جوشکاری

روش های جوشکاری

بیشتر سازه­ها در صنعت از قطعات مختلف (ریختگی، آهنگری شده، نوردی و…) تشکیل شد­اند که با روش­های گوناگونی بر یکدیگر متصل می­شوند. روش­های متفاوت اتصال فلزات به یکدیگر را برحسب نوع فرآیند و یا بنیان علمی آن­ها به دسته­ های مختلفی طبقه ­بندی نموده­اند : الف) روش­های مکانیکی (پیچ، پرچ، پین، خار و…) ب) روش­های متالورژیکی (جوشکاری ، لحیم کاری و …) ج) روش­های شیمیائی (چسب­های معدنی و آلی) و یا رده­بندی بر اساس نوع اتصال : الف) روش­های اتصال موقت (پیچ و مهره، پین و خار و…) ب) روش­های اتصال نیمه موقت ( پرچ، احتمالا لحیم کاری نرم و بعضی چسب­ها ) ج) روش­های اتصال دائم (فرآیند جوشکاری و…). جوش ایده آل را می توان به محل اتصالی اطلاق نمود که نتوان آن موضع را از قسمت­های دیگر قطعات جوش داده شده تشخیص داد.
بیشتر سازه­ها در صنعت از قطعات مختلف (ریختگی، آهنگری شده، نوردی و…) تشکیل شد­اند که با روش­های گوناگونی بر یکدیگر متصل می­شوند. روش­های متفاوت اتصال فلزات به یکدیگر را برحسب نوع فرآیند و یا بنیان علمی آن­ها به دسته­ های مختلفی طبقه ­بندی نموده­اند : الف) روش­های مکانیکی (پیچ، پرچ، پین، خار و…) ب) روش­های متالورژیکی (جوشکاری ، لحیم کاری و …) ج) روش­های شیمیائی (چسب­های معدنی و آلی) و یا رده­بندی بر اساس نوع اتصال : الف) روش­های اتصال موقت (پیچ و مهره، پین و خار و…)        ب) روش­های اتصال نیمه موقت ( پرچ، احتمالا لحیم کاری نرم و بعضی چسب­ها ) ج) روش­های اتصال دائم (فرآیند جوشکاری و…). جوش ایده آل را می توان به محل اتصالی اطلاق نمود که نتوان آن موضع را از قسمت­های دیگر قطعات جوش داده شده تشخیص داد.

مقدمه

اتصالات دائم امكان جدا كردن قطعات از يكديگر را نمي­دهند مگر آنكه آن قطعات را خراب كنيم . بنابراين اين نوع اتصالات در جايي به كار مي­روند كه احتياج به جدا كردن قطعات نبوده  و احتمالاً از نظر راحتي و يا اتصالي بودن در توليد به كار گرفته شود. فاكتور مهمي كه در جوشكاری بايستي در نظر داشت اثرات متالورژي است كه در حين حرارت دادن و سرد كردن در منطقه جوش به وجود مي­آيد. طبقه­بندي انواع روش­هاي جوشكاري مشكل مي­باشد. يك نوع طبقه­بندي بر اساس منبع حرارتي با نوع روش پوشش و محافظ به كار برده شده و يا مثلاً استفاده از روش دستي، نيمه اتوماتيك و … انجام شده است.

در بسیاری از برنامه ­های تدوین شده توسط سازنده جهت کنترل کیفیت محصولات، از آزمون چشمی به عنوان اولین تست و یا دربعضی موارد به عنوان تنها روش ارزیابی بازرسی استفاده می­شود. اگر آزمون چشمی بطور مناسب اعمال شود، ابزار ارزشمندی می­تواند واقع گردد. بعلاوه یافتن محل عیوب سطحی، بازرسی چشمی می تواند بعنوان تکنیک فوق العاده کنترل پروسه برای کمک در شناسایی مسائل و مشکلات ما بعد از ساخت بکار گرفته شود.

نکته مهم

عمل ایجاد پیوند بین اتم­های دو جسم را جوشکاری می­گویند. این پیوند می­تواند بین دو فلز هم­جنس یا غیر هم­جنس، بین فلز یا غیر فلز و یا بین دو ماده غیر فلزی انجام شود. جوشکاری از نظر ذوب به دودسته تقسیم می­شود.

جوشکاری ذوبی : با استفاده از حرارت لبه­های اتصال ذوب شده و جوشکاری انجام می­شود.

جوشکاری غیر ذوبی: بدون ذوب لبه اتصال جوشکاری انجام می­شود.

