اتصالات فولادی قلب تپنده سازه‌های مدرن نیازمند جوشکاری بی‌نقص‌اند.
اما چگونه عیوب جوش را شناسایی و رفع کنیم؟ این مقاله راهنمای جامع شماست.
مهندسی سازه اتصالات فولادی نقش حیاتی را ایفا می‌کنند.
استحکام دوام و ایمنی سازه‌های فولادی به کیفیت این اتصالات وابسته است.
جوشکاری به عنوان یکی از رایج‌ترین و مؤثرترین روش‌های اتصال قطعات فولادی فرآیندی پیچیده و حساس است که در صورت عدم رعایت اصول و استانداردهای لازم می‌تواند منجر به بروز عیوب مختلفی در جوش شود.
این عیوب نه تنها استحکام و یکپارچگی اتصال را تضعیف می‌کنند بلکه می‌توانند زمینه‌ساز بروز حوادث ناگوار و خسارات جبران‌ناپذیر شوند.
به همین دلیل شناسایی ارزیابی و رفع عیوب جوش در اتصالات فولادی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.
در این میان درک عمیق از انواع عیوب جوش علل ایجاد آنها و روش‌های پیشگیری و رفع آنها برای مهندسان تکنسین‌ها و جوشکاران فعال در این حوزه امری ضروری است.
این دانش به آنها کمک می‌کند تا جوشکاری را با کیفیت بالا و با کمترین میزان عیوب انجام دهند و در صورت بروز عیوب به سرعت و با استفاده از روش‌های مناسب آنها را برطرف کنند.
هدف از نگارش این مقاله ارائه یک راهنمای جامع و کاربردی در زمینه عیوب جوش در اتصالات فولادی و راه‌های رفع آن است.
در این مقاله سعی شده است تا با زبانی ساده و قابل فهم انواع عیوب جوش علل ایجاد آنها روش‌های شناسایی و ارزیابی و راهکارهای پیشگیری و رفع آنها به تفصیل مورد بررسی قرار گیرد.
امید است که این مقاله بتواند گامی مؤثر در جهت ارتقای کیفیت جوشکاری و افزایش ایمنی سازه‌های فولادی بردارد.
عیوب جوش در اتصالات فولادی می‌توانند به شکل‌های مختلفی ظاهر شوند و هر کدام از آنها به دلیلی خاص ایجاد می‌شوند.
شناخت این عیوب و دلایل ایجاد آنها اولین قدم برای پیشگیری و رفع آنها است.
یکی از رایج‌ترین عیوب جوش تخلخل است.
تخلخل به وجود آمدن حفرات ریز و درشتی در داخل جوش یا روی سطح آن اطلاق می‌شود.
این حفرات ناشی از به دام افتادن گازها در داخل فلز جوش در حین انجماد هستند.
عوامل مختلفی می‌توانند باعث ایجاد تخلخل شوند از جمله آلودگی فلز پایه استفاده از الکترودهای نامناسب جریان جوشکاری نامناسب و سرعت جوشکاری زیاد.
عیب دیگر ترک خوردگی است.
ترک‌ها شکاف‌های ریز و درشتی هستند که در داخل جوش روی سطح آن یا در منطقه متاثر از حرارت (HAZ) ایجاد می‌شوند.
ترک‌ها یکی از خطرناک‌ترین عیوب جوش هستند زیرا می‌توانند به سرعت گسترش یافته و باعث شکست ناگهانی اتصال شوند.
عوامل مختلفی می‌توانند باعث ایجاد ترک خوردگی شوند از جمله تنش‌های پسماند بالا استفاده از فلز جوش نامناسب سرعت سرد شدن زیاد و وجود ناخالصی‌ها در فلز پایه.
ناخالصی‌های سرباره نیز از دیگر عیوب رایج هستند.
سرباره ماده‌ای غیرفلزی است که در حین جوشکاری تولید می‌شود و باید پس از اتمام جوشکاری از روی سطح جوش پاک شود.
اگر سرباره به طور کامل از روی سطح جوش پاک نشود می‌تواند در داخل جوش به دام افتاده و باعث ایجاد ناخالصی‌های سرباره شود.
این ناخالصی‌ها می‌توانند استحکام و چقرمگی جوش را کاهش دهند.
