست را حفظ کنید
  4. از الکترودهای بزرگ استفاده نکنید
  5. آمپر را درست تنظیم کنید ، از تنظیم زیاد اجتناب کنید

 

علل همپوشانی

  1. رسوب جوش بزرگ در یک حرکت
  2. دستکاری ضعیف الکترود ؛ پوشش الکترود اشتباه است
  3. استفاده از الکترود در زاویه اشتباه
  4. جریان زیاد/ورودی گرما
  5. موقعیت یابی غلط جوش
  6. قوس طولانی تر

 

 

نقص جوشکاری اجزای جامد

ذرات جامد مختلف ممکن است در طول فرایند جوشکاری باعث ایجاد مشکل  شوند.

شایع ترین نقص ها در جوش و جوشکاری : علل و راه حل ها

 نقص های جوشکاری-شامل سرباره

 

این عیوب جوشکاری به عنوان اجزای جامد شناخته می شوند.

آنها می توانند بر اساس عوامل زیر شکل بگیرند:

  • وجود سرباره
  • وجود اکسید
  • وجود شار
  • وجود فلز تنگستن ، مس و فلز دیگر

 

نقص جوشکاری عدم همجوشی (Cold lapping)

این نقص جوشکاری به دلیل عدم همجوشی بین فلز جوش با فلز اصلی بوجود می آید.

ممکن است بدیهی به نظر برسد ، اما مواد پرکننده باید به خوبی در هر دو طرف به فلز پایه و در طی چند بار عبور به جوش متصل شوند.

در صورت وجود حفره  ، شکاف  یا چسبندگی ضعیف ، مفصل از نظر ساختاری دچار اختلال می شود.

عدم همجوشی همچنین با عنوان Cold lapping یا cold shuts نیز شناخته می شود.

عدم همجوشی یک نقص داخلی جوشکاری است ، اما می تواند در سطح خارجی نیز رخ دهد.

 

عدم همجوشی را می توان به سه گروه طبقه بندی کرد:

  • عدم همجوشی دیواره جانبی
  • عدم همجوشی بین اجرا
  • عدم همجوشی پایه

شایع ترین نقص ها در جوش و جوشکاری : علل و راه حل ها

نقص های جوشکاری-عدم همجوشی

 

دلایل نقص جوشکاری ناقص یا عدم همجوشی 

پارامترهای زیر می توانند در جوشکاری ناقص تاثیرگذار باشند:

  1. ورودی حرارت کم/جریان قوس کم
  2. قطر الکترود با توجه به ضخامت مواد نامناسب باشد
  3. سرعت بالا حرکت
  4. حوض جوش بزرگ
  5. قرار دادن نادرست پایه ها
  6. اکسید یا مقیاس در آماده سازی جوش
  7. عدم هم ترازی

 

نقص جوشکاری عدم نفوذ

هنگامی که فلز جوش به طور کامل به مفصل نفوذ نمی کند ، نقص جوش ایجاد می شود که به عنوان عدم نفوذ یا نفوذ ناقص شناخته می شود.

از آنجا که عمق جوش کافی نیست ، این منطقه بسیار تحت فشار قرار می گیرد و می تواند به راحتی خراب شود.

شایع ترین نقص ها در جوش و جوشکاری : علل و راه حل ها

 نقص های جوشکاری-عدم نفوذ

 

راهکار های جلوگیری از نقص جوشکاری نفوذ ناقص

  1. کاهش اندازه الکترود
  2. آماده سازی مناسب مفصل یعنی ایجاد فاصله مناسب ریشه
  3. ورودی گرمای مناسب
  4. سرعت حرکت صحیح
  5. روش بالا بردن عمودی

 

نقص جوش پاشیدن (Spatter) 

شایع ترین نقص ها در جوش و جوشکاری : علل و راه حل ها

این عیب جوش ، قطرات فلزی جوش کوچکی است که در حین فرایند جوشکاری خارج شده و به سطح فلز پایه چسبیده است.

در حالی که معمولاً تهدیدی برای یکپارچگی سازه نیست ، پاشش را می توان یک نقص در نظر گرفت.

زیبایی جوش گاهی به اندازه استحکام جوش اهمیت دارد.

اما هیچ چیز باعث نمی شود قطعات جوش خورده شل برسند .

 

پاشش اغلب در جوشکارهای MIG اتفاق می افتد اما در سایر فرایندهای جوشکاری نیز ممکن است رخ دهد.