انواع اتصال عبارتند از: لب به لب، روی هم، گوشه­ای، سپری و لبه­ای. منابع حرارتی در عمل جوشکاری، بصورت شیمیایی، نوری و الکتریکی ایجاد می­شوند. جوشکاری اکسی گاز به هر نوع احتراق گاز سوختنی با اکسیژن که به عنوان یک منبع گرمایی برای جوشکاری باشد، اطلاق می­گردد. در این روش با استفاده از شعله حاصل از سوختن گاز با اکسیژن، جهت ذوب فلز پایه و سیم جوش استفاده می­گردد. این جوشکاری دارای مزیت­هایی نظیر ارزان قیمت بودن تجهیزات، قابل حمل و نقل، امکان لحیم­کاری نرم وسخت و… می­باشد و همچنین معایب آن عبارتند از کم بودن سرعت جوشکاری، حرارت بالا، وجود انفجار و برای هر فلزی مناسب نیست. گازهای مصرفی در جوشکاری اکسی گاز شامل گاز سوختنی و گاز عامل اشتعال می­باشد. کپسول­های مورد استفاده برای ذخیره گاز نیز در انواع کپسول اکسیژن و کپسول استیلن وجود دارند.

وظیفه مشعل جوشکاری این است که گاز اکسیژن و گاز سوختنی را به میزان معینی باهم مخلوط نموده و آن را با سرعت بیشتر از سرعت احتراق گاز از سر مشعل خارج می­سازد. مشعل جوشکاری از قسمت­های مختلفی از جمله شیر اکسیژن و استیلن، دسته مشعل، لوله اختلاط و نازل تشکیل شده است. مشعل­ها بر دو نوع فشار قوی و فشار ضعیف می­باشند. بسته به میزان گاز سوختنی به گاز اکسیژن، شعله­هایی نظیر شعله احیا کننده، شعله اکسید کننده و شعله خنثی حاصل می­شود.

دستگاه جوشکاری به دو دسته مولدها و مبدل­ها تقسیم می­شوند، مولدها جریان مورد نیاز خود را تولید نموده و در مکان­هایی که برق شهری در دسترس نباشد استفاده ­می­گردد، اما مبدل­هی جریان برق شهری را به جریان مورد نیاز جوشکاری تبدیل می­کنند. همچنین دستگاه­هایی نظیر ترانسفورماتور، ترانس رکتیفایردار و دستگاه اینورتور نیز از دستگاه­های جوشکاری به حساب می­آیند. بر روی دستگاه­ها یک پلاک آلومینیومی وجود دارد که اطلاعات مختلفی روی آن حک شده است که یکی از موارد شناسایی نوع دستگاه می­باشد

M G  موتور ژنراتور :

 ترانس :  اینورتور  رکتیفایر                                                       

در جوشکاری با برق مستقیم دو نوع اتصال، اتصال با قطب مثبت واتصال با قطب معکوس بکار می­رود. در اتصال با قطب مستقیم، قطب مثبت به قطعه و قطب منفی به الکترود متصل می­شود. در اتصال با قطب معکوس، الکترود به قطب مثبت و قطعه به قطب منفی متصل می­شود. اما در جریان متناوب به دلیل اینکه جهت جریان عوض می­شود قطب مثبت و منفی معنایی ندارد. مزایای دستگاه جریان مستقیم عبارتست از:

خطر کمتر

مناسب برای جوشکاری در محل تنگ و باریک و مرطوب

انتخاب قطب به دلخواه

مناسب برای انواع الکترود

مزایای دستگاه جریان متناوب عبارتست از:

هزینه نگهداری پایین

ضریب بهره الکتریکی بیشتر

هزینه مصرف برق کمتر

سرمایه اولیه برای تهیه دستگاه کمتر است.

 مدت زمانی که در یک آمپر مشخص می­توان با دستگاه جوشکاری نمود، سیکل کاری می­گویند که بر مبنای ده دقیقه می­باشد. دو نوع نمودار ولت-آمپر در دستگاه جوشکاری استفاده می­شود که عبارتند از:

نمودار ولت آمپر نزولی : در این دستگاه با تغییرات طول قوس توسط جوشکاری مقاومت قوس تغییر کرده و باعث نوسان در ولتاژ آمپر می­شود. مانند دستگاه جوشکاری تیگ و پلاسما

نمودار ولت آمپر ولتاژ ثابت : در این دستگاه تغییرات طول قوس سریعا جبران شده و قوس اثر خود تنظیمی دارد. مانند دستگاه جوشکاری زیر پودری

قوس شامل ستونی است که گازهای یونیزه شده هادی جریان الکتریسیته­اند. ستون قوس بین دو قطب به سه ناحیه تقسیم می­شود که از نظر خواص فیزیکی متفاوتند. فضای اطراف کاتد مثبت و فضای اطراف آند منفی است و فضای بین این دو که شامل ستون قوس است، بیشتر فضای مثبت و منفی را اشغال می­کند. شیوه کار قوس بدین صورت است که الکترون­ها از فلز ساطع می­شوند و در فضای بین دو قطب سرعت می­گیرد و این الکترون­ها  به مولکول­ها در ستون قوس برخورد کرده و دمای آن بالا می­رود و گازها یونیزه شده و هادی جریان می­شوند. شروع یک قوس به چند روش مختلف می­باشد:

روشن کردن تماسی : اگر الکترود با قطعه کار تماس پیدا کند اتصال کوتاه رخ خواهد داد، سپس با کشیدن سریع الکترود تنگستن گرم شده و قوس به پایداری می­رسد.