نفوذ ناقص نیز یکی دیگر از عیوب مهم است.
نفوذ ناقص به عدم اتصال کامل فلز جوش به فلز پایه در ریشه جوش اطلاق می‌شود.
این عیب می‌تواند استحکام و یکپارچگی اتصال را به شدت تضعیف کند.
عوامل مختلفی می‌توانند باعث ایجاد نفوذ ناقص شوند از جمله زاویه نامناسب الکترود جریان جوشکاری کم سرعت جوشکاری زیاد و فاصله زیاد بین قطعات.
بریدگی کناره جوش نیز از دیگر عیوبی است که باید به آن توجه کرد.
بریدگی کناره جوش به فرورفتگی یا شیاری گفته می‌شود که در کناره جوش در محل اتصال فلز جوش به فلز پایه ایجاد می‌شود.
این عیب می‌تواند استحکام و مقاومت به خستگی اتصال را کاهش دهد.
عوامل مختلفی می‌توانند باعث ایجاد بریدگی کناره جوش شوند از جمله جریان جوشکاری زیاد سرعت جوشکاری کم و تکنیک جوشکاری نامناسب.
همچنین ذوب ناقص نیز می‌تواند مشکل‌ساز باشد.
ذوب ناقص به عدم ذوب کامل فلز پایه در محل اتصال به فلز جوش اطلاق می‌شود.
این عیب می‌تواند استحکام و یکپارچگی اتصال را تضعیف کند.
عوامل مختلفی می‌توانند باعث ایجاد ذوب ناقص شوند از جمله جریان جوشکاری کم سرعت جوشکاری زیاد و پیش گرمایش ناکافی.
علاوه بر اینها پاشیدگی جوش نیز می‌تواند از نظر ظاهری مشکل‌ساز باشد.
پاشیدگی جوش به ذرات ریز و درشت فلز مذاب گفته می‌شود که در حین جوشکاری به اطراف پراکنده می‌شوند و روی سطح فلز پایه می‌چسبند.
پاشیدگی جوش علاوه بر اینکه ظاهر نامناسبی به جوش می‌دهد می‌تواند باعث ایجاد خوردگی و آسیب به سطح فلز پایه نیز شود.
برای شناسایی این عیوب روش‌های مختلفی وجود دارد.
روش‌های بازرسی چشمی یکی از ساده‌ترین و ارزان‌ترین روش‌های شناسایی عیوب جوش است.
در این روش بازرس با استفاده از چشم غیرمسلح یا با استفاده از ذره‌بین سطح جوش را بررسی می‌کند و عیوب ظاهری مانند تخلخل ترک خوردگی سطحی ناخالصی‌های سرباره و پاشیدگی جوش را شناسایی می‌کند.
تست مایعات نافذ نیز یک روش پرکاربرد است.
در این روش یک مایع نافذ رنگی یا فلورسنت روی سطح جوش پاشیده می‌شود و پس از گذشت مدت زمان مشخص مایع اضافی از روی سطح جوش پاک می‌شود.
سپس یک ماده جاذب روی سطح جوش پاشیده می‌شود.
ماده جاذب مایع نافذی را که در داخل عیوب سطحی نفوذ کرده است بیرون می‌کشد و باعث آشکار شدن عیوب می‌شود.
تست ذرات مغناطیسی نیز روشی مؤثر است.
این روش برای شناسایی عیوب سطحی و زیر سطحی در مواد فرومغناطیسی مانند فولاد کاربرد دارد.
در این روش قطعه مورد بازرسی مغناطیسی می‌شود و سپس ذرات مغناطیسی ریز روی سطح آن پاشیده می‌شود.
ذرات مغناطیسی در محل عیوب جمع می‌شوند و باعث آشکار شدن آنها می‌شوند.
همچنین روش‌های تست فراصوتی نیز کاربرد دارند.
در این روش امواج فراصوتی به داخل قطعه مورد بازرسی فرستاده می‌شوند و بازتاب این امواج از عیوب داخلی ثبت و تحلیل می‌شود.
تست فراصوتی می‌تواند برای شناسایی عیوب داخلی مانند تخلخل ترک خوردگی ناخالصی‌های سرباره و نفوذ ناقص استفاده شود.
رادیوگرافی نیز یک روش پیشرفته است.
