منطقه HAZ در جوشکاری

علت به وجود آمدن این منطقه در فرآیندهای جوشکاری را می توان مربوط به انتقال حرارت و انجام استحاله های متالورژیکی مرتبط با آن دانست.در این منطقه معمولا ترکیب شیمیایی ثابت مانده ولی ساختار فلز تغییر می کند.
۱- روش های جوشکاری بر میزان آن موثرندومعمولا در روش جوش SMAW کمترین پهنا را دارد.در روش های گازی ،این منطقه دارای پهنای زیادی دارد چرا که میزان حرارت ورودی در آن زیاد است.
2- هر چه ضریب انتقال حرارت فلز پایه بیشتر باشد،این منطقه از پهنای بیشتری نیز برخوردار خواهد بود.
3- هر چه سرعت جوشکاری بالا باشد،پهنای این منطقه کمتر خواهد شد.
4- هرچه دمای پیش گرم کمتر باشد ،پهنای این منطقه نیز کمتر می شود.
5-در جوشکاری چند پاسی معمولا منطقه HAZ پهنای کمتری در مقایسه با جوش یک پاسی دارد.
در این منطقه ،حرارت دیدن منطقه فلز پایه با شرایط مختلف باعث می شود که ساختار متالورژیکی فلز پایه تغییرات زیادی نماید.دقیقا مثل این است که فلز پایه را در این منطقه آستنیتی کرده و سپس سریع سرد شود. در این منطقه،مارتنزیت تشکیل می شود.معمولا نیز سختی در این مناطق بحرانی است.فلذا در سرویس هایی که با محیط ترش سروکار دارند،میزان سختی و کنترل آن عامل بسیار مهمی است به طوریکه برای فولادهای کربنی ،میزان سختی نباید از 22 راکول سی افزایش یابد.معمولا نیز درمنطقه HAZ هرچقدر به منطقه جوش نزدیکتر می شویم؛با توجه به افزایش نرخ سردایش،سختی نیز زیاد می شود. 

وسعت و گستردگی ناحیه متاثر از حرارت به عوامل زیر بستگی دارد :

1. روش جوشکاری : در جوشکاری قوس الکتریکی دستی ، وسعت ناحیه HAZ دارای کمترین مقدار است و به 2 تا 2.5 میلیمتر می رسد. در جوشکاری با الکترود های پوشش دار وسعت این ناحیه 4 تا 10 میلیمتر است در حالی که در جوشکاری گازی به 20 تا 25 میلیمتر می رسد. علت این است که در روش های جوشکاری با قوس الکتریکی ، امکان تمرکز حرارت در یک نقطه وجود داشته در حالی که  در روش های گازی ، حرارت در سطح توزیع شده و در نواحی اطراف ناحیه متاثر از حرارت گسترش می یابد.
2. جنس فلز پایه : در فلزاتی که ضریب انتقال حرارت ( هدایت حرارتی ) بالاتری دارند ، ایجاد تمرکز حرارت غیر ممکن است بنابراین منطقه HAZ در فلزات و آلیاژهای آلومینیوم و مس نسبت به فولاد ها از وسعت بیشتری برخوردارند. در بین فولاد ها نیز وسعت ناحیه متاثر از حرارت در فولاد های کربنی بیشتر از سایر فولاد ها می باشد.
3. سرعت جوشکاری : هر چقدر میزان سرعت جوشکاری بالاتر باشد ، وسعت ناحیه متاثر از حرارت کوچکتر می گردد؛ زیرا حرارت تولیدی در ناحیه جوش فرصت انتقال به نواحی اطراف و پراکنده شدن را ندارد.
4. درجه حرارت پیشگرم : هر چه میزان دمای پیشگرم قطعه جوشکاری کمتر باشد ، وسعت منطقه HAZ کمتر خواهد شد؛ زیرا چنانچه فلز تا حد قابل ملاحظه ای پیشگرم شود ، در واقع هنگام جوشکاری به گرمتر شدن نواحی اطراف جوش کمک شده است.
5. تعداد پاس های جوشکاری : در جوش تک پاسی ، به دلیل اعمال حرارت ورودی بیش از حد و طولانی شدن زمان جوشکاری و همچنین طولانی شدن زمان انجماد ، وسعت ناحیه متاثر از حرارت افزایش می یابد.
6. ابعاد قطعه : قطعات ضخیم تر ، قدرت جذب حرارت بیشتری داشته و سرعت سرد شدن جوش نیز افزایش می یابد.
7. متغیر های جوشکاری : متغیر هایی مانند شدت جریان ، ولتاژ و قطر الکترود نیز بر وسعت ناحیه HAZ تاثیر می گذارد. زیرا با افزایش شدت جریان ، ولتاژ و قطر الکترود وسعت ناحیه HAZ افزایش می یابد.
8. شکل طرح اتصال : به طور مثال با مقایسه بین جوش نبشی و جوش لبه ای در صورتی که ضخامت ورق در محل هر دو نوع اتصال با هم برابر باشد ، به دلیل سرعت سرد شدن بالاتر در جوش نبشی ، وسعت ناحیه متاثر از حرارت در آن کوچکتر از جوش لبه ای می گردد.
9. شکل حوضچه جوش : همچنین در دونوع یکسان جوش نبشی چنانچه گرده جوش در یکی از اتصالات به شکل محدب باشد ، سطح تماس جوش با فلز پایه بیشتر شده و در نتیجه حرارت را سریعتر به محیط اطراف منتقل می کند. این امر سبب می شود که وسعت ناحیه HAZ نسبت به گرده مقعر جوش ، بیشتر گردد.