ولتاز بالای DC: اگر یک منبع تغذیه با ولتاژ بالا فراهم باشد، این اختلاف پتانسیل دو سر قطب مثبت و منفی سبب یونیزه شدن فضای دو قطب شده و قوس برقرار می­شود.

فرکانس بالا-ولتاژ بالا: شکل این روش تولید نویزهای رادیویی است.

برای برقراری قوس در فرآیند قوس الکتریکی دستی از طریق تماس الکترود با سطح کار استفاده می­گردد. در این روش در لحظه برخورد نوک الکترود با سطح کار آمپری 5/1 برابر حالت تنظیم شده، اعمال شده و به محض برقراری قوس آمپر کاهش یافته  و به حد تنظیم شده می­رسد. نکات مهم در فرآیند جوشکاری قوس الکتریکی عبارتند از: قوس الکتریکی منبع گرماست، نیروی قوس سبب انتقال مذاب از الکترود به قطعه می­شود، نوع طراحی منبع تغذیه پایداری قوس را مشخص می­کند.

در فرآیند جوشکاری قوس با گاز محافظ، الکترود قوس و حوضچه مذاب بوسیله گازها محافظت می­شوند.

جوشکاری قوس الکتریک با گاز محافظ و الکترود مصرف نشدنی: به آن جوش آرگون هم گفته می­شود. قوس الکتریکی گرمای لازم را برای جوشکاری و گاز آرگون عمل حفاظت را فراهم می­کند. این جوشکاری شامل تجهیزاتی از قبیل GTAM و منبع تغذیه جریان ثابت می­باشد.

جوشکاری قوس الکتریک با گاز محافظ و الکترود مصرف شدنی: در این فرآیند الکترود مصرف شدنی توسط قوس الکتریکی ذوب شده و سبب پر کردن درز جوش می­شود.

سیم جوش مورد استفاده در این فرآیند از نوع مفتول توپر می­باشد. گاز محافظ از الکترود و حوضچه جوش در مقابل هوا محافظت می­کند. گاز محافظ به دو دسته گاز فعال و خنثی تقسیم می­شود. گاز خنثی گازی است که اثر متابولوژیکی بر حوضچه مذاب نداشته باشد مانند هلیوم و آرگون. در حالی که گازهای فعال با حوضچه مذاب واکنش شیمیایی می­دهند. برای انتخاب گاز محافظ باید مواردی از قبیل فلز پایه، نوع جوشکاری، خواص مورد نیاز در جوش را مد نظر قرار داد. تجهیزات گاز محافظ عبارتند از رگلاتور، فلومتر و سیلندر. سیم جوش­ها نیز بر دو نوع سیم جوش جامد و سیم جوش تو پودری می­باشند.

در فرآیند جوشکاری تیگ، از یک الکترود تنگستنی مصرف نشدنی که در داخل مشعل قرار نگرفته است، استفاده می­شود. از گاز محافظ نیز برای حفاظت از الکترود و حوضچه جوش مذاب استفاده می­شود. در انجام جوشکاری تیگ چهار جز اصلی منبع نیرو، مشعل، الکترود و گاز محافظ را باید در نظر گرفت.

مزیت جوشکاری تیگ عبارتند از:

حاصل این فرآیند جوش با کیفیت بالا است.

با پاشش جرقه همراه نیست.

سرعت بالا در جوشکاری ورق نازک

کنترل دقیق بر شکل گرده جوش

دارای دود بسیار کم

معایب جوشکاری تیگ عبارتند از:

نرخ رسوب کم است.

داشتن مهارت زیاد در این نوع جوشکاری

اگر الکترود با حوضچه تماس پیدا کند، باعث ایجاد عیب آخال می­شود.

به آلودگی فلز پایه بسیار حساس است.

نشت آب از مشعل­های آب خنک، باعث اکسید شدن و تخلخل در جوش می­شود.

 

متغیرهای فرآیند تیگ نیز به شرح زیر می­باشد:

شدت جریان: شدت جریان در قوس الکتریکی نفوذ جوش را کنترل می­کند. انتخاب نوع جریان به فلزی که جوشکاری می­شود نیز بستگی دارد. منابع نیروی مورد استفاده در این جوشکاری شامل جریان مستقیم با الکترود منفی، جریان متناوب و جریان مستقیم با الکترود مثبت است.

ولتاژ قوس: مقدار ولتاژ بین الکترود تنگستن و سطح کار، ولتاژ قوس نامیده می­شود. ولتاژ قوس تحت تاثیر مواردی از قبیل جریان قوس، شکل نوک الکترود تنگستن، فاصله بین نوک الکترود و سطح کار و نوع گاز محافظ است.

سرعت پیشروی: بر روی نفوذ و عرض گرده جوش تاثیر می­گذارد. پیشروی ممکن است یک متغیر وابسته باشد که برای بدست آوردن کیفیت جوش طبق بهترین حالت با دیگر متغیرها انتخاب شود.

تغذیه سیم جوش: در جوشکاری دستی نحوه اضافه کردن فلز پر کننده بر ظاهر جوئش تاثیر می­گذارد. در دستگاه اتوماتیک سرعت تغذیه، میزان رسوب فلز جوش را به ازای طول جوش تعیین می­کند.

مشعل­های تیگ الکترود تنگستن را که رسانای جریان الکتریکی به قوس است را در خود نگه می­دارد و عامل رساندن گاز محافظ به قوس و حوضچه مذاب می­باشد. قطعات مشعل­ها شامل الکترودگیر و نازل گاز می­باشد. جنس نازل­ها از سرامیک و فلز و سرامیک با روکش فلزی و کوارتز است. انتخاب اندازه نازل به قطر الکترود، شکل طراحی اتصال، جنس فلز پایه و نوع گاز و آمپر مصرفی بستگی دارد. مشعل­ها عبارتند از:

مشعل­های با گاز خنک شونده: عمل خنک شدن توسط گاز محافظ خنکی که از میان مشعل عبور می­کند، انجام می­شود.

مشعل­های آب خنک: توسط جریان آبی که از داخل سر مشعل جریان دارد، خنک می­شوند. آب خنک کننده از میان شیلنگ ورودی وارد مشعل شده و از شیلنگ خروجی خارج می­شود.

یکی از متغیرهای مهم فرآیند جوشکاری تیگ، شکل نوک الکترود است. در جوشکاری با جریان AC نوک الکترود گرد و در جریان DC نوک الکترود تخت است. شکل هندسی نوک الکترود  بر شکل و اندازه درز جوش تاثیر می­گذارد. آلودگی الکترود وقتی صورت می­گیرد که جوشکار تصادفا الکترود وارد حوضچه جوش نماید و یا الکترود به سیم جوش اتصال پیدا کند. سایر آلودگی­ها شامل بخار فلزی حاصل از قوس و پاشش جرقه و فوران حوضچه جوش می­باشد. الکترودهای تنگستنی به دو دسته الکترود تنگستن خالص و الکترود تنگستن توریم دار تقسیم می­شوند.

جوشکاری قوسی با گاز محافظ و الکترود مصرف شدنی به جوشکاری میگ مگ معروف است. در این فرآیند حرارت لازم برای ذوب الکترود و فلز پایه از طریق تشکیل قوس تامین می­گردد. الکترود در این فرآیند سیمی است که بصورت دائم و و با سرعت معین به حوضچه جوش تغذیه می­گردد. مزیت آن عبارتست از:

سرعت بالا

نرخ رسوب بالا

تغذیه سیم بطور مداوم است.

نیاز به برطرف کردن سرباره از جوش نیست.

قابل اتومات شدن است.

معایب جوشکاری میگ مگ عبارتست از:

تجهیرات آن پیچیده­تر و قیمت بالای دارند.

مشعل باید همیشه به سطح کار نزدیک باشد.

احتمال ترک در جوش وجود دارد.

در فرآیند میگ مگ سیم جوش بطور اتوماتیک از میان مشعل با سرعت از پیش تنظیم شده­ای، خارج می­شود. جوشکاری میگ مگ برای اکثر فلزات وآلیاژها بکار گرفته می­شود. تجهیزات مورد نیاز این روش:

منبع نیرو: ولتاژ مناسب را برای تشکیل قوس و آمپر لازم را برای ذوب فراهم می­کند.

سیستم تغذیه سیم: سیم جوش را با یک سرعت مناسب به حوضچه جوش تغذیه می­کند.

سیستم گاز محافظ: عمل محافظت حوضچه جوش را از تاثیر عناصر مضر هوا انجام می­دهد.

مشعل: جریان الکتریکی و گاز محافظ و سیم جوش را به حوضچه جوش می­رساند.

قسمت­های مختلف مشعل عبارتند از: نازل گاز، نازل تماس، لاینر، لوله رابطه برنجی، شیلنگ خروجی گاز و شیلنگ رفت و برگشت آب. از جمله گازهای محافظ مورد استفاده در این روش می­توان به گاز آرگون، دی اکسید کربن، اکسیژن و هیدروژن و هلیم اشاره کرد.

انتقال مذاب در جوشکاری میگ مگ بصورت قطره­ای انجام می­شود. چهار حالت انتقال مذاب عبارتند از:

انتقال بصورت اتصال کوتاه: برای جوشکاری ورق نازک کاربرد دارد. با برقراری قوس الکتریکی سیم ذوب شده و تشکیل قطره­ای کوچک را می­دهد و با بزرگتر شدن این قطره و با حرکت سیم جوش این قطره به سطح حوضچه برخورد می­کند و جریان قطع شده تا قطره جذب حوضچه جوش شود.

انتقال گلوله: انتقال گلوله با شدت جریان کمتر و ولتاز بیشتر صورت می­گیرد و با تشکیل یه قطره بزرگ مذاب در نوک سیم مشخص می­شود که این قطره در اثر جاذبه در حوضچه سقوط می­کند.

انتقال اسپری: قطرات مذاب تشکیل شده در انتهای سیم جوش، در اثر نیروهای محوری بصورت فلزات بسیار ریز بدون اتصال کوتاه و پاشش جرقه به سمت حوضچه جوش حرکت می­کند.

انتقال اسپری پالسی: یک نوع قوس اسپری بوده که در فواصل زمانی معین، آمپر در محدوده کم و زیاد نوسان می­کند. وقتی جریان در سطح بالاست باعث جداشدن قطره مذاب از نوک سیم شده و در جریان سطح پایین هیچ انتقال مذابی صورت نمی­گیرد.

جوشکاری با قوس الکتریکی دستی از گرمای قوس برای ذوب فلز پایه و الکترود روپوش دار استفاده می­شود. این فرآیند شامل نیرو، کابل جوشکاری، انبر الکترودگیر و انبر اتصال و الکترود می­باشد. مزایای آن عبارتند:

دارای تجهیزات ساده و ارزان

روپوش الکترود مانع از اکسید شدن فلز جوش می­شود.

به گاز محافظ نیازی نیست.

کاربرد برای اکثر فلزات

در جوشکاری با قوس الکتریکی دستی از دو جریان AC و DC استفاده می­شود. انتخاب نوع جریان بستگی به روکش الکترود مصرفی دارد. مزایای جریان مستقیم عبارتست از: امکان جوشکاری با آمپر کم، کاربرد برای هر نوع الکترود، برقراری قوس راحت­تر است و معایب آن شامل امکان ایجاد وزش قوس و گران بودن.

مزایای جریان متناوب عبارتست از: ارزان قیمت، امکان ایجاد قوس وجود ندارد و معایب آن شامل مشکل بودن برقراری قوس، قابل کاربرد برای همه الکترودها نیست و خطر برق گرفتگی در آن زیاد است.

متغیرهای جوشکاری قوس الکتریکی دستی شامل آمپر، طول قوس و سرعت حرکت است که سرعت حرکت به عواملی قبیل قطبیت جریان، موقعیت جوشکاری، نرخ ذوب الکترود، ضخامت مواد، وضعیت سطح فلز پایه، نوع اتصال بستگی دارد. سرعت جوشکاری باید به گونه­ای تنظیم شود که قوس به آرامی حوضچه جوش مذاب را هدایت کند. افزایش سرعت درز جوش را باریک و نفوذ را افزایش می­دهد. سرعت­های بسیار بالا باعث کاهش نفوذ و ایجاد تخلخل می­شود.

فرآیند جوشکاری به روش زیر پودری از طریق دستگاه تغذیه سیم جوش فلزی جامد یک قوس پایدار برقرار می­شود که همواره حین جوشکاری در زیر لایه­ای از سطح پودر محافظ برقرار می­گردد. این روش بیشترین ضریب راندمان را در ارتباط با نرخ رسوب فلز جوش دارد. این روش لایه پودر دانه­ای روی سیم جوش ریخته می­شود و امکان محافظت از فلز مذاب را فراهم می­کند. دو نوع ترکیب برای پودر و سیم جوش الکترود آلیاژی با پودر خنثی، الکترود از جنس فولاد کربنی با پودر آلیاژی می­باشد. بنابراین انجمن جوش آمریکا دو روش مکانیزه و نیمه مکانیزه را ارائه داد. در روش مکانیزه محفظه حاوی پودر محافظ بالای مشعل جوشکاری قرار داده می­شود و به کمک نیروی گرانش به آرامی روی منطقه مذاب توزیع می­شود. در روش نیمه مکانیزه، پاشش پودر محافظ از طریق هوای فشرده و یا بطریق دستی و مستقیم در حین جوشکاری نجام می­شود.