در این روش قطعه مورد بازرسی در معرض اشعه ایکس یا اشعه گاما قرار می‌گیرد و تصویر حاصل از عبور اشعه از قطعه روی فیلم یا صفحه نمایش ثبت می‌شود.
رادیوگرافی می‌تواند برای شناسایی عیوب داخلی مانند تخلخل ترک خوردگی ناخالصی‌های سرباره و نفوذ ناقص استفاده شود.
پس از شناسایی عیوب جوش لازم است تا آنها را ارزیابی کرد و تصمیم گرفت که آیا نیاز به تعمیر دارند یا خیر.
ارزیابی عیوب جوش بر اساس استانداردها و کدهای جوشکاری انجام می‌شود.
استانداردها و کدهای جوشکاری معیارهایی را برای تعیین ابعاد و تعداد مجاز عیوب جوش ارائه می‌دهند.
اگر ابعاد و تعداد عیوب جوش از مقادیر مجاز تجاوز کند لازم است تا عیوب تعمیر شوند.
روش‌های مختلفی برای تعمیر عیوب جوش وجود دارد.
یکی از رایج‌ترین روش‌ها حذف عیب و جوشکاری مجدد است.
در این روش ابتدا عیب با استفاده از روش‌های مختلفی مانند سنگ زنی برشکاری یا قوس پلاسما حذف می‌شود و سپس ناحیه حذف شده مجدداً جوشکاری می‌شود.
روش دیگر استفاده از روش‌های جوشکاری ترمیمی است.
در این روش عیب بدون حذف کامل با استفاده از روش‌های جوشکاری خاصی مانند جوشکاری با الکترود دستی پوشش دار (SMAW) جوشکاری با گاز محافظ (GMAW) یا جوشکاری با گاز تنگستن (GTAW) تعمیر می‌شود.
پیشگیری از بروز عیوب جوش همواره بهتر و مقرون به صرفه‌تر از تعمیر آنها است.
برای پیشگیری از بروز عیوب جوش لازم است تا اصول و استانداردهای جوشکاری به طور کامل رعایت شود.
انتخاب مواد مناسب یکی از مهم‌ترین عوامل در پیشگیری از عیوب جوش است.
فلز پایه و فلز جوش باید با یکدیگر سازگار باشند و خواص مکانیکی و شیمیایی مناسبی داشته باشند.
آماده سازی مناسب قطعات نیز حائز اهمیت است.
قطعات باید قبل از جوشکاری به طور کامل تمیز شوند و از هرگونه آلودگی روغن گریس و زنگ زدگی پاک شوند.
همچنین قطعات باید به درستی تراز شوند و فاصله مناسب بین آنها رعایت شود.
انتخاب روش جوشکاری مناسب نیز بسیار مهم است.
روش جوشکاری باید با توجه به نوع فلز پایه ضخامت قطعات و شرایط کاری انتخاب شود.
همچنین پارامترهای جوشکاری مانند جریان جوشکاری ولتاژ جوشکاری سرعت جوشکاری و گاز محافظ باید به درستی تنظیم شوند.
آموزش و صلاحیت جوشکاران نیز نقش مهمی در پیشگیری از عیوب جوش دارد.
جوشکاران باید آموزش‌های لازم را دیده باشند و دارای گواهینامه‌های معتبر باشند.
همچنین جوشکاران باید به طور مرتب مهارت‌های خود را ارتقا دهند و از آخرین تکنیک‌ها و روش‌های جوشکاری آگاهی داشته باشند.
نظارت دقیق بر فرآیند جوشکاری نیز از اهمیت بالایی برخوردار است.
فرآیند جوشکاری باید به طور مرتب توسط مهندسان و تکنسین‌های مجرب نظارت شود تا از رعایت اصول و استانداردهای جوشکاری اطمینان حاصل شود.
لازم به ذکر است که جوشکاری یک فرآیند پیچیده و حساس است که نیازمند دانش مهارت و تجربه است.
با رعایت اصول و استانداردهای جوشکاری و با استفاده از روش‌های مناسب می‌توان جوشکاری را با کیفیت بالا و با کمترین میزان عیوب انجام داد و از ایمنی و استحکام سازه‌های فولادی اطمینان حاصل کرد.