hamid_metallic
29th July 2015, 10:00 AM
سازه های جوش داده شده نظیر سایر قطعات مهندسی به بازرسی در مراحل مختلف وساخت و همینطور در خاتمه ساخت نیاز دارندبازرسی جوش می تواند از انجام کار طبق دستورالعمل های توافق شده، به کارفرما اطمینان دهد.
برای حصول اطمینان از مرغوبیت جوش و مطابقت آن با نیازمندیهای طرح باید کلیه عوامل موثر در جوشکاری در مراحل مختلف اجرا مورد بررسی قرار گیرد
مراحل بازرسی جوش
ـ بازرسی قبل از جوشکاری به منظور آماده کردن مقدمات کار جوشکاری است بطوریکه که موجب بروز عیوب جوش را از بین برده و یا به حدود قابل قبولی تقلیل دهد.
بمصداق «پیشگیری موثرتر از درمان است» می توان گفت:
اعمال یک برنامه بازرسی جشمی مسئولانه می تواند از پیدایش 80 تا 90 درصد از عیوب معمول در جوشکاری جلوگیری کند.
این بازرسی شامل اقدامات زیر می باشد
ــ اطلاع از کیفیت مورد نظر کار و شرایط بهره برداری از قطعات و مجموعه کار
ــ مطالعه دقیق نقشه ها و مشخصات فنی
ــ انتخاب استانداردهای اجرایی
ــ انتخاب و ارزیابی روش جوشکاری
ــ انتخاب مصالح
ــ بازرسی مصالح
ــ انتخاب مواد مصرفی
ــ بازرسی موادمصرفی
ــ طرح و تنظیم نحوه اجرای جوشکاری
ــ بررسی تجهیزات جوشکاری
ــ آزمون جوشکاری و اپراتورها
ـ بازرسی در موقع جوشکاری به منظوراجرای صحیح عملیات جوشکاری ساخت و نصب اطمینان از بکار بردن مصالح و مواد مصرفی درست و جلوگیری از تخلف ها ضروری است
چند نمونه از این بازرسی موقع جوشکاری عبارتند از
ـ بازرسی قطعا متصل شده و درزهای آماده جوشکاری
ـ بازرسی محل های جوش و سطوح مجاور به منظور اطمینان از تمیزی و عدم آلودگی با موادی که اثرات زیانبخش بر جوش دارند.
ـ بازرسی سطوح برشکاری شده با شعله یا شیار زده شده بروش قوسی هوایی از نظر تضاریس ، پوسته، ترک و غیره.
ـ بازرسی ترتیب و توالی جوشکاری، استفاده از قیدها وگیره ها وسایر تمهیدات به منظور کنترل پیچیدگی ناشی از جوشکاری.
ـ بازرسی مواد مصرفی جوشکاری از نظر دارا بودن شرایط مطلوب و گرم و خشک کردن الکترودهای روپوش قلیائی طبق دستورالعمل های مصوبه.
ـ بررسی وضعیت جوشکاران و اپراتورهای جوشکاری از نظر داشتن مهارت و قبولی در آزمون مربوطه.
ـ بازرسی پیش گرم کردن و حفظ درجه حرارت بین پاسی در صورت لزوم .
ـ بازرسی بعد از جوشکاری به منظور درستی مجموعه ساخته شده یا نصب شده و کنترل کیفیت جوش انجام می شود.
چند نمونه از فعالیت های بازرسی بعد از جوشکاری عبارتند از:
ـ بازرسی چشمی از نظر وجود عیوب مرئی، ترک های سطحی( چه در جوش و جه در فلز مبنا)، بریدگی کناره، کندگی، سوختگی، تقعر یا تحدب زیاد نیمرخ جوش، نامساوی بودن ساق ها، گرده اضافی، پرنشدگی کامل، کندگی، نفوذ اضافی، موجدار بودن بیش از حد، چاله انتهای جوش، گره قطع و وصل قوس و غیره.
ـ بازرسی تغییر شکل های ناشی از جوشکاری ( انقباض موضعی، خیز ، خم شدگی، تابیدگی، چرخش ،کمانش، موجدار شدن و غیره) شکستگی محور، به هم خوردگی زاویه ها و غیره.
ـ بازرسی ابعاد جوش و قطعه جوشکاری شده
ــ بازرسی تنش زدائی و سختی پس از تنش زدائی
ــ بازرسی های غیر مخرب ( پرتونگاری، امواج فراصوتی، عیب یابی ذره مغناطیسی، مایع نافذ، جریان گردابی و غیره.
ـ ارزیابی کیفیت جوش بایستی در هر سه مرحله بازرسی قبل از جوشکاری، بازرسی در موقع جوشکاری و بازرسی بعد از جوشکاری صورت پذیرد. جوش انجام شده و قطعه جوش داده شده بایستی با استانداردهای مطلوب کیفیت مطابقت داشته باشند. ارزیابی کیفیت جوشکاری بعهده بازرس است.
برای ارزیابی کیفیت جوشکاری، لازم است استاندارد پذیرش یا معیار پذیرش جوش مشخص باشد و نوع آزمایش غیر مخرب و میزان آزمایش ( صد در صد تصادفی و غیره) تعیین شود. بازرس بایستی نتایج آزمایش ها و بازرسی های انجام شده را تجزیه و تحلیل نماید.
ـ پذیرش جوش در هر سه مرحله بازرسی از اهمین ویژه ای برخوردار است. در واقع پذیرش جوش پس از مقایسه کیفیت جوش حاصل با کیفیت مطلوب انجام می شود. پذیرش باید قطعی و غیر مبهم باشد. برای پذیرش باید گواهینامه صادر شود یا فرم مربوطه تنظیم و امضاء گردد.
ـ تهیه گزارش برای مراحل مختلف بازرسی و کلیه آزمایش های انجام شده، ضروری است.
گزارش نتایج آزمایش ها و بازرسی های انجام شده بایستی بصورت مرتب و مشخص و جداگانه تهیه و تنظیم شود. برای کارهای بازرسی تهیه گزارش خوب که کار ارزیابی و پذیرش نهایی را تسهیل نماید. اعتبار ویژه ای دارد.
وظایف بازرس جوش
مسئولیت ایجاب می کند که بازرس جوش دارای شخصیت حرفه ای با توانایی و شعور خوب باشد، بازرس جوش ممکن است با کارخانجات متعدد ساخت و کارگاه های متعددی سرو کار داشته باشد که بایستی در همه موارد ساعات کار و مقررات کاری و سازمان های مربوطه را رعایت نماید.
مراعات دقیق قواعد و مقررات کار خصوصاً در موارد پرسنلی ، ایمنی و امنیتی الزامی است.
هیچگاه بازرس نبایستی خود را مستحق امتیازات ویژه بداند.
بازرس بایستی در مورد کارگاه ساخت بی طرف باشد، بی معطلی تصمیم بگیرد، بدون آنکه تحت تاثیر نظر دیگران واقع شود و با اتکاؤ به حقایق تصمیم بگیرد و با عقاید مختلف، تصمیم قبلی خود را به آسانی عوض نکند.
چند نمونه از وظایف بازرس جوش عبارتند از:
ـ تفسیر نقشه های جوشکاری و مشخصات.
ـ بررسی سفارش خرید به منظور حصول اطمینان از درستی تعیین مواد جوشکاری و مواد مصرفی.
ـ بررسی و شناسایی مواد دریافت شده طبق سفارش خرید.
ـ برسی ترکیب شیمیایی و خواص مکانیکی از روی گزارش نورد طبق نیازمندیهای معین شده.
ـ بررسی فلز مبنا از نظر عیوب و انرحافات مجاز.
ـ بررسی نحوه انبار کردن فلز پرکننده و دیگر عوامل مصرفی.
ـ بررسی تجهیزات مورد استفاده.
ـ بررسی آماده سازی اتصال جوش .
ـ بررسی بکار گرفتن دستورالعمل جوشکاری تایید شده.
ـ بررسی ارزیابی صلاحیت جوشکاران و اپراتورهای جوشکاری.
ـ انتخاب نمونه های آزمایش تولیدی.
ـ ارزیابی نتایج آزمایشات.
ـ نگهداری سوابق.
ـ تهیه و تنظیم گزارش.
دسته بندی بازرسان جوش
بازرسان جوش را به دسته های ذیل می توان تقسیم بندی نمود:
ـ بازرس کد
ـ بازرس نماینده دولت
ـ بازرس خریدار، مشتری، یا کارفرما
ـ بازرس کارخانه ، سازنده یا پیمانکار
ـ بازرس نماینده مهندس معمار
ـ بازرس یا متخصص آزمایش های مخرب
ـ بازرس یا متخصص آزمایش های غیرمخرب
گر چه وظایف بازرس داخلی و خارجی ( بازرس انتخاب شده از داخل سازمان یا خارج از سازمان) ممکن است با یکدیگر متفاوت باشد ولی در اینجا فقط به ذکر بازرس اکتفا می شود.
مطالبی که در اینجا عرضه می شود گاهی ممکن است به همه دسته بندی های فوق اتلاق شود یا فقط به یک یا چند تا از دسته بندی های فوق محدود گردد.
در همه حالات فرض بر آن است که بازرس صلاحیت های لازم را داشته و قادر است نوع سازه مورد نظر را که به او محول شده است، بازرسی نماید.
ویژگی بازرس جوش
برای بازرس شدن، دارا بودن ویژگی های ذیل ضروری است:
به منظور انجام وظایف بازرسی با رعایت جنبه های وجدانی و حرفه ای اهمیت هیچ یک از ویژگی ها را نمی توان سبک شمرد.
آشنایی با نقشه ها و مشخصات فنی
بازرس جوش بایستی با نقشه های مهندسی اشنا بوده و بتواند مشخصات فنی را تفسیر نماید.
بازرس جوش بایستی علاوه بر نقشه خوانی، با علائم قراردادی جوش و آزمایش های غیرمخرب اشنایی کامل داشته باشد.
آشنایی با زبان جوشکاری
بازرس نمی تواند بدون آشنایی با زبان جوشکاری خود را بازرس بنامد. بازرس بایستی با فرهنگ جوشکاری آشنا بوده و اصطلاحات درست برای هر فرایند جوشکاری را بکار ببرد.
بازرس احتیاج دارد یافته های بازرسی خود را به جوشکاران و دیگر افراد کارگاه که جوش داده اند یا تعمیرات را انجام می دهند و به مهندسانی که نقشه کار را کشیده اند و کسانی که سازه نهایی را می پذیرند، تفهیم نماید.
بنابراین بایستی گزارش خود را طوری تنظیم نماید که برای همه افراد مربوطه قابل درک باشد.
بازرس بایستی فرهنگ جوشکاری را مظالعه نموده، ناپیوستگی ها و عیوب جوش را بشناسد و با روش های بازرسی آشنا باشد.
در بعضی مواقع برای بعضی از فرایندهای جوشکاری از نام های تجارتی استفاده می شود ولی بازرس بایستی در کفتارها و نوشتارهای خود اصطلاحات استاندارد را بکار ببرد.
اشنایی با فرایندی های جوشکاری
بازرس جوش بایستی با فرایندهای مختلف جوشکاری آشنا بوده و منظور از فرایند و کاربرد آن شرح فرایند، منبع حرارتی یا منبع انرژی مورد استفاده، چگومگی کنترل فرایند، جنبه های عملیاتی و مسائل ایمنی مربوط را بداند و بطور کلی از مزایا و محدودیت های فرایند جوشکاری آگاهی کامل داشته باشد.
شناخت روش های آزمایش
برای معلوم شدن انطباق جوش از نظر کیفیت با خواسته های استاندارد، از روش های ازمایش متعددی استفاده می شود.
هر روش آزمایش محدودیت های خود را دارد. بازرس جوش بایستی بداند هر روش
آزمایش چه کاربردی دارد و نتایج حاصله چگونه تجزیه و تحلیل می شود.
توانایی گزارش نویسی و حفظ سوابق
بازرس جوش بایستی در حفظ سوابق بازرسی ها مهارت داشته باشد.
بازرس جوش بایستی قادر به تهیه گزارش کوتاه بادش که بدون هیچگونه مشکلی مفهوم باشد. گزارشات بازرس جوش بایستی آنقدر کامل باشد که دلیل تصمیم او برای ماه های آینده روشن باشد.
بازرس باید منظور خود را در گزارش طوری بیان نماید که برای خواننده نااشنا به موضوع، نیز درک مطلب آسان باشد. بازرس بایستی بخاطر بسپارد حقایقی که در زمان نوشتن گزارش معلومند بعدها و بمرور زمان ممکن است بهمان روشنی، همانظور کامل یا با همان دقت به یاد نماند.
گزارش بازرس بایستی نه تنها تمام نتایج بازرسی و آزمایشات را در برداشته باشد، بلکه بایستی به موضوع دستور العمل جوشکاری، ارزیابی دستور العمل جوشکاری و کنترل مواد جوشکاری نیز اشاره نماید.