 

دلایل ایجاد پاشش

  1. جریان جوش زیاد می تواند باعث این نقص شود
  2. الکترودهای مرطوب
  3. هرچه قوس طولانی تر باشد احتمال بیشتری برای دریافت این نقص وجود دارد
  4. ضربه قوس مغناطیسی
  5. قطبیت نادرست
  6. محافظ های گاز نامناسب نیز ممکن است باعث این نقص شوند

شایع ترین نقص ها در جوش و جوشکاری : علل و راه حل ها

 نقص جوش-پاشش

 

راهکارهای برطرف کردن اسپاتر

  1. طول قوس و جریان جوشکاری را کاهش دهید
  2. از الکترودهای خشک استفاده کنید
  3. استفاده از قطبیت مناسب با توجه به شرایط جوشکاری
  4. استفاده از برق AC
  5. افزایش زاویه صفحه و استفاده از محافظ مناسب گاز

با این حال ، Spatter روی یکپارچگی جوش تأثیر نمی گذارد و می تواند به راحتی توسط برس حذف شود.

 

نقص جوش اعوجاج

گرمای بیش از حد در طول جوشکاری باعث ایجاد اعوجاج می شود.

این نقص جوشکاری معمولاً در صفحات نازک تر جوشکاری یافت می شود که سطح آنها برای دفع گرما کافی نیست.

به دلیل گرمای بیش از حد ، شکل تغییر می کند و از این رو به نام اعوجاج اسم گذاری می شود.

 

علل نقص جوش اعوجاج

دلایل شایع اعوجاج عبارتند از:

  1. شیب درجه حرارت متغیر
  2. صفحه جوش نازک
  3. کند شدن سرعت حرکت قوس
  4. تعداد زیاد پاس جوش

 

نقص جوش قوس ضربه (Arc Strike)

Arc Strike معمولاً به دلیل عملکرد نادرست ایجاد می شود.

هنگامی که یک جوشکار به طور تصادفی به الکترود یا نگهدارنده الکترود در حین کار برخورد می کند ، قوس های ناخواسته در مجاورت جوش ایجاد می شود.

این نقاط به عنوان “ضربات قوس” شناخته می شوند که می توانند باعث خرابی در هنگام خم شدن یا بارگذاری چرخه ای شوند.

 

 

نقص جوشکاری سوختن (Burn Through)

شایع ترین نقص ها در جوش و جوشکاری : علل و راه حل ها

اگر حرارت زیادی در طول جوشکاری اعمال شود ، سوراخ هایی در فلز اصلی ایجاد می کند.

به این نقص سوختگی گفته  ، اما گاهی به آن ذوب شدن نیز شناخته می شود.

ایجاد سوراخ ، هدف جوش و مفصل را از بین می برد.

 

علل نقص جوشکاری سوختن

  • شکاف بیش از حد پایه
  • جریان بیش از حد جوش

 

روش های مقابله با نقص جوشکاری سوختن

حفظ فاصله مناسب پایه

کنترل جریان جوش

با برداشتن سوراخ و جوشکاری مجدد و سپس PWHT قابل ترمیم است

 

 نقص جوش محدب و مقعر

این نوع نقص های جوشکاری معمولاً شکل محدب یا مقعر دارد.

دلیل اصلی که باعث نقص جوش محدب و مقعر می شود جوشکاری با استفاده از سرعت نادرست و جریان الکترود است.

با استفاده از جریان بهینه جوشکاری و اندازه مناسب الکترود می توان از بروز این نوع عیوب جلوگیری کرد.

 

نقص جوش نفوذ بیش از حد

نوعی نقص در جوشکاری است که به دلیل نفوذ زیاد در اتصالات ایجاد می شود.

در سطح جوش شکاف هایی ایجاد می کند که در آن غلظت بالای تنش رخ می دهد.

نقص های جوشکاری باعث ایجاد سوراخ می شود.

هنگامی که گاز تولید شده در طول جوشکاری نمی تواند قبل از جامد شدن فلز مذاب خارج شود ، این نوع نقص جوش ایجاد می شود.

آنها با حفره های کروی در داخل سطح مشخص وبه عنوان یک نقص سطحی شناخته می شوند.

 

نقص جوش حفره انقباض

این نقص  حفره ای است که در اثر انقباض فلز جوش در حین انجماد ایجاد می شود.

 

 

معیارهای پذیرش جوش برای جوشهای تکمیل شده

شایع ترین نقص ها در جوش و جوشکاری : علل و راه حل ها

برای درک معیارهای پذیرش جوش های تکمیل شده ، باید به کد و استانداردهای جوشکاری حاکم مراجعه کرد.

به عنوان مثال ، جدول ۳۴۱.۳.۲ ASME B31.3 معیارهای پذیرش جوش برای فرآیند لوله کشی را ارائه می دهد.

 

 

برای مشاهده مطالب و محصولات بیشتر ما را در اینستاگرام دنبال کنید .

 

 

 

 

 

 

 

لوله فولادی سیاه چیست؟

مقاله قبلی

یک مبدل فشار چگونه کار می کند؟

مقاله بعدی

شما همچنین ممکن است دوست داشته باشید

نظرات

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *