عیوب در اتصالات جوشکاری شده

متن کامل مقاله در ادامه مطلب 

عیوب در اتصالات جوشکاری شده

یک ناپیوستگی در حقیقت یک انقطاع در ساختار فلز جوش می باشد مثل وجود ناهمگنی در خواص مکانیکی و متالورژیکی ماده یا فلز جوش.

عیب نیز یک ناپیوستگی است که به واسطه ویژگی خاصش و یا در اثر تجمع آن درقطعه یا محصول، نمی تواند حداقل استانداردهای کاری مورد نیاز را برآورده کند.

عیوب جوش به طور کلی به گروههای زیر تقسیم می شود:

ترکها

حفره های گازی

ناخالصیهای سرباره جوش

عدم نفوذ یا ذوب

شکل ناقص یا طرح ظاهری غیر قابل قبول جوش

و سایر عیوب(مثل اثر پاشش قوس الکتریکی بر روی سطح قطعه    ترکها(Cracks)

زمانی که تنشهای موضعی از حد استحکام ماده فراتر روند در جوش و یا فلز پایه ترک ایجاد می شود.

انواع ترک:

        طولی:ترکهای طولی در جوشهای کوچک بین مقاطع سنگین، معمولا بر اثر سرعت بالای سرد شدن و تنش بالا رخ می دهند.

       عرضی:معمولا بر اثر تنشهای طولی انقباضی، روی فلز جوش با چکشخواری کم بوجود می آیند.

       ستاره ای: در اثر قطع نامناسب جوشکاری قوسی در چاله انتهایی جوش بوجود می آیند.

        ریشه:  ترکهای طولی ایجاد شده در ریشه جوش یا سطح ریشه هستند.

انواع ترک بر حسب دمایی که در آن ایجاد می شود:

l      ترک گرم

ترکهای گرم در حین انجماد و یا قبل از اینکه حرارت جوش به طور کامل برطرف شود، بوجود می آیند.

l      ترک سرد

ترکهای سرد بعد از تکمیل انجماد بوجود می آیند.

 به آنها ترکهای تأخیری نیز گفته می شود.

پارگی لایه ای(Lamellar Tearing)

به شکست صفحه ای گفته می شود که در فلز پایه ایجاد شده و جهتگیری اصلی آن به موازات سطح است. علت آن تنش بالا در جهت ضخامت است که بر اثر جوشکاری ایجاد می شود.

پارگی لایه ای می تواند تا مسافت زیادی گسترش یابد و معمولا در محلی که فلز پایه دارای ناخالصی های غیرفلزی باشد و یا در محلهایی از فلز پایه که تحت تنشهای بالای جوشکاری است، یا ترکیبی از هر دو، آغاز می شوند.

تخلخل(Porosity)

تخلخل ها نتیجه حبس گازها در فلز در حال انجماد می باشند. این ناپیوستگی معمولا بصورت کروی است اما می تواند گسترش نیز پیدا کند.

این نوع ناپیوستگی بحرانی نبوده و ایجاد تمرکز تنش نمی کنند، مگر اینکه مقدار آن بیش از حد معینی باشد. تخلخل بیش از حد، ناشی از عدم کنترل صحیح پارامترهای جوش، مواد مصرفی جوشکاری، طراحی اتصال، آلودگی فلز پایه و یا ترکیب نا مناسب فلز پر کننده مورد استفاده است.

تخلخل با توزیع یکنواخت

تخلخلی است که بصورت یکنواخت در فلز جوش توزیع شده باشد. مقدار زیاد تخلخل معمولا به علت روش نامناسب جوشکاری یا مواد نامناسب است. تکنیک نامناسب آماده سازی اتصال یا مواد نامناسب مورد استفاده می توانند موجب به وجود آمدن تخلخل گردند.

اگر جوش به اندازه کافی آرام سرد شود تا بیشتر گاز قبل از انجماد، از سطح خارج  شود، تخلخل کمی در جوش باقی می ماند.

تخلخل خوشه ای

به گروهی موضعی از تخلخل ها گفته می شود که معمولا علت آن شروع یا اتمام نامناسب قوس جوشکاری است.

ناخالصی های سرباره

مواد جامد غیرفلزی هستند که در فلز جوش یا بین فلز جوش و فلز پایه محبوس شده اند. این ناخالصی ها می توانند در بیشتر روشهای جوشکاری مشاهده شوند. بطور کلی ناخالصی های سرباره بر اثر روش نامناسب جوشکاری، طراحی نامناسب اتصالات یا تمیزکاری نامناسب جوش بین پاسها بوجود می آیند. معمولا سرباره

سرباره داخل فلز جوش مذاب می شود.

نفوذ ناقص اتصال

در صورت عدم نفوذ فلز جوش به اتصال ایجاد می شود. منطقه نفوذ نکرده، یک ناپیوستگی محسوب می شود که به آن نفوذ ناقص گفته می شود. نفوذ ناقص می تواند براثر حرارت ناکافی جوش، طراحی نامناسب اتصال (مثلا ضخامت زیاد و عدم توانایی نفوذ قوس جوشکاری)، یا کنترل نامناسب قوس جوش بوجود آید. جوشهایی که نیازمند نفوذ کامل هستند، معمولا توسط روشهای غیرمخرب مورد بازرسی قرار می گیرند. این موضوع به خصوص در پلها، خطوط لوله، محفظه های تحت فشار و کاربردهای هسته ای صدق می کند.

ذوب ناقص

در نتیجه روش نامناسب جوشکاری، آماده سازی نامناسب فلز پایه، یا طراحی نامناسب اتصال به وجود می آید. دلایل بوجود آورنده ذوب ناقص عبارتند از حرارت ناکافی جوشکاری یا عدم دسترسی کافی به تمام وجوه همجوشی، یا هر دو.

همچنین اکسیدهای به شدت چسبنده نیز جلوی ذوب کامل را می گیرند.

سوختگی لبه جوش(Undercut)

 معمولا به علت روش نامناسب جوشکاری یا  جریان اعمالی بیش از حد یا هر دو، این عیب بوجود می آید.

 Undercut شیاری است که در فلز پایه در مجاورت انتهای جوش یا ریشه جوش ایجاد شده و فلز جوش آنرا پر نمی کند. این شیار موجب تشکیل یک شکاف مکانیکی شده و ایجاد تمرکز تنش می کند.

همپوشانی(Over lap)

پیش آمدگی فلز جوش تا جلوتر از انتهای جوش یا ریشه است.

 علت این امر می تواند کنترل ناکافی فرایند جوشکاری، انتخاب نامناسب مواد جوشکاری، یا آماده سازی نامناسب فلز پایه باشد. معمولاً با وجود اکسیدهای بسیار چسبنده روی فلز پایه که مانع از ذوب فلز گردند، نیز همپوشانی رخ می دهد.

همپوشانی یک ناپیوستگی سطحی است که یک شکاف مکانیکی ایجاد می کند و تقریبا همیشه مردود تلقی می­شود

ناخالصی های تنگستن 

ذرات تنگستن محبوس در فلز جوش هستند که مختص روش جوشکاری قوسی تنگستنی است.