تهیه گزارش خوب باعث زیاد شدن اعتبار بازرس می شود.
داشتن وضعیت خوب جسمانی
شرایط جسمانی بازرس بایستی اجازه فعالیت به او بدهد. برای بازرس قبل از جوشکاری، حین جوشکاری و بعد از جوشکاری گاهی صعود از داربست مرتفع یا ورود و خروج از دریچه بازدید لازم است.
معمولاً طوری برنامه ریزی می شود که کار برای جوشکاران با اپرانورهای جوشکاری راحت باشد و از اینرو ممکن است شرایط بازرسی برای بازرس دشوار باشد.
داشتن دید خوب
دارا بودن دید خوب ضروری است. بازرس بایستی قادر باشد از نزدیک جوش ها و نتایج رادیوگرافی یا سایر آزمایش های غیر مخرب را نگاه کند. بازرس دیصلاح از نظر پزشکی دید قابل قبول داشته باشد.
حفظ متانت حرفه ای
بر حفظ متانت حرفه ای بازرس نبایستی بیش از حد تاکید شود. این موضوع در موفقیت یا عدم موفقیت بازرس تاثیر دارد. بازرس برای موفق شدن در کار خود نیاز به همکاری دیگر همکاران دارد و بایست بنحوی کمک آنان را جلب نماید.
بازرس بایستی در بی طرفی و سازگاری در همه تصمیم ها بکوشد. بازرسی بایستی از دستورالعمل بازرسی مشحصی پیروی کند و بازرس بایستی نه سرسخت و نه به آسانی تغییر عقیده داده و رام شود. بازرس تحت هیچ وضعیتی نبایستی طرفداری کند یا بالاجبار تصمیم بگیرد یا تصمیم گرفتن را به تعویق بیندازد.
بازرس ممکن است در موقعیت شغلی جدید در روزها و هفته های نخست مشکل داشته باشد. بازرس در این مدت از نظر خط مشی مورد بازرسی قرار می گیرد. اسناد قرارداد، نیازمندیها، وظایف ، اختیارات و مسئولیت های بازرس را مشخص می نماید.
اگر بازرس شخص مطلع، میانه رو و سازگار باشد و منظور مشخصات قرارداد را مراعات نماید، احترام و همکاری دیگران را کسب خواهد نمود.
تحصیل و آموزش
گذراندن دوره رسمی مهندسی علوم پایه و متالورژی برای بازرسی با ارزش است و بسیاری از بازرسان عالی معلومات معادل را از طریق تجربه و مطالعه کسب نموده اند.
کتاب «راهنمای ارزیابی و تعیین صلاحیت بازرس جوش» منتشره از انجمن جوشکاری آمریکا برای دیپلمه ها می تواند بعنوان درس پیش دانشگاهی یا بعنوان جایگزین دو سال تجربه در بازرسی جوش تلقی شود.
تجربه بازرسی
نگرش فردی و نقطه نظر بازرس خوب فقط از طریق بازرسی بدست می آید . تجربه بازرسی قطعات بدون جوش نیز برای بازرس جوش، فوق العاده مفید است، زیرا طرز فکر و دیدکاری بازرس را وسعت می بخشد.
در بعضی محافل برای صدور گواهینامه صلاحیت بازرسی جوش، از نظر عملی، سوابق بازرسی جوش با وظایفی که در رابطه با بازرسی جوش هستند را ملاک دادن امیتاز می شمارند.
تجربه جوشکاری
تجربه واقعی در جوشکاری یا اپراتوری جوشکاری برای بازرس جوش گرانبهاست. تجربه جوشکاری، دانش جوشکاری بازرس را وسیع می کند، برای او اعبتر می آورد و در توجیه علل مردود کردن کار ضعیف او را یاری می نماید.
بعضی از کارفرمایان خواستار داشتن تجربه جوشکاری برای بازرس مورد نظر خود هستند.
نتیجه گیری
در تمام فعالیت های مهندسی، به منظور آگاهی از کیفیت جوش و مجموعه جوش داده شده، بازرسی جوش ضروری است.
بازرسی جوش می تواند بمقدار قابل توجهی از پیدایش عیوب و تکرار اشتباهات جلوگیری کرده و در هزینه تعمیران صرفه جویی نماید.
ـ بازرسی جوش می تواند از چگونگی رعایت اصول فنی، ضوابط و استانداردها خبر دهد.
ـ بازرسی جوش می تواند ایمنی، بهره وری و عمر بیشتر تأسیسات و تجهیزات راتأمین نماید.
ـ بازرسی جوش می تواند از مطابقت جوش و سازه جوش داده شده با نیازمندیهای طرح اطمینان دهد.
ـ بازرسی جوش بایستی توسط بازرس صلاحیت دار انجام شود
بازرسی چشمی
کاربرداطلاعاتی که در این راهنما آمده است برای مسئولیتها و وظایف عمومی بازرسان چشمی جوش و همچنین کسانی که مسئولیتها و وظایف دقیقی که در کد و استانداردهای خاصی تعریف شده دارند، قابل اجرا می باشد.بازرس باید دانش هر یک از اصول و روشهای آزمون موردنیاز جهت یک جوش مشخص را داشته باشد
مدیریت و نظارت بر بازرسی باید از اصول و روشهای اعمال شده ،درک کافی داشته باشند و این جزئی از مسئولیتهای آنان می باشد.
طراحی و ذکر خصوصیات مناسب مربوط به بازرسی چشمی باید به عنوان قسمتی از قرارداد در نظر گرفته شود. در غیاب چنین ملزوماتی از سازنده باید خواسته شود که بصورت کتبی ،جزئیات روشهای مورد استفاده شامل روشهای آزمون را تهیه کند.
استانداردهای پذیرفته شده باید از طریق سازنده و خریدار ، قبل از هر گونه شروع جوشکاری ، دقیقا درک و تفهیم شود.این مساله فقط به خاطر استفاده موثرتر از روشهای آزمون نمی باشد بلکه برای جلوگیری از بوجود آمدن هر گونه اشکال در جوشکاری انجام گرفته است که ایا جوشکاری ،رضایت بخش و بر طبق خصوصیات ذکر شده در قرارداد بوده یا نه.
هدف: این راهنما شامل پیش زمینه ای از اصول ضروری برای پرسنلی که بازرسی چشمی جوش را انجام می دهند، همچون توانایی ها و محدودیت های فیزیکی ، مثل دانش فنی ، آموزش، تجربه، قضاوت و تاییدیه می شود.این راهنما اصولا یک معرفی از آزمونهای چشمی مربوط به جوشکاری را در برمی گیرد. این بازرسی ها بر حسب زمانی که انجام می گیرند در سه بخش طبقه بندی می شوند:
قبل از جوشکاری
در حین جوشکاری
بعد از جوشکاری
بازرسی چشمی ممکن است بوسیله افراد یا سازمانهای مختلفی انجام گیرد.افرادی که بازرسی چشمی را در مراحل جوشکاری انجام می دهند شامل جوشکاران ، ناظران جوش ، بازرس جوش کارفرما، بازرس خریدار یا بازرس هماهنگ کننده ، می شوند.همچنین در این جزوه در مورد وسایل و تجهیزات بازرسی چشمی که مکررا استفاده می شود همچون وسایل اندازه گیری و دستگاههای نشان دهنده مروری شده است.یک بخش نیز در مورد رکوردهای ثبت شده است وابعادی را که در یک سند رسمی نتایج بازرسی چشمی باید در نظر گرفته شود را بیان می کند. بالاخره این راهنما مرجع یا مطالب بیشتری را در بر میگیردکه ضرورت هایی با جزئیات بیشتر را برای برنامه های بازرسی چشمی ویژه در اختیار قرار می دهد.
اطلاعات عمومی .در بسیاری از برنامه های تدوین شده توسط سازنده جهت کنترل کیفیت محصولات،از آزمون چشمی به عنوان اولین تست و یا در بعضی موارد به عنوان تنها متد ارزیابی بازرسی ،استفاده می شود اگر آزمون چشمی بطور مناسب اعمال شود،ابزار ارزشمندی می تواند واقع گردد
بعلاوه یافتن محل عیوب سطحی، بازرسی چشمی می تواند بعنوان تکنیک فوق العاده کنترل پروسه برای کمک در شناسایی مسائل و مشکلات مابعد ساخت بکار گرفته شود
آزمون چشمی روشی برای شناسایی نواقص و معایب سطحی می باشد نتیجتا هر برنامه کنترل کیفیت که شامل بازرسی چشمی می باشد،باید محتوی یک سری آزمایشات متوالی انجام شده در طول تمام مراحل کاری در ساخت باشد.بدین گونه بازرسی چشمی سطوح معیوب که در مراحل ساخت اتفاق می افتد،میسر میشود.
کشف و تعمیر این عیوب در زمان فوق،کاهش هزینه قابل توجهی را در بر خواهد داشت.بطوری که نشان داده شده است بسیاری از عیوبی که بعدها با روشهای تست پیشرفته تری کشف می شوند،با برنامه بازرسی چشمی قبل،حین و بعد از جوشکاری به راحتی قابل کشف می باشند سازندگان فایده یک سیستم کیفیتی که بازرسی چشمی منظمی داشته است را بخوبی درک کرده اند.
میزان تاثیر بازرسی چشمی هنگامی بهتر می شود که یک سیستمی که تمام مراحل پروسه جوشکاری(قبل،حین و بعد از جوشکاری) را بپوشاند،نهادینه شود.
قبل از جوشکاری ،یک سری موارد نیاز به توجه بازرس چشمی دارد که شامل زیر است:
مرور طراحی ها و مشخصات
چک کردن تاییدیه پروسیجرها و پرسنل مورد استفاده
بنانهادن نقاط تست
نصب نقشه ای برای ثبت نتایج
مرور مواد مورد استفاده
چک کردن ناپیوستگی های فلز پایه
چک کردن فیت آپ و تراز بندی اتصالات جوش
چک کردن پیش گرمایی در صورت نیاز
اگر بازرس توجه بسیار دقیقی به این آیتم های مقدماتی بکند،می تواند از بسیاری مسائل که بعدها ممکن است اتفاق بیافتد،جلوگیری نماید.مساله بسیار مهم این است که بازرس باید بداند چه چیزهایی کاملا مورد نیاز می باشد.این اطلاعات را می توان از مرور مستندات مربوطه بدست آورد.با مرور این اطلاعات،سیستمی باید بنا نهاده شود که تضمین کند رکوردهای کامل و دقیقی را می توان بطور عملی ایجاد کرد.
نقاط نگهداری.
باید بنا نهادن نقاط تست یا نقاط نگهداری جایی که آزمون باید قبل از تکمیل هر گونه مراحل بعدی ساخت انجام شود، در نظر گرفته شود. این موضوع در پروژه های بزرگ ساخت یا تولیدات جوشکاری انبوه بیشترین اهمیت را دارد
روشهای جوشکاری
مرحله دیگر مقدماتی این است که اطمینان حاصل کنیم آیا روشهای قابل اعمال جوشکاری ،ملزومات کار را برآورده می سازند یا نه؟مستندات مربوط به تایید یا صلاحیت های جوشکاران هر کدام بطور جداگانه باید مرور شود.طراحی ها و مشخصات معین می کند که چه فلزهای پایه ای باید به یکدیگر متصل شوند و چه فلز پرکننده باید مورد استفاده قرار گیرد.برای جوشکاری سازه و دیگر کاربردهای بحرانی،جوشکاری بطور معمول بر طبق روشهای تایید شده ای که متغیرهای اساسی پروسه را ثبت می کنند و بوسیله جوشکارانی که برای پروسه ،ماده و موقعیتی که قرار است جوشکاری شود،تایید شده اند،انجام می گیرد.در بعضی موارد مراحل اضافی برای آماده سازی مواد مورد نیاز می باشد.بطور مثال در جاهایی که الکترودهای از نوع کم-هیدروژن مورد نیاز باشد،وسایل ذخیره آن باید بوسیله سازنده در نظر گرفته شود.
موادپایه
قبل از جوشکاری ، شناسایی نوع ماده و یک تست کامل از فلزات پایه ای مربوطه باید انجام گیرد.اگر یک ناپیوستگی همچون جدالایگی صفحه ای وجود داشته باشد و کشف نشده باقی بماند روی صحت ساختاری کل جوش احتمال تاثیر دارد.در بسیاری از اوقات جدالایگی در طول لبه ورقه قابل رویت می باشد بخصوص در لبه هایی که با گاز اکسیژن برش داده شده است.
مونتاژ اتصالات
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:
زاویة شیار (Groove angle)
دهانه ریشه (Root opening)
ترازبندی اتصال (Joint alignment)
پشت بند (Backing)
الکترودهای مصرفی (Consumable insert)
تمیز بودن اتصال (Joint cleanliness)
خال جوش ها (Tack welds)
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.