مزایای روش زیر پودری عبارتند از:

نرخ رسوب بالا

راندمان بالا

محافظت از اپراتور

نفوذ بالا

معایب آن عبارتند از:

استفاده از تجهیزات جانبی در وضغیت­ها مختلف جوشکاری

برای قرار دادن تجهیزات قید و بندهای زیادی لازم است.

پوشاندن قوس در حین جوشکاری

بروز ترک­های انجمادی

4-طبقه­بندی عیوب جوشکاری

ناتمامی به یک نوع بی­نظمی سه­بعدی در شبکه اتم­ها گفته می­شود که نظم ساختار شبکه را نسبت به حالت تعادل به هم می­زند.

ناپیوستگی به مجموعه­ای از ناتمامی­ها گفته می­شود که بطور عادی قابل کشف نیست.

نقص به ناپیوستگی قابل کشف گفته می­شود که در شرایط عمومی موجب شکست سازه نمی­شود.

عیب به نقصی گفته می­شود که تحت شرایط عمومی خاطر آن احتمال شکست وجود دارد.
عیوب جوشکاری

ترک: ناپیوستگی بوجود آمده بوسیله پارگی موضعی است که می­تواند ناشی از شرد شدن یا تنش باشد. جوش و فلز پایه زمانی ترک می­خورند که آمده از مقاومت تسلیم بیشتر شود. ترک به دو دسته سرد و گرم تقسیم می­شود. ترک گرم در خلال انجماد مذاب و ترک سرد بعد از آنکه فرآیند انجماد کامل شد، شکل می­گیرند. امواع ترک عبارتند از: ترک ریز، ترک طولی، ترک عرضی، ترک تشعشعی، ترک چاله جوش، ترک منفضله، ترک انشعابی، ترک گلویی، ترک در پنجه، ترک زیرمهره­.

حفره: بوسیله حبس گاز در جوش ایجاد می­شوند. انواع حفره­ها عبارتند از: منفذ گازی، تخلخل، تخلخل با پخش یکنواخت، تخلخل خوشه­ای، تخلخل خطی، تخلخل لوله­ای، سوراخ کرمی، منافذ سطحی، حفره انقباضی، انقباض بین شاخه­ای، انقباض ریز، حفره لوله­ای چاله جوش.

آخال توپر: عبارتند از ناخالصی­ها و مواد خارجی که حین فرآیند جوشکاری داخل حوشچه مذاب می­شوند که آخال موجب تضعیف جوش می­گردد. انواع آخال­ها عبارتند از: آخال سرباره، آخال پودر، آخال اکسیدی، آخال فلزی، چروک خوردگی، آخال تنگستن.

ذوب ناقص و نفوذ ناقص: ناشی از آن است که فلز ذوب شده با فلز پایه در ناحیه ریشه، جوش نخورده است. این عیب مقاومت جوش را کاهش داده و یکی از مهمترین عیوب است. به چند دسته تقسیم می­شودکه عبارتند از: ذوب ناقص، نفوذ ناقص، ذوب نشدن لبه جوش.

شکل ناقص: منظور شکل ناقص سطح خارجی جوش و یا نقص در شکل هندسی اتصال است. این شکل­ها عبارتند از: بریدگی کناره، پرنشدگی، شیار انقباضی، فلز جوش اضافی، تحدب اضافی، نفوذ اضافی، نیمرخ نادرست جوش، روی هم افتادگی، عدم هم­ترازی خطی، عدم هم­ترازی زاویه­ای، گود افتادگی، سوختگی سرتاسر، شیار کاملا پر نشده، نامتقارنی، تعقر در ریشه، تخلخل ریشه.

عیوب متفرقه: لکه قوس، جرقه، جرقه تنگستن، سطح پاره شده، علامت سنگ­زنی، علامت چکش سرباره پاک­کن، سنگ­زنی اضافی.

5-الکترود

وظیفه الکترود تامین گرمای مورد نیاز جوشکاری به عنوان یکی از پایانه­های الکتریکی قوس است. نوک الکترود از بخشی که بین الکترود و قسمت بیرونی و الکترود گیر قرار دارد، خنک­تر است. استفاده از جریان بسیار بالا باعث فرسایش الکترود می­شود و استفاده از جریان­های ضعیف نیز سبب ناپایداری قوس می­شود.

الکترودها به گروه­های EWP، EWTH، EWCe ، EWLa، EWZr، EWG دسته­بندی می­شوند. انواع روپوش الکترودها شامل روپوش اسیدی، قلیایی، سلولوزی، اکسیدی و روتیلی می­باشد. وظیفه روپوش الکترود، پایدار کردن قوس، ایجاد گاز محافظ و تشکیل پوسته محافظ می­باشد. چند نوع الکترود که در کاربردهای صنعتی به عنوان الکترودهای پر مصرف شناخته شده­اند در زیر شرح داده شده است.