حین جوشکاری
در حین جوشکاری،چندین آیتم وجود دارد که نیاز به کنترل دارد تا نتیجتا جوش رضایتبخشی حاصل شود.آزمون چشمی اولین متد برای کنترل این جنبه از ساخت می باشد.این می تواند ابزار ارزشمندی در کنترل پروسه باشد.بعضی از این جنبه های ساخت که باید کنترل شوند شامل موارد زیر می باشد:
کیفیت پاس ریشه جوش(weld root bead(
آماده سازی ریشه اتصال قبل از جوشکاری طرف دوم
پیش گرمی و دماهای میان پاسی
توالی پاسهای جوش
لایه های بعدی جهت کیفیت جوش معلوم
تمیز نمودن بین پاسها
پیروی از پروسیجر کاری همچون ولتاژ،آمپر،ورود حرارت،سرعت.
هر کدام از این فاکتورها اگر نادیده گرفته شود سبب بوجود آمدن ناپیوستگی هایی می شود که می تواند کاهش جدی کیفیت را در بر داشته باشد.
پاس ریشه جوش
شاید بتوان گفت بحرانی ترین قسمت هر جوشی پاس ریشه جوش می باشد.مشکلاتی که در این نقطه وجود داردودر نتیجه بسیاری از عیوب که بعدها در یک جوش کشف می شوند مربوط به پاس ریشه جوش می باشند.بازرسی چشمی خوب روی پاس ریشه جوش می تواند بسیار موثر باشد.وضعیت بحرانی دیگر ریشه اتصال در درزهای جوش دو طرفه هنگام اعمال جوش طرف دوم بوجود می آید. این مساله معمولا شامل جداسازی سرباره(slag)
تراشه برداری(chipping)
رویه برداری حرارتی(thermal gouging)
سنگ زنی(grinding)
می باشد.وقتی که عملیات جداسازی کاملا انجام گرفت آزمایش منطقه گودبرداری شده قبل از جوشکاری طرف دوم لازم است.این کار به خاطر این است که از جداشدن تمام ناپیوستگی ها اطمینان حاصل شود.اندازه یا شکل شیار برای دسترسی راحت تر به تمام سطوح امکان تغییر دارد.
پیش گرمی و دماهای بین پاس
پیش گرمی و دماهای بین پاس می توانند بحرانی باشند و اگر تخصیص یابند قابل اندازه گیری می باشند.محدودیت ها اغلب بعنوان می نیمم،ماکزیمم و یا هر دو بیان می شوند.همچنین برای مساعدت در کنترل مقدار گرما در منطقه جوش،توالی و جای تک تک پاسها اهمیت دارد بازرس باید ازاندازه و محل هر تغییر شکل یا چروکیدگی سبب شده بوسیله حرارت جوشکاری آگاه باشد. بسیاری از اوقات همزمان با پیشرفت گرمای جوشکاری اندازه گیری های تصحیحی گرفته می شود تا مسائل کمتری بوجود آید.
آزمایش بین لایه ای
برای ارزیابی کیفیت جوش هنگام پیشروی عملیات جوشکاری،بهتر است که هر لایه بصورت چشمی آزمایش شود تا از صحت آن اطمینان حاصل شود.همچنین با این کار می توان دریافت که آیا بین پاسها بخوبی تمیز شده اند یا نه؟ با این عمل می توان امکان روی دادن ناخالصی سرباره در جوش پایانی را کاهش داد.بسیاری از این گونه موارد احتمالا در دستورالعمل جوشکاری اعمالی،آورده شده اند
در این گونه موارد،بازرسی چشمی که در طول جوشکاری انجام می گیرد اساسا برای کنترل این است که ملزومات روش جوشکاری رعایت شده باشد.
بعد از جوشکاری
بسیاری از افراد فکر می کنند که بازرسی چشمی درست بعد از تکمیل جوشکاری شروع می شود.به هر حال اگر همه مراحلی که قبلا شرح داده شد،قبل و حین جوشکاری رعایت شده باشد،آخرین مرحله بازرسی چشمی به راحتی تکمیل خواهد شد.از طریق این مرحله از بازرسی نسبت به مراحلی که قبلا طی شده و نتیجتا جوش رضایت بخشی را بوجود آورده اطمینان حاصل خواهد شد.
بعضی از مواردی که نیاز به توجه خاصی بعد از تکمیل جوشکاری دارند عبارتند از:
ظاهر جوش بوجود آمده
اندازه جوش بوجود آمده
طول جوش
صحت ابعادی
میزان تغییر شکل
عملیات حرارتی بعد از جوشکاری
هدف اساسی از بازرسی جوش بوجود آمده در آخرین مرحله این است که از کیفیت جوش اطمینان حاصل شود. بنابراین آزمون چشمی چندین چیز مورد نیاز می باشد.بسیاری از کدها و استانداردها میزان ناپیوستگی هایی که قابل قبول هستند را شرح می دهد و بسیاری از این ناپیوستگی ها ممکن است در سطح جوش تکمیل شده بوجود آیند.
ناپیوستگی ها
بعضی از انواع ناپیوستگی هایی که در جوشها یافت می شوند عبارتند از:
تخلخل
ذوب ناقص
نفوذ ناقص در درز
بریدگی(سوختگی) کناره جوش
رویهم افتادگی
ترکها
ناخالصی های سرباره
گرده جوش اضافی
در حالی که ملزومات کد امکان دارد مقادیر محدودی از بعضی از این ناپیوستگی ها را تایید نماید ولی عیوب ترک و ذوب ناقص هرگز پذیرفته نمی شود برای سازه هایی که تحت بار خستگی و یا سیکلی
می باشند، خطر این ناپیوستگی های سطحی افزایش می یابد. در اینگونه شرایط،بازرسی چشمی سطوح ،پر اهمیت ترین بازرسی است که می توان انجام داد
وجود سوختگی) کناره Undercut)رویهم افتادگی)Overlap) و کنتور نامناسب سبب افزایش تنش می شود؛ بار خستگی می تواند سبب شکستهای ناگهانی شود که از این تغییر حالتهایی که بطور طبیعی روی می دهد، زیاد می شود.به همین خاطر است که بسیاری اوقات کنترل مناسب یک جوش می تواند بسیار با اهمیت تر از اندازه واقعی جوش باشد،زیرا جوشی که مقداری از اندازه واقعی کمتر باشد،بدون ناخالصی ها و نامنظمی های درشت،می تواند بسیار رضایت بخش تر از جوشی باشد که اندازه کافی ولی کنتور ضعیفی داشته باشد.
برای تعیین اینکه مطابق استاندارد بوده است ،بازرس باید کنترل کند که آیا همه جوشها طبق ملزومات طراحی از لحاظ اندازه و محل(موقعیت) صحیح می باشند یا نه؟اندازه جوش گوشه ای(Fillet) بوسیله یکی از چندین نوع سنجه های جوش برای تعیین بسیار دقیق و صحیح اندازه تعیین می شود.
در مورد جوشهای شیاری(Groove) باید از لحاظ گرده جوش مناسب دو طرف درز را اندازه گیری کرد.بعضی از شرایط ممکن است نیاز به ساخت سنجه های جوش خاص داشته باشند.
عملیات حرارتی بعد از جوشکاری
به لحاظ اندازه،شکل، یا نوع فلز پایه ممکن است عملیات حرارتی بعد از جوش در روش جوشکاری اعمال شود.این کار فقط از طریق اعمال حرارت(گرما) در محدوده دمایی بین پاس یا نزدیک به دمای آن ،صورت می گیرد تا از لحاظ متالورژیکی خواص جوش بوجود آمده را کنترل نمود. حرارت دادن در درجه حرارت دمای بین پاس،ساختار بلوری را به استثناء موارد خاص تحت تاثیر قرار نمی دهد.بعضی از حالات ممکن است نیاز به عملیات تنش زدایی حرارتی داشته باشند.بطوری که قطعات جوش خورده بتدریج در یک سرعت مشخص تا محدوده تنش زدایی تقریبا °F1100 تا F °1200 (590 تا 650 درجه سانتی گراد) برای اکثر فولادهای کربنی گرما داده می شود.
بعد از نگهداری در این دما به مدت یک ساعت برای هر اینچ از ضخامت فلز پایه،قطعات جوش خورده تا دمای حدود °F600 (315 درجه سانتی گراد) در یک سرعت کنترل شده سرد می شود. بازرس در تمام این مدت مسئولیت نظارت بر انجام کار را دارد تا از صحت کار انجام شده و تطابق با ملزومات روش کار اطمینان حاصل نماید.
آزمایش ابعاد پایانی
اندازه گیری دیگری که کیفیت یک قطعه جوشکاری شده را تحت تاثیر قرار می دهد صحت ابعادی آن می باشد. اگر یک قسمت جوشکاری شده بخوبی جفت و جور نشود،ممکن است غیر قابل استفاده شود اگرچه جوش دارای کیفیت کافی باشد.
حرارت جوشکاری ، فلز پایه را تغییر شکل داده و می تواند ابعاد کلی اجزاء را تغییر دهد.بنابراین، آزمایش ابعادی بعد از جوشکاری ممکن است برای تعیین متناسب بودن قطعات جوشکاری شده برای استفاده موردنظر مورد نیاز واقع شود.
اطلاعات عمومی
همانند روشهای دیگر بازرسی غیر مخرب، پیش نیازهای مختلفی وجود دارد که باید قبل از انجام آزمون چشمی در نظر گرفته شود. بعضی از مشخصات بسیار رایج که باید در نظر گرفته شود در پایین بحث شده است.
تیزبینی
یکی از پیش نیازهای بسیار واضح این است که بازرس چشمی تیزبینی و دقت چشم کافی برای انجام بازرسی داشته باشد. در این مورد باید بینایی کافی در دور و نزدیک با استفاده از عینک یا بدون آن در نظر گرفته شود. تست چشم (بینایی) بوسیله یک شخص صلاحیت دار،یکی از پیش نیازهای تاییدیه AWS به عنوان بازرس جوش تایید شده (CWI) و یا کمک بازرس جوش صلاحیت دار(CAWI) می باشد.
تجهیزات
آزمون های چشمی که به استفاده از ابزار و تجهیزات ویژه ای نیاز دارند، به کاربرد و میزان دقت مورد نیاز برای بازرسی بستگی دارد.بعضی از ابزار ممکن است به خصوصیات خاصی قبل از استفاده نیاز داشته باشند مانند کالیبراسیون. اگر چه در این راهنما بطور اجمالی درباره آزمون چشمی بحث شده است ولی مفاهیم مختلف و تنوع زیادی در تجهیزات وجود دارد.
بعنوان یک قانون عمومی آن ابزاری که با یک کد و مشخصات ویژه ای مطابقت می کند، و برای اندازه گیری با دقتی که قابل پذیرش باشد یا با نیاز بازرسی همخوانی داشته باشد ،می تواند استفاده شود.
تجربه و کارآموزی
از دیگر پیش نیاز ها این است که بازرس چشمی باید دانش و مهارت کافی بر انجام دقیق آزمون داشته باشد. دانش و مهارت از طریق تحصیل و یا کارآموزی بدست می آیند. هر دو روش بصورت (کلاسهای آموزشی) و یا در کار می توانند حاصل شوند. تنوع روشها و پروسه های کسب کردن دانش و مهارت بسیارند ولی هنر خوب قضاوت کردن به راحتی و آسانی بدست نمی آید. باید به افراد مختلف فرصت کافی برای درک نکات کلیدی راجع به آماده سازی اتصالات ، پیش حرارت جوشکاری، دمای بین پاس (Interpass) ، تغییر شکل جوش(Distortion) ، مواد مصرفی جوش و دیگر مواد داده شود. بعلاوه زمان داده شود تا با بسیاری از انواع گوناگون ساخت آشنا شوند.
پروسیجرها
دستورالعمل های بازرسی بطور معمول بوسیله کارفرما تهیه می شوند و نوعا شامل دستورات جزء به جزئی که به پروسه های مختلف ساخت مربوط می شود، ملزومات جزء به جزء مشتری و میزان بازرسی می شود. مواردی مثل چه کسی بازرسی را انجام می دهد، چه وقت بازرسی انجام می گیرد، چگونه آزمون انجام گیرد، و کجا آزمون انجام گیرد؛ نوعا در روش کار شامل شده است.
فاکتورهای جزء به جزء آزمون شامل مواردی همچون طرز کار، تصاویر، فهرستهای کنترل خواص، نیاز به تجهیزات و دیگر موارد می شود. هنگامی که پروسیجرهای نوشته شده در دسترس نمی باشد، ممکن است از بازرس خواسته شود تا مستقیما با کدها و استانداردها کار کند.
برنامه های تاییدیه
برای مطمئن شدن از اینکه بازرسان چشمی با صلاحیت می باشند( یعنی پیش نیازهای کافی برقرار می باشد) باید پرسنل بازرسی چشمی بطور رسمی تایید شوند. گواهینامه(Certification) مدرک تایید می باشد.موسسه جوشکاری آمریکا برنامه های CWI (بازرس جوش با صلاحیت) و (CAWI)کمک بازرس جوش را ارائه داده است.برنامه های دیگری برای بازرسان چشمی جوش ممکن است استفاده شود.
ایمنی
بازرسان چشمی باید تعلیمات کافی در تمارین ایمنی جوشکاری را دریافت نمایند.خطرهای ایمنی بالقوه بسیاری وجود دارد (الکتریسیته،گازها،فوم ها،اشعه UV(ماورابنفش)،گرماو...) هر کسی که برای کار یا رفت و آمد به محیط جوشکاری می اید باید در مورد ایمنی جوشکاری یک دوره کارآموزی بگذراند.
جوشکاری و برش کاری با لیزر
جوشکاری و برشکاری با استفاده از اشعه لیزر از روشهای نوین جوشکاری بوده که در دههای اخیر مورد توجه صنعت قرار گرفته و امروزه به خاطر کیفیت ، سرعت و قابلیت کنترل آن به طور وسیعی در صنعت از آن استفاده می شود .به وسیله متمرکز کردن اشعه لیزر روی فلز یک حوضچه مذاب تشکیل شده و عملیات جوشکاری انجام می شود .
اصول کار و انواع لیزرهای مورد استفاده در جوشکاری به طور عمده از دو نوع لیزر در جوشکاری و برشکاری استفاده می شود : لیزرهای جامد مثل Ruby و ND:YAG و لیزرهای گاز مثل لیزر CO2 . در زیر اصول کار لیزر Ruby که از آن بیشتر در جوشکاری استفاده می شود توضیح داده می شود . این سیستم لیزر از یک کریستال استوانه ای شکل Ruby (Ruby یک نوع اکسید آلومینیوم است که ذرات کرم در آن پخش شده اند . ) تشکیل شده است . دو سر آن کاملا صیقلی و آینه ای شده و در یک سر آن یک سوراخ ریز برای خروج اشعه لیزر وجود دارد . در اطراف این کریستال لامپ گزنون قرار دارد که لامپ فوق برای کار در سرعت حدود 1000 فلاش در ثانیه طراحی شده است . لامپ گزنون با استفاده از یک خازن که حدود 1000 بار در ثانیه شارژ و تخلیه شده فلاش می زند و هنگامی که کریستال Ruby تحت تاثیر این فلاش ها قرار بگیرد اتمهای کرم داخل شبکه کریستالی تحریک شده و در اثر این تحریک امواج نور از خود سطع می کنند و با باز تابش این اشعه ها در سطوح صیقلی و تقویت آنها اشعه لیزر شکل می گیرد . اشعه لیزر شکل گرفته از سوراخ ریز خارج شده و سپس به وسیله یک عدسی بر روی قطعه کار متمرکز شده که بر اثر برخورد انرژی بسیار زیادی در سطح کوچکی آزاد می کند که باعث ذوب و بخار شدن قطعه و انجام عمل ذوب می شود .
محدودیت لیزر Ruby پیوسته نبودن اشعه آن است در حالیکه انرژی خروجی ان بیشتر از لیزر های گاز مانند لیزر CO2 است که در آنها اشعه حاصله پیوسته است، از لیزر CO2 بیشتر به منظور برش استفاده می شود و از لیزر ND:YAG بیشتر برای جوشکاری آلومینیوم استفاده میشود .
از انجا که در این روش مقدار اعظمی از انرژی مصرف شده به گرما تبدیل می شود این سیستم باید به یک سیستم خنک کننده مجهز باشد .
در جوشکاری لیزر دو روش عمده برای جوشکاری وجود دارد : یکی حرکت دادن سریع قطعه زیر اشعه است تا که یک جوش پیوسته شکل بگیرد و دیگری که مرسوم تر است جوش دادن باچند سری پرتاب اشعه است .
در جوشکاری لیزر تمامی عملیات ذوب و انجماد در چند میکروثانیه انجام می گیرد و به خاطر کوتاه بودن این زمان هیچ واکنشی بین فلز مذاب و اتمسفر انجام نخواهد شد و از این رو گاز محافظ لازم ندارد .
طراحی اتصال در جوشکاری لیزر : بهترین طرح اتصال برای این نوع جوشکاری طرح اتصال لب به لب می باشد و با توجه به محدودیت ضخامت در آن می توان ازطرح اتصال های T یا اتصال گوشه نیز استفاده نمود .
مزایای جوشکاری لیزر:
حوضچه مذاب می تواند داخل یک محیط شفاف ایجاد شود باعکس روشهای معمولی که همیشه حوضچه مذاب در سطح خارجی آنها ایجاد می شود محدوده بسیار وسیعی از مواد را مانند آلیاژها با نقاط ذوب فوق العاده بالا ، مواد غیر همجنس و ... را میتوان به یکدیگر جوش داددر این روش میتوان مکان های غیر قابل دسترسی را جوشکاری نمود
از آنجا که هیچ الکترودی برای این منظور استفاده نمی شود نیازی به جریانهای بالا برای جوشکاری نیست
اشعه لیزر نیاز به هیچگونه گاز محافظ یا محیط خلایی برای عملکرد ندارد
. جوشکاری لیزر نسبت به سایر روشهای جوشکاری تمیز تر است
محدودیت ها و معایب جوشکاری لیزر:
سیستم های جوشکاری لیزرنسبت به سایر دستگاههای سنتی جوشکاری بسیار گران هستند و در ضمن لیزرهایی مانند Ruby به خاطر پالسی بودن اکثر آنها از سرعت پیشروی کمی برخوردارند ( 25 تا 250 میلیمتر در دقیقه ) . همچنین این نوع جوشکاری دررای محدودیت عمق نیز می باشد .
موارد استفاده اشعه لیزر
از اشعه لیزر هم به منظور برش و هم به منظور جوشکاری استفاده می شود . این نوع جوشکاری در اتصال قطعات بسیار کوچک الکترونیکی و در سایر میکرو اتصال ها کاربرد دارد . از اشعه لیزر میتوان در جوش دادن آلیاژها و سوپر الیاژها با نقطه ذوب بالا و برای جوش دادن فلزات غیر همجنس استفاده نمود . به طور کلی این روش جوشکاری برای استفاده های دقیق و حساس استفاده میشود . از این روش میتوان در صنعت اتومبیل و مونتاژآن برای جوش دادن درزهای بلند استفاده نمود.
جوشکاری مقاومتی
همانطور که می دانید جوشکاری مقاومتی استفاده وسیعی در صنعت به خاطر تمیز بودن و سهولت انجام کار دارد و امروزه گستره استفاده از آن به میکرو اتصال ها و اتصالات بسیار کوچک نیز رسیده است . در جوشکاری مقاومتی به وسیله عبور جریان بالا از اتصال ( همراه با اعمال فشار ) و ذوب شدن فلزات در نقطه اتصال جوش شکل می گیرد .
این نوع جوشکاری از لحاظ اصول شکل گیری جوش مانند جوشکاری مقاومتی معمولی است ( مانند نقطه جوش Spot Welding ). قطعات روی الکترود مسی پایین قرار گرفته و الکترود بالایی همراه با اعمال فشار به قطعات رسیده و با اعمال جریان بالا و ذوب شدن در نقطه اتصال جوش شکل می گیرد (شکل 3) . تفاوت این نوع جوشکاری با جوشکاری مقاومتی ساده در این است که در این نوع جوشکاری به خاطر دقت بالای مورد نیاز، کنترل فرآیند مشکل است و دیگر اینکه لایه اکسید ایجاد شده به خاطر کوچک بودن منطقه جوش درصد قابل توجهی از جوش را تشکیل می دهد .
حیاتی ترین قسمت این فرایند جریان در نقطه تماس می باشد . در جوش مفاومتی معمولی جریان توسط یک دکمه وصل و سپس طی مدت معینی قطع می شود تا جوش شکل بگیرد ولی در این نوع جوشکاری جریان به یکباره وصل نشده بلکه ابتدا یک جریان کم به اتصال اعمال شده و بعد از مدت معینی به آرامی جریان زیاد میشود ، بعد از نگه داشتن در مدت معینی دوباره به آرامی کم می شود یعنی جریان به صورت یک پروفیل اعمال می شود و دستگاه تغذیه باید توانایی ایجاد این پروفیل جریان را داشته باشد . این امر به خاطر شکستن لایه های اکسید و کم کردن آن در فلز جوش انجام می شود . برای آگاهی از پروفیل جریان و بهترین شکل آن برای فلزات مختلف به مقالات تخصصی که در این زمینه تهیه شده مراجعه کنید .
کاربرد این نوع جوشکاری بیشتر در صنایع الکترونیک ، ساخت اتومبیل ، هوا فضا و ساخت تجهیزات پزشکی می باشد . از جمله کاربرد های آن در در صنایع الکترونیک می توان به اتصال سریع یک سیم به یک سیم دیگر یا قطعه دیگر اشاره نمود مانند ساخت سنسورها ، باتری ها و سلول های خورشیدی . استفاده آن در صنعت اتومبیل ایجاد جوش و اتصال در مونتاژهای سبک مانند سنسورها ، سیستم ایر بگ و کنترل جرقه است . در صنعت پزشکی از این نوع جوشکاری در ساخت وسایلی مانند ابزارهای جراحی و سمعک ها استفاده می شود .
جوشکاری مقاومتی میکرو اتصال ها یا Micro Resistance Welding یک روش مقرون به صرفه برای قطعات کوچک است که بسیار سریع بوده ( در حد کسری از ثانیه ) ،و بسیار تمیز است و قیمت هر اتصال در آن به خاطر مصرف جریان برق ناچیز و استفاده از تجهیزاتی که خیلی گران نیستند بسیار پایین است . با توجه به مزایای فوق استفاده از این روش به سرعت گسترش خواهد یافت
عیوب جوش
تخلخل (porosity )
دلایل تشکیل تخلخل در جوش به شرح زیر است:
عدم خروج به موقع گازها هنگام انجماد جوش
واکنشهای شیمیائی حین جوشکاری
آلودگیها
عیب تخلخل به صورت حفرات کروی شکل برخی اوقات به فرم کرمی شکل نیز در می آید دیده شده است . تخلخلا به صورت مجتمع در برخی از نقات دیده می شوند.
روشهای خذف و یا کاهش تخلخل به صورت زیر است:
انتخاب الکترود و فیلرمتال مناسب
بهبود تکنیکهای جوشکاری از جمله بکار گیری پیش گرمایش و افزایش حرارت ورودی
تمیز کاری مناسب و جلوگیری از دخول آلودگیها
آخلهای سرباره ای:( inclusion )
اکسیدها، شسماند فلاکسها و گل جوش (روپوش الکترود) اگر در فلز جوش محبوس شوند آخال به حساب می آیند. همچنین اگر گاز محافظ به درستی استفاده نشود آلودگیها می توانند سبب بروز آخال در جوش شوند. البته با انتخاب شرایط و تکنیک جوشکاری صحیح می توان سرباره مذاب سیال بر روی فلز جوش مذاب بوجود آورد تا اینکه دیگر در حین انجماد، سرباره درون جوش محبوس نگردد.
روشهای جلو گیری از تشکیل آخال به شرح زیر می باشد:
تمیز کردن سطح جوش پاس قبلی ( خذف گل جوش ) قبل از شروع پاس بعدی توسط برس دستی یا ماشینی
استفاده از گاز محافظ مناسب و به حد کافی
تغییر آلیاژ فیلرمتال و الکترود
ذوب ناقص:(lack of fusion )
این عیب سبب بوجود آمدن گرده جوش ناقص می شود که از نظر استحکام مسلماً مشکل خواهد داشت.
راههای جلوگیری از تشکیل این عیب عبارتند از:
افزایش درجه حرارت فلز پایه
تغییر طرح اتصال و نوع الکترود
تمیز کردن فلزات پایه قبل از جوشکاری
تامین گاز محافظ و کافی حین جوشکاری
نفوذ ناقص: (lack of penetration )
وقتی عمق نفوذ جوش کامل نیست سبب می شود که استحکام اتصال در حد قابل قبولی نباشد.
این عیب می تواند به روشهای زیر از میان رود
افزایش حرارت ورودی
کاهش سرعت جوشکاری
تغییر طرح اتصال
ترک (crack )
ترک می تواند در مناطق و جهات مختلف فلز جوش بوجود اید . انواع ترک عبارتند از: ترکهای طولی، ترکهای عرضی، ترکهای ستاره ای انتهای جوش، ترکهای زیرگرده و ترکهای لبه جوش.
دلایل بوجود آمدن این نوع ترکها یک یا چند عامل از عوامل زیر می باشد:
شیب حرارتی که سبب ایجاد تنشهای حرارتی در ناحیه جوش می شود
تغییرات در فلز جوش که سبب تغییر در میزان انقباض می شود
ترد شدن مرز دانه ها با جدایش عناصری همچون گوگرد در مرزدانه ها حین انجماد فلز جوش
تردی هیدروژنی
عدم انقباض آزادانه فلز جوش حین سرد شدن چیزی مشابه با عاملی که سبب بروز ترکهای گرم در ریخته گری می شود
پیچش در جوش
پیچیدگی:(Distortion)
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 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.