الکترود E6010 (روپوش سلولوزی): برای جوشکاری جریان مستقیم قطب معکوس بکار برده می­شود. این الکترود برای جوش سقفی و عمودی و برای ورق نازک مناسب­ترین است. این الکترود تمایل به ایجاد بریدگی کناره جوش دارد که در این حالت شدت جریان را کاهش داد. این الکترود بدلیل نرمی فلز جوش و نفوذ عمیق برای خال­جوش زنی اتصالات موقت مناسب است.

الکترود E6013 (روپوش روتیلی): برای جوشکاری با جریان متناوب و یا اتصال مستقیم و معکوس طراحی شده است. این الکترود حداقل پاشیدگی را ایجاد کرده  و کمترین بریدگی کناره جوش را بوجود می­آورد. این الکترود جوش گلویی تخت ایجاد می­کند. بدلیل معقر و گود بودن جوش برای جوش شیاری استفاده می­شود.

الکترود E7018 (روپوش قلیایی): برای جوشکاری فولادهای کم آلیاژاستفاده می­شود که پرمصرف­ترین الکترود کم هیدروژن است. برای جوشکاری با جریان متناوب و جریان مستقیم قطب معکوس کاربرد دارد. برای این الکترود قوس کوتاه لازم است. نیمرخ جوش گلویی محدب بوده و سطح مهره جوش صاف و چین ریز دارد. ویژگی این الکترود جوش صاف، قوس آرام، نفوذ و پاشش کم و سرعت جوشکاری زیاد است.

عناصری که در روپوش این الکترودها قرار داده می­شود تا پس از جوشکاری به جوش منتقل شود عبارتست از: مولیبدن، کرم، نیکل، منگنز، واندیوم.

6-بازرسی چشمی

بازرسی چشمی یکی از متداول­ترین بازرسی­ها است که عیوب سطحی، ترک سطحی و نادرستی شکل را می­توان با آن پیدا کرد. به عبارت دیگر کنترل روز به روز وضعیت قطعات مورد ساخت و رسیدگی آن از نظر پذیرش آن­ها طبق مشخصات را بازرسی چشمی می­گویند. آزمون­های بازرسی چشمی عبارتند از:

آزمون مایعات نافذ:

اصل این روش بر قابلیت نفوذ مایعات با استفاده از خاصیت موئینگی به داخل حفره­ها، استوار است. این مایعات کشش سطحی کم و قابلیت ترکنندگی خوبی دارند. معایب این روش شامل عیوبی را که سطحی نیستند را آشکار نمی­کند، برای عیوب کوچک مناسب نیست.

آزمون ذرات مغناطیسی: اگر قطعه مورد آزمایش از جنس مغناطیس شونده باشد و از آن مغناطیس عبور داده شود، خطوط قوای مغناطیسی در برخورد با ناپیوستگی تغییر مسیر می­دهد. حال اگر ذرات ریز مغناطیس شونده بصورت خشک در مایع روی سطح قطعه پاشیده شود، در محل عیب تجمع می­کنند. برای این آزمون باید سطح قطعه صاف باشد.

آزمون امواج مافوق صوت: ضربان­های فراصوتی بصورت عمودی یا تحت زاویه وارد قطعه آزمایش شده و در قطعه سالم به طرف دیگر رسیده و در قطعه معیوب پس از برخورد با عیب انعکاس پیدا می­کند. ضربان­ها منعکس شده با گیرنده گرفته شده و و تبدیل به علائم شده و روی صفحه لوله اشعه کاتدی ظاهر می­گردد و از روی آن موقعیت عیب مشخص می­شود. در این روش بازرسی ترک، عدم ذوب، منافذ و دخول سرباره را می­توان ارزیابی نمود.

پرتونگاری صنعتی: برای رادیوگرافی جوش­ها اشعه ایکس یا گاما را به یک طرف درز جوش تابانیده و در طرف دیگر جوش فیلم قرار داده می­شود. فیلم در کاستی گذاشته می­شود و این اشعه از ضخامت فیلم گذشته و روی فیلم اثر می­گذارد و تصویر درز جوش را روی فیلم ثبت می­کند.

بازرسی چشمی جوش گلویی: جوش و فلز پایه جوش بدون ترک باشند، بین لایه­های مجاور فلز جوش و فلز پایه، ذوب کامل انجام گیرد، چاله جوش پر شده باشد، منافذ سطحی سنگ زده شوند.

7-بازرسی جوش

برای حصول اطمینان از مرغوبیت جوش و مطابقت آن با نیازمندی طرح، باید کلیه عوامل موثر در جوشکاری

در مراحل مختلف مورد بازرسی قرار گیرد. مراحل بازرسی جوش به شرح زیر بیان می­شود.