منابع:
1-http://prowelding.roomfa.com/post/19
برای حصول اطمینان از مرغوبیت جوش و مطابقت آن با نیازمندیهای طرح باید کلیه عوامل موثر در جوشکاری در مراحل مختلف اجرا مورد بررسی قرار گیرد
مراحل بازرسی جوش
ـ بازرسی قبل از جوشکاری به منظور آماده کردن مقدمات کار جوشکاری است بطوریکه که موجب بروز عیوب جوش را از بین برده و یا به حدود قابل قبولی تقلیل دهد.
بمصداق «پیشگیری موثرتر از درمان است» می توان گفت:
اعمال یک برنامه بازرسی جشمی مسئولانه می تواند از پیدایش 80 تا 90 درصد از عیوب معمول در جوشکاری جلوگیری کند.
این بازرسی شامل اقدامات زیر می باشد
ــ اطلاع از کیفیت مورد نظر کار و شرایط بهره برداری از قطعات و مجموعه کار
ــ مطالعه دقیق نقشه ها و مشخصات فنی
ــ انتخاب استانداردهای اجرایی
ــ انتخاب و ارزیابی روش جوشکاری
ــ انتخاب مصالح
ــ بازرسی مصالح
ــ انتخاب مواد مصرفی
ــ بازرسی موادمصرفی
ــ طرح و تنظیم نحوه اجرای جوشکاری
ــ بررسی تجهیزات جوشکاری
ــ آزمون جوشکاری و اپراتورها
ـ بازرسی در موقع جوشکاری به منظوراجرای صحیح عملیات جوشکاری ساخت و نصب اطمینان از بکار بردن مصالح و مواد مصرفی درست و جلوگیری از تخلف ها ضروری است
چند نمونه از این بازرسی موقع جوشکاری عبارتند از
ـ بازرسی قطعا متصل شده و درزهای آماده جوشکاری
ـ بازرسی محل های جوش و سطوح مجاور به منظور اطمینان از تمیزی و عدم آلودگی با موادی که اثرات زیانبخش بر جوش دارند.
ـ بازرسی سطوح برشکاری شده با شعله یا شیار زده شده بروش قوسی هوایی از نظر تضاریس ، پوسته، ترک و غیره.
ـ بازرسی ترتیب و توالی جوشکاری، استفاده از قیدها وگیره ها وسایر تمهیدات به منظور کنترل پیچیدگی ناشی از جوشکاری.
ـ بازرسی مواد مصرفی جوشکاری از نظر دارا بودن شرایط مطلوب و گرم و خشک کردن الکترودهای روپوش قلیائی طبق دستورالعمل های مصوبه.
ـ بررسی وضعیت جوشکاران و اپراتورهای جوشکاری از نظر داشتن مهارت و قبولی در آزمون مربوطه.
ـ بازرسی پیش گرم کردن و حفظ درجه حرارت بین پاسی در صورت لزوم .
ـ بازرسی بعد از جوشکاری به منظور درستی مجموعه ساخته شده یا نصب شده و کنترل کیفیت جوش انجام می شود.
چند نمونه از فعالیت های بازرسی بعد از جوشکاری عبارتند از:
ـ بازرسی چشمی از نظر وجود عیوب مرئی، ترک های سطحی( چه در جوش و جه در فلز مبنا)، بریدگی کناره، کندگی، سوختگی، تقعر یا تحدب زیاد نیمرخ جوش، نامساوی بودن ساق ها، گرده اضافی، پرنشدگی کامل، کندگی، نفوذ اضافی، موجدار بودن بیش از حد، چاله انتهای جوش، گره قطع و وصل قوس و غیره.
ـ بازرسی تغییر شکل های ناشی از جوشکاری ( انقباض موضعی، خیز ، خم شدگی، تابیدگی، چرخش ،کمانش، موجدار شدن و غیره) شکستگی محور، به هم خوردگی زاویه ها و غیره.
ـ بازرسی ابعاد جوش و قطعه جوشکاری شده
ــ بازرسی تنش زدائی و سختی پس از تنش زدائی
ــ بازرسی های غیر مخرب ( پرتونگاری، امواج فراصوتی، عیب یابی ذره مغناطیسی، مایع نافذ، جریان گردابی و غیره.
ـ ارزیابی کیفیت جوش بایستی در هر سه مرحله بازرسی قبل از جوشکاری، بازرسی در موقع جوشکاری و بازرسی بعد از جوشکاری صورت پذیرد. جوش انجام شده و قطعه جوش داده شده بایستی با استانداردهای مطلوب کیفیت مطابقت داشته باشند. ارزیابی کیفیت جوشکاری بعهده بازرس است.
برای ارزیابی کیفیت جوشکاری، لازم است استاندارد پذیرش یا معیار پذیرش جوش مشخص باشد و نوع آزمایش غیر مخرب و میزان آزمایش ( صد در صد تصادفی و غیره) تعیین شود. بازرس بایستی نتایج آزمایش ها و بازرسی های انجام شده را تجزیه و تحلیل نماید.
ـ پذیرش جوش در هر سه مرحله بازرسی از اهمین ویژه ای برخوردار است. در واقع پذیرش جوش پس از مقایسه کیفیت جوش حاصل با کیفیت مطلوب انجام می شود. پذیرش باید قطعی و غیر مبهم باشد. برای پذیرش باید گواهینامه صادر شود یا فرم مربوطه تنظیم و امضاء گردد.
ـ تهیه گزارش برای مراحل مختلف بازرسی و کلیه آزمایش های انجام شده، ضروری است.
گزارش نتایج آزمایش ها و بازرسی های انجام شده بایستی بصورت مرتب و مشخص و جداگانه تهیه و تنظیم شود. برای کارهای بازرسی تهیه گزارش خوب که کار ارزیابی و پذیرش نهایی را تسهیل نماید. اعتبار ویژه ای دارد.
وظایف بازرس جوش
مسئولیت ایجاب می کند که بازرس جوش دارای شخصیت حرفه ای با توانایی و شعور خوب باشد، بازرس جوش ممکن است با کارخانجات متعدد ساخت و کارگاه های متعددی سرو کار داشته باشد که بایستی در همه موارد ساعات کار و مقررات کاری و سازمان های مربوطه را رعایت نماید.
مراعات دقیق قواعد و مقررات کار خصوصاً در موارد پرسنلی ، ایمنی و امنیتی الزامی است.
هیچگاه بازرس نبایستی خود را مستحق امتیازات ویژه بداند.
بازرس بایستی در مورد کارگاه ساخت بی طرف باشد، بی معطلی تصمیم بگیرد، بدون آنکه تحت تاثیر نظر دیگران واقع شود و با اتکاؤ به حقایق تصمیم بگیرد و با عقاید مختلف، تصمیم قبلی خود را به آسانی عوض نکند.
چند نمونه از وظایف بازرس جوش عبارتند از:
ـ تفسیر نقشه های جوشکاری و مشخصات.
ـ بررسی سفارش خرید به منظور حصول اطمینان از درستی تعیین مواد جوشکاری و مواد مصرفی.
ـ بررسی و شناسایی مواد دریافت شده طبق سفارش خرید.
ـ برسی ترکیب شیمیایی و خواص مکانیکی از روی گزارش نورد طبق نیازمندیهای معین شده.
ـ بررسی فلز مبنا از نظر عیوب و انرحافات مجاز.
ـ بررسی نحوه انبار کردن فلز پرکننده و دیگر عوامل مصرفی.
ـ بررسی تجهیزات مورد استفاده.
ـ بررسی آماده سازی اتصال جوش .
ـ بررسی بکار گرفتن دستورالعمل جوشکاری تایید شده.
ـ بررسی ارزیابی صلاحیت جوشکاران و اپراتورهای جوشکاری.
ـ انتخاب نمونه های آزمایش تولیدی.
ـ ارزیابی نتایج آزمایشات.
ـ نگهداری سوابق.
ـ تهیه و تنظیم گزارش.
دسته بندی بازرسان جوش
بازرسان جوش را به دسته های ذیل می توان تقسیم بندی نمود:
ـ بازرس کد
ـ بازرس نماینده دولت
ـ بازرس خریدار، مشتری، یا کارفرما
ـ بازرس کارخانه ، سازنده یا پیمانکار
ـ بازرس نماینده مهندس معمار
ـ بازرس یا متخصص آزمایش های مخرب
ـ بازرس یا متخصص آزمایش های غیرمخرب
گر چه وظایف بازرس داخلی و خارجی ( بازرس انتخاب شده از داخل سازمان یا خارج از سازمان) ممکن است با یکدیگر متفاوت باشد ولی در اینجا فقط به ذکر بازرس اکتفا می شود.
مطالبی که در اینجا عرضه می شود گاهی ممکن است به همه دسته بندی های فوق اتلاق شود یا فقط به یک یا چند تا از دسته بندی های فوق محدود گردد.
در همه حالات فرض بر آن است که بازرس صلاحیت های لازم را داشته و قادر است نوع سازه مورد نظر را که به او محول شده است، بازرسی نماید.
ویژگی بازرس جوش
برای بازرس شدن، دارا بودن ویژگی های ذیل ضروری است:
به منظور انجام وظایف بازرسی با رعایت جنبه های وجدانی و حرفه ای اهمیت هیچ یک از ویژگی ها را نمی توان سبک شمرد.
آشنایی با نقشه ها و مشخصات فنی
بازرس جوش بایستی با نقشه های مهندسی اشنا بوده و بتواند مشخصات فنی را تفسیر نماید.
بازرس جوش بایستی علاوه بر نقشه خوانی، با علائم قراردادی جوش و آزمایش های غیرمخرب اشنایی کامل داشته باشد.
آشنایی با زبان جوشکاری
بازرس نمی تواند بدون آشنایی با زبان جوشکاری خود را بازرس بنامد. بازرس بایستی با فرهنگ جوشکاری آشنا بوده و اصطلاحات درست برای هر فرایند جوشکاری را بکار ببرد.
بازرس احتیاج دارد یافته های بازرسی خود را به جوشکاران و دیگر افراد کارگاه که جوش داده اند یا تعمیرات را انجام می دهند و به مهندسانی که نقشه کار را کشیده اند و کسانی که سازه نهایی را می پذیرند، تفهیم نماید.
بنابراین بایستی گزارش خود را طوری تنظیم نماید که برای همه افراد مربوطه قابل درک باشد.
بازرس بایستی فرهنگ جوشکاری را مظالعه نموده، ناپیوستگی ها و عیوب جوش را بشناسد و با روش های بازرسی آشنا باشد.
در بعضی مواقع برای بعضی از فرایندهای جوشکاری از نام های تجارتی استفاده می شود ولی بازرس بایستی در کفتارها و نوشتارهای خود اصطلاحات استاندارد را بکار ببرد.
اشنایی با فرایندی های جوشکاری
بازرس جوش بایستی با فرایندهای مختلف جوشکاری آشنا بوده و منظور از فرایند و کاربرد آن شرح فرایند، منبع حرارتی یا منبع انرژی مورد استفاده، چگومگی کنترل فرایند، جنبه های عملیاتی و مسائل ایمنی مربوط را بداند و بطور کلی از مزایا و محدودیت های فرایند جوشکاری آگاهی کامل داشته باشد.
شناخت روش های آزمایش
برای معلوم شدن انطباق جوش از نظر کیفیت با خواسته های استاندارد، از روش های ازمایش متعددی استفاده می شود.
هر روش آزمایش محدودیت های خود را دارد. بازرس جوش بایستی بداند هر روش
آزمایش چه کاربردی دارد و نتایج حاصله چگونه تجزیه و تحلیل می شود.
توانایی گزارش نویسی و حفظ سوابق
بازرس جوش بایستی در حفظ سوابق بازرسی ها مهارت داشته باشد.
بازرس جوش بایستی قادر به تهیه گزارش کوتاه بادش که بدون هیچگونه مشکلی مفهوم باشد. گزارشات بازرس جوش بایستی آنقدر کامل باشد که دلیل تصمیم او برای ماه های آینده روشن باشد.
بازرس باید منظور خود را در گزارش طوری بیان نماید که برای خواننده نااشنا به موضوع، نیز درک مطلب آسان باشد. بازرس بایستی بخاطر بسپارد حقایقی که در زمان نوشتن گزارش معلومند بعدها و بمرور زمان ممکن است بهمان روشنی، همانظور کامل یا با همان دقت به یاد نماند.
گزارش بازرس بایستی نه تنها تمام نتایج بازرسی و آزمایشات را در برداشته باشد، بلکه بایستی به موضوع دستور العمل جوشکاری، ارزیابی دستور العمل جوشکاری و کنترل مواد جوشکاری نیز اشاره نماید.
تهیه گزارش خوب باعث زیاد شدن اعتبار بازرس می شود.
داشتن وضعیت خوب جسمانی
شرایط جسمانی بازرس بایستی اجازه فعالیت به او بدهد. برای بازرس قبل از جوشکاری، حین جوشکاری و بعد از جوشکاری گاهی صعود از داربست مرتفع یا ورود و خروج از دریچه بازدید لازم است.
معمولاً طوری برنامه ریزی می شود که کار برای جوشکاران با اپرانورهای جوشکاری راحت باشد و از اینرو ممکن است شرایط بازرسی برای بازرس دشوار باشد.
داشتن دید خوب
دارا بودن دید خوب ضروری است. بازرس بایستی قادر باشد از نزدیک جوش ها و نتایج رادیوگرافی یا سایر آزمایش های غیر مخرب را نگاه کند. بازرس دیصلاح از نظر پزشکی دید قابل قبول داشته باشد.
حفظ متانت حرفه ای
بر حفظ متانت حرفه ای بازرس نبایستی بیش از حد تاکید شود. این موضوع در موفقیت یا عدم موفقیت بازرس تاثیر دارد. بازرس برای موفق شدن در کار خود نیاز به همکاری دیگر همکاران دارد و بایست بنحوی کمک آنان را جلب نماید.
بازرس بایستی در بی طرفی و سازگاری در همه تصمیم ها بکوشد. بازرسی بایستی از دستورالعمل بازرسی مشحصی پیروی کند و بازرس بایستی نه سرسخت و نه به آسانی تغییر عقیده داده و رام شود. بازرس تحت هیچ وضعیتی نبایستی طرفداری کند یا بالاجبار تصمیم بگیرد یا تصمیم گرفتن را به تعویق بیندازد.
بازرس ممکن است در موقعیت شغلی جدید در روزها و هفته های نخست مشکل داشته باشد. بازرس در این مدت از نظر خط مشی مورد بازرسی قرار می گیرد. اسناد قرارداد، نیازمندیها، وظایف ، اختیارات و مسئولیت های بازرس را مشخص می نماید.
اگر بازرس شخص مطلع، میانه رو و سازگار باشد و منظور مشخصات قرارداد را مراعات نماید، احترام و همکاری دیگران را کسب خواهد نمود.
تحصیل و آموزش
گذراندن دوره رسمی مهندسی علوم پایه و متالورژی برای بازرسی با ارزش است و بسیاری از بازرسان عالی معلومات معادل را از طریق تجربه و مطالعه کسب نموده اند.
کتاب «راهنمای ارزیابی و تعیین صلاحیت بازرس جوش» منتشره از انجمن جوشکاری آمریکا برای دیپلمه ها می تواند بعنوان درس پیش دانشگاهی یا بعنوان جایگزین دو سال تجربه در بازرسی جوش تلقی شود.
تجربه بازرسی
نگرش فردی و نقطه نظر بازرس خوب فقط از طریق بازرسی بدست می آید . تجربه بازرسی قطعات بدون جوش نیز برای بازرس جوش، فوق العاده مفید است، زیرا طرز فکر و دیدکاری بازرس را وسعت می بخشد.
در بعضی محافل برای صدور گواهینامه صلاحیت بازرسی جوش، از نظر عملی، سوابق بازرسی جوش با وظایفی که در رابطه با بازرسی جوش هستند را ملاک دادن امیتاز می شمارند.
تجربه جوشکاری
تجربه واقعی در جوشکاری یا اپراتوری جوشکاری برای بازرس جوش گرانبهاست. تجربه جوشکاری، دانش جوشکاری بازرس را وسیع می کند، برای او اعبتر می آورد و در توجیه علل مردود کردن کار ضعیف او را یاری می نماید.
بعضی از کارفرمایان خواستار داشتن تجربه جوشکاری برای بازرس مورد نظر خود هستند.
نتیجه گیری
در تمام فعالیت های مهندسی، به منظور آگاهی از کیفیت جوش و مجموعه جوش داده شده، بازرسی جوش ضروری است.
بازرسی جوش می تواند بمقدار قابل توجهی از پیدایش عیوب و تکرار اشتباهات جلوگیری کرده و در هزینه تعمیران صرفه جویی نماید.
ـ بازرسی جوش می تواند از چگونگی رعایت اصول فنی، ضوابط و استانداردها خبر دهد.
ـ بازرسی جوش می تواند ایمنی، بهره وری و عمر بیشتر تأسیسات و تجهیزات راتأمین نماید.
ـ بازرسی جوش می تواند از مطابقت جوش و سازه جوش داده شده با نیازمندیهای طرح اطمینان دهد.
ـ بازرسی جوش بایستی توسط بازرس صلاحیت دار انجام شود
بازرسی چشمی
کاربرداطلاعاتی که در این راهنما آمده است برای مسئولیتها و وظایف عمومی بازرسان چشمی جوش و همچنین کسانی که مسئولیتها و وظایف دقیقی که در کد و استانداردهای خاصی تعریف شده دارند، قابل اجرا می باشد.بازرس باید دانش هر یک از اصول و روشهای آزمون موردنیاز جهت یک جوش مشخص را داشته باشد
مدیریت و نظارت بر بازرسی باید از اصول و روشهای اعمال شده ،درک کافی داشته باشند و این جزئی از مسئولیتهای آنان می باشد.
طراحی و ذکر خصوصیات مناسب مربوط به بازرسی چشمی باید به عنوان قسمتی از قرارداد در نظر گرفته شود. در غیاب چنین ملزوماتی از سازنده باید خواسته شود که بصورت کتبی ،جزئیات روشهای مورد استفاده شامل روشهای آزمون را تهیه کند.
استانداردهای پذیرفته شده باید از طریق سازنده و خریدار ، قبل از هر گونه شروع جوشکاری ، دقیقا درک و تفهیم شود.این مساله فقط به خاطر استفاده موثرتر از روشهای آزمون نمی باشد بلکه برای جلوگیری از بوجود آمدن هر گونه اشکال در جوشکاری انجام گرفته است که ایا جوشکاری ،رضایت بخش و بر طبق خصوصیات ذکر شده در قرارداد بوده یا نه.
هدف: این راهنما شامل پیش زمینه ای از اصول ضروری برای پرسنلی که بازرسی چشمی جوش را انجام می دهند، همچون توانایی ها و محدودیت های فیزیکی ، مثل دانش فنی ، آموزش، تجربه، قضاوت و تاییدیه می شود.این راهنما اصولا یک معرفی از آزمونهای چشمی مربوط به جوشکاری را در برمی گیرد. این بازرسی ها بر حسب زمانی که انجام می گیرند در سه بخش طبقه بندی می شوند:
قبل از جوشکاری
در حین جوشکاری
بعد از جوشکاری
بازرسی چشمی ممکن است بوسیله افراد یا سازمانهای مختلفی انجام گیرد.افرادی که بازرسی چشمی را در مراحل جوشکاری انجام می دهند شامل جوشکاران ، ناظران جوش ، بازرس جوش کارفرما، بازرس خریدار یا بازرس هماهنگ کننده ، می شوند.همچنین در این جزوه در مورد وسایل و تجهیزات بازرسی چشمی که مکررا استفاده می شود همچون وسایل اندازه گیری و دستگاههای نشان دهنده مروری شده است.یک بخش نیز در مورد رکوردهای ثبت شده است وابعادی را که در یک سند رسمی نتایج بازرسی چشمی باید در نظر گرفته شود را بیان می کند. بالاخره این راهنما مرجع یا مطالب بیشتری را در بر میگیردکه ضرورت هایی با جزئیات بیشتر را برای برنامه های بازرسی چشمی ویژه در اختیار قرار می دهد.
اطلاعات عمومی .در بسیاری از برنامه های تدوین شده توسط سازنده جهت کنترل کیفیت محصولات،از آزمون چشمی به عنوان اولین تست و یا در بعضی موارد به عنوان تنها متد ارزیابی بازرسی ،استفاده می شود اگر آزمون چشمی بطور مناسب اعمال شود،ابزار ارزشمندی می تواند واقع گردد
بعلاوه یافتن محل عیوب سطحی، بازرسی چشمی می تواند بعنوان تکنیک فوق العاده کنترل پروسه برای کمک در شناسایی مسائل و مشکلات مابعد ساخت بکار گرفته شود
آزمون چشمی روشی برای شناسایی نواقص و معایب سطحی می باشد نتیجتا هر برنامه کنترل کیفیت که شامل بازرسی چشمی می باشد،باید محتوی یک سری آزمایشات متوالی انجام شده در طول تمام مراحل کاری در ساخت باشد.بدین گونه بازرسی چشمی سطوح معیوب که در مراحل ساخت اتفاق می افتد،میسر میشود.
کشف و تعمیر این عیوب در زمان فوق،کاهش هزینه قابل توجهی را در بر خواهد داشت.بطوری که نشان داده شده است بسیاری از عیوبی که بعدها با روشهای تست پیشرفته تری کشف می شوند،با برنامه بازرسی چشمی قبل،حین و بعد از جوشکاری به راحتی قابل کشف می باشند سازندگان فایده یک سیستم کیفیتی که بازرسی چشمی منظمی داشته است را بخوبی درک کرده اند.
میزان تاثیر بازرسی چشمی هنگامی بهتر می شود که یک سیستمی که تمام مراحل پروسه جوشکاری(قبل،حین و بعد از جوشکاری) را بپوشاند،نهادینه شود.
قبل از جوشکاری ،یک سری موارد نیاز به توجه بازرس چشمی دارد که شامل زیر است:
مرور طراحی ها و مشخصات
چک کردن تاییدیه پروسیجرها و پرسنل مورد استفاده
بنانهادن نقاط تست
نصب نقشه ای برای ثبت نتایج
مرور مواد مورد استفاده
چک کردن ناپیوستگی های فلز پایه
چک کردن فیت آپ و تراز بندی اتصالات جوش
چک کردن پیش گرمایی در صورت نیاز
اگر بازرس توجه بسیار دقیقی به این آیتم های مقدماتی بکند،می تواند از بسیاری مسائل که بعدها ممکن است اتفاق بیافتد،جلوگیری نماید.مساله بسیار مهم این است که بازرس باید بداند چه چیزهایی کاملا مورد نیاز می باشد.این اطلاعات را می توان از مرور مستندات مربوطه بدست آورد.با مرور این اطلاعات،سیستمی باید بنا نهاده شود که تضمین کند رکوردهای کامل و دقیقی را می توان بطور عملی ایجاد کرد.
نقاط نگهداری.
باید بنا نهادن نقاط تست یا نقاط نگهداری جایی که آزمون باید قبل از تکمیل هر گونه مراحل بعدی ساخت انجام شود، در نظر گرفته شود. این موضوع در پروژه های بزرگ ساخت یا تولیدات جوشکاری انبوه بیشترین اهمیت را دارد
روشهای جوشکاری
مرحله دیگر مقدماتی این است که اطمینان حاصل کنیم آیا روشهای قابل اعمال جوشکاری ،ملزومات کار را برآورده می سازند یا نه؟مستندات مربوط به تایید یا صلاحیت های جوشکاران هر کدام بطور جداگانه باید مرور شود.طراحی ها و مشخصات معین می کند که چه فلزهای پایه ای باید به یکدیگر متصل شوند و چه فلز پرکننده باید مورد استفاده قرار گیرد.برای جوشکاری سازه و دیگر کاربردهای بحرانی،جوشکاری بطور معمول بر طبق روشهای تایید شده ای که متغیرهای اساسی پروسه را ثبت می کنند و بوسیله جوشکارانی که برای پروسه ،ماده و موقعیتی که قرار است جوشکاری شود،تایید شده اند،انجام می گیرد.در بعضی موارد مراحل اضافی برای آماده سازی مواد مورد نیاز می باشد.بطور مثال در جاهایی که الکترودهای از نوع کم-هیدروژن مورد نیاز باشد،وسایل ذخیره آن باید بوسیله سازنده در نظر گرفته شود.
موادپایه
قبل از جوشکاری ، شناسایی نوع ماده و یک تست کامل از فلزات پایه ای مربوطه باید انجام گیرد.اگر یک ناپیوستگی همچون جدالایگی صفحه ای وجود داشته باشد و کشف نشده باقی بماند روی صحت ساختاری کل جوش احتمال تاثیر دارد.در بسیاری از اوقات جدالایگی در طول لبه ورقه قابل رویت می باشد بخصوص در لبه هایی که با گاز اکسیژن برش داده شده است.
مونتاژ اتصالات
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:
زاویة شیار (Groove angle)
دهانه ریشه (Root opening)
ترازبندی اتصال (Joint alignment)
پشت بند (Backing)
الکترودهای مصرفی (Consumable insert)
تمیز بودن اتصال (Joint cleanliness)
خال جوش ها (Tack welds)
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.