بازرسی قبل از جوشکاری به منظور آماده کردن مقدمات کار جوشکاری است به طوری که موجبات بروز عیوب جوش را از بین برده و یا تقلیل دهد. شامل اقدماتی نظیر انتخاب و بازرسی مصالح، مطالعه نقشه، انتخاب استاندارد، بررسی تجهیزات جوشکاری.

بازرسی در موقع جوشکاری به منظور اجرای صحیح عملیات جوشکاری ساخت و نصب و اطمینان از بکاربردن مصالح مناسب و جلوگیری از تخلف ضروری است. شامل اقداماتی نظیر بازرسی قطعات متصل شونده، بازرسی محل جوش، بازرسی سطوح برشکاری شده.

بازرسی بعد از جوشکاری به منظور درستی مجموعه ساخته و کنترل کیفیت جوش انجام می­شود. شامل اقداماتی نظیر بازرسی چشمی، بازرسی ابعاد جوش، بازرسی تنش­زدایی، بازرسی غیر مخرب.

ارزیابی کیفیت جوش

پذیرش جوش

تهیه گزارش برای مراحل مختلف جوشکاری

وظایف بازرس جوش عبارتند از:

تفسیر نقشه جوشکاری

بررسی سفارش خرید

بررسی فلز مبنا

بررسی تجهیزات

بررسی دستورالعمل جوشکاری

تهیه گزارش

بازرسان جوش به بازرس کد، بازرس نماینده دولت، بازرس خریدار و مشتری، بازرس سازنده و کارخانه، بازرس نماینده مهندس معمار، بازرس آزمون مخرب و غیرمخرب تقسیم­ بندی می­شوند.

8-روش جوشکاری

روش جوشکاری مقادیر و محدوده تغییرات پارامترهای دخیل در فرآیند را مشخص کرده و مشخصات مواد مورد جوشکاری را نیز داراست. هدف از تنظیم مشخصات روش جوشکاری، مشخص کردن جزییات فرآیند

جوشکاری قطعه مورد نظر است. این مشخصات باید بر اساس نیاز سازنده و بنابه تایید مشاور طرح تنظیم شوند. مشخصات طرح اتصال باید در مشخصات روش جوشکاری درج شود. هم چنین طرح شیار و پخ نیز در این فرم درج می­شود.مشخصات شیار باید نشانگر پارامترهای نوع اتصال، میزان نفوذ و شکل شیار باشد. گزارش کیفیت روش جوشکاری طی مراحل زیر صورت می­گیرد:

جوشکاری نمونه طبق استاندارد

آزمایش نمونه

بازبینی و نتیجه گیری

تایید روش و مواد مورد استفاده در جوشکاری

در موقع جوشکاری پس از برقراری قوس الکتریکی بین الکترود و فلز مبنا نور خیره کننده­ای ایجاد می­شود که حاوی اشعه ماورابنفش و مادون قرمز می­باشد. بنابراین برای محافظت باید از ماسک استفاده کرد. ماسک جوشکاری بر دو نوع دستی و کلاهی است. ماسک دستی برای کارهای کوچک و موقتی مورد استفاده قرار می­گیرد اما مزیت ماسک کلاهی این است که جوشکار آزادی عمل بیشتری دارد.

9-نتایج آزمایش

الف-آزمون کشش جوش شیاری:

جوش و فلز پایه پاره نشوند.

جوش پاره شود اما مقاومت کششی برای فلز پایه بدست آید.

کنار جوش پاره شود اما مقاومت کششی برای فلز پایه بدست آید.

ب-آزمایش خمش جوش شیاری

ج-آزمایش شکست جوش گوشه­ای:

باید قبل از شکست بازرسی چشمی شود.

عاری از ترک و بریدگی غیر مجاز باشد.

در سطح جوش تخلخل نباشد.

د-آزمایش محک:

بدون ترک

انطباق هندسه جوش واقعی با هندسه جوش طرح

عدم وجود بریدگی پای جوش

انواع پیچیدگی در جوشکاری به سه نوع طولی، عرضی و زاویه­ای تقسیم بندی می­شوند. برای کنترل این پیچیدگی­ها روش­هایی وجود دارد که عبارتند از:

ترتیب و توالی جوشکاری در ساخت قوطی از نبشی

ترتیب و توالی جوشکاری در ساخت قوطی از ناودانی

ترتیب و توالی جوشکاری برگشت به عقب برای پیچیدگی طولی

در جوش گوشه­ای دوطرفه برای کنترل پیچیدگی دو روش زنجیری و شطرنجی وجود دارد.

برای ایمنی در هنگام جوشکاری برق باید دستوالعمل زیر را رعایت نمود:

کف محل جوشکاری خنک باشد.

تهویه هوای کارگاه

استفاده از ماسک

توجه به کابل اتصال به زمین

استفاده از دستکش عدم استفاده از آب برای خنک سازی

استفاده از پوشش مناسب

بازرسی کابل­ها