حین جوشکاری
در حین جوشکاری،چندین آیتم وجود دارد که نیاز به کنترل دارد تا نتیجتا جوش رضایتبخشی حاصل شود.آزمون چشمی اولین متد برای کنترل این جنبه از ساخت می باشد.این می تواند ابزار ارزشمندی در کنترل پروسه باشد.بعضی از این جنبه های ساخت که باید کنترل شوند شامل موارد زیر می باشد:
کیفیت پاس ریشه جوش(weld root bead(
آماده سازی ریشه اتصال قبل از جوشکاری طرف دوم
پیش گرمی و دماهای میان پاسی
توالی پاسهای جوش
لایه های بعدی جهت کیفیت جوش معلوم
تمیز نمودن بین پاسها
پیروی از پروسیجر کاری همچون ولتاژ،آمپر،ورود حرارت،سرعت.
هر کدام از این فاکتورها اگر نادیده گرفته شود سبب بوجود آمدن ناپیوستگی هایی می شود که می تواند کاهش جدی کیفیت را در بر داشته باشد.
پاس ریشه جوش
شاید بتوان گفت بحرانی ترین قسمت هر جوشی پاس ریشه جوش می باشد.مشکلاتی که در این نقطه وجود داردودر نتیجه بسیاری از عیوب که بعدها در یک جوش کشف می شوند مربوط به پاس ریشه جوش می باشند.بازرسی چشمی خوب روی پاس ریشه جوش می تواند بسیار موثر باشد.وضعیت بحرانی دیگر ریشه اتصال در درزهای جوش دو طرفه هنگام اعمال جوش طرف دوم بوجود می آید. این مساله معمولا شامل جداسازی سرباره(slag)
تراشه برداری(chipping)
رویه برداری حرارتی(thermal gouging)
سنگ زنی(grinding)
می باشد.وقتی که عملیات جداسازی کاملا انجام گرفت آزمایش منطقه گودبرداری شده قبل از جوشکاری طرف دوم لازم است.این کار به خاطر این است که از جداشدن تمام ناپیوستگی ها اطمینان حاصل شود.اندازه یا شکل شیار برای دسترسی راحت تر به تمام سطوح امکان تغییر دارد.
پیش گرمی و دماهای بین پاس
پیش گرمی و دماهای بین پاس می توانند بحرانی باشند و اگر تخصیص یابند قابل اندازه گیری می باشند.محدودیت ها اغلب بعنوان می نیمم،ماکزیمم و یا هر دو بیان می شوند.همچنین برای مساعدت در کنترل مقدار گرما در منطقه جوش،توالی و جای تک تک پاسها اهمیت دارد بازرس باید ازاندازه و محل هر تغییر شکل یا چروکیدگی سبب شده بوسیله حرارت جوشکاری آگاه باشد. بسیاری از اوقات همزمان با پیشرفت گرمای جوشکاری اندازه گیری های تصحیحی گرفته می شود تا مسائل کمتری بوجود آید.
آزمایش بین لایه ای
برای ارزیابی کیفیت جوش هنگام پیشروی عملیات جوشکاری،بهتر است که هر لایه بصورت چشمی آزمایش شود تا از صحت آن اطمینان حاصل شود.همچنین با این کار می توان دریافت که آیا بین پاسها بخوبی تمیز شده اند یا نه؟ با این عمل می توان امکان روی دادن ناخالصی سرباره در جوش پایانی را کاهش داد.بسیاری از این گونه موارد احتمالا در دستورالعمل جوشکاری اعمالی،آورده شده اند
در این گونه موارد،بازرسی چشمی که در طول جوشکاری انجام می گیرد اساسا برای کنترل این است که ملزومات روش جوشکاری رعایت شده باشد.
بعد از جوشکاری
بسیاری از افراد فکر می کنند که بازرسی چشمی درست بعد از تکمیل جوشکاری شروع می شود.به هر حال اگر همه مراحلی که قبلا شرح داده شد،قبل و حین جوشکاری رعایت شده باشد،آخرین مرحله بازرسی چشمی به راحتی تکمیل خواهد شد.از طریق این مرحله از بازرسی نسبت به مراحلی که قبلا طی شده و نتیجتا جوش رضایت بخشی را بوجود آورده اطمینان حاصل خواهد شد.
بعضی از مواردی که نیاز به توجه خاصی بعد از تکمیل جوشکاری دارند عبارتند از:
ظاهر جوش بوجود آمده
اندازه جوش بوجود آمده
طول جوش
صحت ابعادی
میزان تغییر شکل
عملیات حرارتی بعد از جوشکاری
هدف اساسی از بازرسی جوش بوجود آمده در آخرین مرحله این است که از کیفیت جوش اطمینان حاصل شود. بنابراین آزمون چشمی چندین چیز مورد نیاز می باشد.بسیاری از کدها و استانداردها میزان ناپیوستگی هایی که قابل قبول هستند را شرح می دهد و بسیاری از این ناپیوستگی ها ممکن است در سطح جوش تکمیل شده بوجود آیند.
ناپیوستگی ها
بعضی از انواع ناپیوستگی هایی که در جوشها یافت می شوند عبارتند از:
تخلخل
ذوب ناقص
نفوذ ناقص در درز
بریدگی(سوختگی) کناره جوش
رویهم افتادگی
ترکها
ناخالصی های سرباره
گرده جوش اضافی
در حالی که ملزومات کد امکان دارد مقادیر محدودی از بعضی از این ناپیوستگی ها را تایید نماید ولی عیوب ترک و ذوب ناقص هرگز پذیرفته نمی شود برای سازه هایی که تحت بار خستگی و یا سیکلی
می باشند، خطر این ناپیوستگی های سطحی افزایش می یابد. در اینگونه شرایط،بازرسی چشمی سطوح ،پر اهمیت ترین بازرسی است که می توان انجام داد
وجود سوختگی) کناره Undercut)رویهم افتادگی)Overlap) و کنتور نامناسب سبب افزایش تنش می شود؛ بار خستگی می تواند سبب شکستهای ناگهانی شود که از این تغییر حالتهایی که بطور طبیعی روی می دهد، زیاد می شود.به همین خاطر است که بسیاری اوقات کنترل مناسب یک جوش می تواند بسیار با اهمیت تر از اندازه واقعی جوش باشد،زیرا جوشی که مقداری از اندازه واقعی کمتر باشد،بدون ناخالصی ها و نامنظمی های درشت،می تواند بسیار رضایت بخش تر از جوشی باشد که اندازه کافی ولی کنتور ضعیفی داشته باشد.
برای تعیین اینکه مطابق استاندارد بوده است ،بازرس باید کنترل کند که آیا همه جوشها طبق ملزومات طراحی از لحاظ اندازه و محل(موقعیت) صحیح می باشند یا نه؟اندازه جوش گوشه ای(Fillet) بوسیله یکی از چندین نوع سنجه های جوش برای تعیین بسیار دقیق و صحیح اندازه تعیین می شود.
در مورد جوشهای شیاری(Groove) باید از لحاظ گرده جوش مناسب دو طرف درز را اندازه گیری کرد.بعضی از شرایط ممکن است نیاز به ساخت سنجه های جوش خاص داشته باشند.
عملیات حرارتی بعد از جوشکاری
به لحاظ اندازه،شکل، یا نوع فلز پایه ممکن است عملیات حرارتی بعد از جوش در روش جوشکاری اعمال شود.این کار فقط از طریق اعمال حرارت(گرما) در محدوده دمایی بین پاس یا نزدیک به دمای آن ،صورت می گیرد تا از لحاظ متالورژیکی خواص جوش بوجود آمده را کنترل نمود. حرارت دادن در درجه حرارت دمای بین پاس،ساختار بلوری را به استثناء موارد خاص تحت تاثیر قرار نمی دهد.بعضی از حالات ممکن است نیاز به عملیات تنش زدایی حرارتی داشته باشند.بطوری که قطعات جوش خورده بتدریج در یک سرعت مشخص تا محدوده تنش زدایی تقریبا °F1100 تا F °1200 (590 تا 650 درجه سانتی گراد) برای اکثر فولادهای کربنی گرما داده می شود.
بعد از نگهداری در این دما به مدت یک ساعت برای هر اینچ از ضخامت فلز پایه،قطعات جوش خورده تا دمای حدود °F600 (315 درجه سانتی گراد) در یک سرعت کنترل شده سرد می شود. بازرس در تمام این مدت مسئولیت نظارت بر انجام کار را دارد تا از صحت کار انجام شده و تطابق با ملزومات روش کار اطمینان حاصل نماید.
آزمایش ابعاد پایانی
اندازه گیری دیگری که کیفیت یک قطعه جوشکاری شده را تحت تاثیر قرار می دهد صحت ابعادی آن می باشد. اگر یک قسمت جوشکاری شده بخوبی جفت و جور نشود،ممکن است غیر قابل استفاده شود اگرچه جوش دارای کیفیت کافی باشد.
حرارت جوشکاری ، فلز پایه را تغییر شکل داده و می تواند ابعاد کلی اجزاء را تغییر دهد.بنابراین، آزمایش ابعادی بعد از جوشکاری ممکن است برای تعیین متناسب بودن قطعات جوشکاری شده برای استفاده موردنظر مورد نیاز واقع شود.
اطلاعات عمومی
همانند روشهای دیگر بازرسی غیر مخرب، پیش نیازهای مختلفی وجود دارد که باید قبل از انجام آزمون چشمی در نظر گرفته شود. بعضی از مشخصات بسیار رایج که باید در نظر گرفته شود در پایین بحث شده است.
تیزبینی
یکی از پیش نیازهای بسیار واضح این است که بازرس چشمی تیزبینی و دقت چشم کافی برای انجام بازرسی داشته باشد. در این مورد باید بینایی کافی در دور و نزدیک با استفاده از عینک یا بدون آن در نظر گرفته شود. تست چشم (بینایی) بوسیله یک شخص صلاحیت دار،یکی از پیش نیازهای تاییدیه AWS به عنوان بازرس جوش تایید شده (CWI) و یا کمک بازرس جوش صلاحیت دار(CAWI) می باشد.
تجهیزات
آزمون های چشمی که به استفاده از ابزار و تجهیزات ویژه ای نیاز دارند، به کاربرد و میزان دقت مورد نیاز برای بازرسی بستگی دارد.بعضی از ابزار ممکن است به خصوصیات خاصی قبل از استفاده نیاز داشته باشند مانند کالیبراسیون. اگر چه در این راهنما بطور اجمالی درباره آزمون چشمی بحث شده است ولی مفاهیم مختلف و تنوع زیادی در تجهیزات وجود دارد.
بعنوان یک قانون عمومی آن ابزاری که با یک کد و مشخصات ویژه ای مطابقت می کند، و برای اندازه گیری با دقتی که قابل پذیرش باشد یا با نیاز بازرسی همخوانی داشته باشد ،می تواند استفاده شود.
تجربه و کارآموزی
از دیگر پیش نیاز ها این است که بازرس چشمی باید دانش و مهارت کافی بر انجام دقیق آزمون داشته باشد. دانش و مهارت از طریق تحصیل و یا کارآموزی بدست می آیند. هر دو روش بصورت (کلاسهای آموزشی) و یا در کار می توانند حاصل شوند. تنوع روشها و پروسه های کسب کردن دانش و مهارت بسیارند ولی هنر خوب قضاوت کردن به راحتی و آسانی بدست نمی آید. باید به افراد مختلف فرصت کافی برای درک نکات کلیدی راجع به آماده سازی اتصالات ، پیش حرارت جوشکاری، دمای بین پاس (Interpass) ، تغییر شکل جوش(Distortion) ، مواد مصرفی جوش و دیگر مواد داده شود. بعلاوه زمان داده شود تا با بسیاری از انواع گوناگون ساخت آشنا شوند.
پروسیجرها
دستورالعمل های بازرسی بطور معمول بوسیله کارفرما تهیه می شوند و نوعا شامل دستورات جزء به جزئی که به پروسه های مختلف ساخت مربوط می شود، ملزومات جزء به جزء مشتری و میزان بازرسی می شود. مواردی مثل چه کسی بازرسی را انجام می دهد، چه وقت بازرسی انجام می گیرد، چگونه آزمون انجام گیرد، و کجا آزمون انجام گیرد؛ نوعا در روش کار شامل شده است.
فاکتورهای جزء به جزء آزمون شامل مواردی همچون طرز کار، تصاویر، فهرستهای کنترل خواص، نیاز به تجهیزات و دیگر موارد می شود. هنگامی که پروسیجرهای نوشته شده در دسترس نمی باشد، ممکن است از بازرس خواسته شود تا مستقیما با کدها و استانداردها کار کند.
برنامه های تاییدیه
برای مطمئن شدن از اینکه بازرسان چشمی با صلاحیت می باشند( یعنی پیش نیازهای کافی برقرار می باشد) باید پرسنل بازرسی چشمی بطور رسمی تایید شوند. گواهینامه(Certification) مدرک تایید می باشد.موسسه جوشکاری آمریکا برنامه های CWI (بازرس جوش با صلاحیت) و (CAWI)کمک بازرس جوش را ارائه داده است.برنامه های دیگری برای بازرسان چشمی جوش ممکن است استفاده شود.
ایمنی
بازرسان چشمی باید تعلیمات کافی در تمارین ایمنی جوشکاری را دریافت نمایند.خطرهای ایمنی بالقوه بسیاری وجود دارد (الکتریسیته،گازها،فوم ها،اشعه UV(ماورابنفش)،گرماو...) هر کسی که برای کار یا رفت و آمد به محیط جوشکاری می اید باید در مورد ایمنی جوشکاری یک دوره کارآموزی بگذراند.
جوشکاری و برش کاری با لیزر
جوشکاری و برشکاری با استفاده از اشعه لیزر از روشهای نوین جوشکاری بوده که در دههای اخیر مورد توجه صنعت قرار گرفته و امروزه به خاطر کیفیت ، سرعت و قابلیت کنترل آن به طور وسیعی در صنعت از آن استفاده می شود .به وسیله متمرکز کردن اشعه لیزر روی فلز یک حوضچه مذاب تشکیل شده و عملیات جوشکاری انجام می شود .
اصول کار و انواع لیزرهای مورد استفاده در جوشکاری به طور عمده از دو نوع لیزر در جوشکاری و برشکاری استفاده می شود : لیزرهای جامد مثل Ruby و ND:YAG و لیزرهای گاز مثل لیزر CO2 . در زیر اصول کار لیزر Ruby که از آن بیشتر در جوشکاری استفاده می شود توضیح داده می شود . این سیستم لیزر از یک کریستال استوانه ای شکل Ruby (Ruby یک نوع اکسید آلومینیوم است که ذرات کرم در آن پخش شده اند . ) تشکیل شده است . دو سر آن کاملا صیقلی و آینه ای شده و در یک سر آن یک سوراخ ریز برای خروج اشعه لیزر وجود دارد . در اطراف این کریستال لامپ گزنون قرار دارد که لامپ فوق برای کار در سرعت حدود 1000 فلاش در ثانیه طراحی شده است . لامپ گزنون با استفاده از یک خازن که حدود 1000 بار در ثانیه شارژ و تخلیه شده فلاش می زند و هنگامی که کریستال Ruby تحت تاثیر این فلاش ها قرار بگیرد اتمهای کرم داخل شبکه کریستالی تحریک شده و در اثر این تحریک امواج نور از خود سطع می کنند و با باز تابش این اشعه ها در سطوح صیقلی و تقویت آنها اشعه لیزر شکل می گیرد . اشعه لیزر شکل گرفته از سوراخ ریز خارج شده و سپس به وسیله یک عدسی بر روی قطعه کار متمرکز شده که بر اثر برخورد انرژی بسیار زیادی در سطح کوچکی آزاد می کند که باعث ذوب و بخار شدن قطعه و انجام عمل ذوب می شود .
محدودیت لیزر Ruby پیوسته نبودن اشعه آن است در حالیکه انرژی خروجی ان بیشتر از لیزر های گاز مانند لیزر CO2 است که در آنها اشعه حاصله پیوسته است، از لیزر CO2 بیشتر به منظور برش استفاده می شود و از لیزر ND:YAG بیشتر برای جوشکاری آلومینیوم استفاده میشود .
از انجا که در این روش مقدار اعظمی از انرژی مصرف شده به گرما تبدیل می شود این سیستم باید به یک سیستم خنک کننده مجهز باشد .
در جوشکاری لیزر دو روش عمده برای جوشکاری وجود دارد : یکی حرکت دادن سریع قطعه زیر اشعه است تا که یک جوش پیوسته شکل بگیرد و دیگری که مرسوم تر است جوش دادن باچند سری پرتاب اشعه است .
در جوشکاری لیزر تمامی عملیات ذوب و انجماد در چند میکروثانیه انجام می گیرد و به خاطر کوتاه بودن این زمان هیچ واکنشی بین فلز مذاب و اتمسفر انجام نخواهد شد و از این رو گاز محافظ لازم ندارد .
طراحی اتصال در جوشکاری لیزر : بهترین طرح اتصال برای این نوع جوشکاری طرح اتصال لب به لب می باشد و با توجه به محدودیت ضخامت در آن می توان ازطرح اتصال های T یا اتصال گوشه نیز استفاده نمود .
مزایای جوشکاری لیزر:
حوضچه مذاب می تواند داخل یک محیط شفاف ایجاد شود باعکس روشهای معمولی که همیشه حوضچه مذاب در سطح خارجی آنها ایجاد می شود محدوده بسیار وسیعی از مواد را مانند آلیاژها با نقاط ذوب فوق العاده بالا ، مواد غیر همجنس و ... را میتوان به یکدیگر جوش داددر این روش میتوان مکان های غیر قابل دسترسی را جوشکاری نمود
از آنجا که هیچ الکترودی برای این منظور استفاده نمی شود نیازی به جریانهای بالا برای جوشکاری نیست
اشعه لیزر نیاز به هیچگونه گاز محافظ یا محیط خلایی برای عملکرد ندارد
. جوشکاری لیزر نسبت به سایر روشهای جوشکاری تمیز تر است
محدودیت ها و معایب جوشکاری لیزر:
سیستم های جوشکاری لیزرنسبت به سایر دستگاههای سنتی جوشکاری بسیار گران هستند و در ضمن لیزرهایی مانند Ruby به خاطر پالسی بودن اکثر آنها از سرعت پیشروی کمی برخوردارند ( 25 تا 250 میلیمتر در دقیقه ) . همچنین این نوع جوشکاری دررای محدودیت عمق نیز می باشد .
موارد استفاده اشعه لیزر
از اشعه لیزر هم به منظور برش و هم به منظور جوشکاری استفاده می شود . این نوع جوشکاری در اتصال قطعات بسیار کوچک الکترونیکی و در سایر میکرو اتصال ها کاربرد دارد . از اشعه لیزر میتوان در جوش دادن آلیاژها و سوپر الیاژها با نقطه ذوب بالا و برای جوش دادن فلزات غیر همجنس استفاده نمود . به طور کلی این روش جوشکاری برای استفاده های دقیق و حساس استفاده میشود . از این روش میتوان در صنعت اتومبیل و مونتاژآن برای جوش دادن درزهای بلند استفاده نمود.
جوشکاری مقاومتی
همانطور که می دانید جوشکاری مقاومتی استفاده وسیعی در صنعت به خاطر تمیز بودن و سهولت انجام کار دارد و امروزه گستره استفاده از آن به میکرو اتصال ها و اتصالات بسیار کوچک نیز رسیده است . در جوشکاری مقاومتی به وسیله عبور جریان بالا از اتصال ( همراه با اعمال فشار ) و ذوب شدن فلزات در نقطه اتصال جوش شکل می گیرد .
این نوع جوشکاری از لحاظ اصول شکل گیری جوش مانند جوشکاری مقاومتی معمولی است ( مانند نقطه جوش Spot Welding ). قطعات روی الکترود مسی پایین قرار گرفته و الکترود بالایی همراه با اعمال فشار به قطعات رسیده و با اعمال جریان بالا و ذوب شدن در نقطه اتصال جوش شکل می گیرد (شکل 3) . تفاوت این نوع جوشکاری با جوشکاری مقاومتی ساده در این است که در این نوع جوشکاری به خاطر دقت بالای مورد نیاز، کنترل فرآیند مشکل است و دیگر اینکه لایه اکسید ایجاد شده به خاطر کوچک بودن منطقه جوش درصد قابل توجهی از جوش را تشکیل می دهد .
حیاتی ترین قسمت این فرایند جریان در نقطه تماس می باشد . در جوش مفاومتی معمولی جریان توسط یک دکمه وصل و سپس طی مدت معینی قطع می شود تا جوش شکل بگیرد ولی در این نوع جوشکاری جریان به یکباره وصل نشده بلکه ابتدا یک جریان کم به اتصال اعمال شده و بعد از مدت معینی به آرامی جریان زیاد میشود ، بعد از نگه داشتن در مدت معینی دوباره به آرامی کم می شود یعنی جریان به صورت یک پروفیل اعمال می شود و دستگاه تغذیه باید توانایی ایجاد این پروفیل جریان را داشته باشد . این امر به خاطر شکستن لایه های اکسید و کم کردن آن در فلز جوش انجام می شود . برای آگاهی از پروفیل جریان و بهترین شکل آن برای فلزات مختلف به مقالات تخصصی که در این زمینه تهیه شده مراجعه کنید .
کاربرد این نوع جوشکاری بیشتر در صنایع الکترونیک ، ساخت اتومبیل ، هوا فضا و ساخت تجهیزات پزشکی می باشد . از جمله کاربرد های آن در در صنایع الکترونیک می توان به اتصال سریع یک سیم به یک سیم دیگر یا قطعه دیگر اشاره نمود مانند ساخت سنسورها ، باتری ها و سلول های خورشیدی . استفاده آن در صنعت اتومبیل ایجاد جوش و اتصال در مونتاژهای سبک مانند سنسورها ، سیستم ایر بگ و کنترل جرقه است . در صنعت پزشکی از این نوع جوشکاری در ساخت وسایلی مانند ابزارهای جراحی و سمعک ها استفاده می شود .
جوشکاری مقاومتی میکرو اتصال ها یا Micro Resistance Welding یک روش مقرون به صرفه برای قطعات کوچک است که بسیار سریع بوده ( در حد کسری از ثانیه ) ،و بسیار تمیز است و قیمت هر اتصال در آن به خاطر مصرف جریان برق ناچیز و استفاده از تجهیزاتی که خیلی گران نیستند بسیار پایین است . با توجه به مزایای فوق استفاده از این روش به سرعت گسترش خواهد یافت
عیوب جوش
تخلخل (porosity )
دلایل تشکیل تخلخل در جوش به شرح زیر است:
عدم خروج به موقع گازها هنگام انجماد جوش
واکنشهای شیمیائی حین جوشکاری
آلودگیها
عیب تخلخل به صورت حفرات کروی شکل برخی اوقات به فرم کرمی شکل نیز در می آید دیده شده است . تخلخلا به صورت مجتمع در برخی از نقات دیده می شوند.
روشهای خذف و یا کاهش تخلخل به صورت زیر است:
انتخاب الکترود و فیلرمتال مناسب
بهبود تکنیکهای جوشکاری از جمله بکار گیری پیش گرمایش و افزایش حرارت ورودی
تمیز کاری مناسب و جلوگیری از دخول آلودگیها
آخلهای سرباره ای:( inclusion )
اکسیدها، شسماند فلاکسها و گل جوش (روپوش الکترود) اگر در فلز جوش محبوس شوند آخال به حساب می آیند. همچنین اگر گاز محافظ به درستی استفاده نشود آلودگیها می توانند سبب بروز آخال در جوش شوند. البته با انتخاب شرایط و تکنیک جوشکاری صحیح می توان سرباره مذاب سیال بر روی فلز جوش مذاب بوجود آورد تا اینکه دیگر در حین انجماد، سرباره درون جوش محبوس نگردد.
روشهای جلو گیری از تشکیل آخال به شرح زیر می باشد:
تمیز کردن سطح جوش پاس قبلی ( خذف گل جوش ) قبل از شروع پاس بعدی توسط برس دستی یا ماشینی
استفاده از گاز محافظ مناسب و به حد کافی
تغییر آلیاژ فیلرمتال و الکترود
ذوب ناقص:(lack of fusion )
این عیب سبب بوجود آمدن گرده جوش ناقص می شود که از نظر استحکام مسلماً مشکل خواهد داشت.
راههای جلوگیری از تشکیل این عیب عبارتند از:
افزایش درجه حرارت فلز پایه
تغییر طرح اتصال و نوع الکترود
تمیز کردن فلزات پایه قبل از جوشکاری
تامین گاز محافظ و کافی حین جوشکاری
نفوذ ناقص: (lack of penetration )
وقتی عمق نفوذ جوش کامل نیست سبب می شود که استحکام اتصال در حد قابل قبولی نباشد.
این عیب می تواند به روشهای زیر از میان رود
افزایش حرارت ورودی
کاهش سرعت جوشکاری
تغییر طرح اتصال
ترک (crack )
ترک می تواند در مناطق و جهات مختلف فلز جوش بوجود اید . انواع ترک عبارتند از: ترکهای طولی، ترکهای عرضی، ترکهای ستاره ای انتهای جوش، ترکهای زیرگرده و ترکهای لبه جوش.
دلایل بوجود آمدن این نوع ترکها یک یا چند عامل از عوامل زیر می باشد:
شیب حرارتی که سبب ایجاد تنشهای حرارتی در ناحیه جوش می شود
تغییرات در فلز جوش که سبب تغییر در میزان انقباض می شود
ترد شدن مرز دانه ها با جدایش عناصری همچون گوگرد در مرزدانه ها حین انجماد فلز جوش
تردی هیدروژنی
عدم انقباض آزادانه فلز جوش حین سرد شدن چیزی مشابه با عاملی که سبب بروز ترکهای گرم در ریخته گری می شود
پیچش در جوش
پیچیدگی:(Distortion)
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 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.
منابع:
1-http://prowelding.roomfa.com/post/19