جوشهای مختلفی در جوشکاری استفاده می‌شود که از پرکاربردترین آن‌ها می‌توان به جوش گوشه و شیاری اشاره کرد. در این مقاله به بررسی کامل جوش گوشه می‌پردازیم، به طوری که از تمامی نکات و ضوابط آن آگاه شده و با انواع جوش گوشه ، ابعاد و اندازه این جوش آشنا می‌شوید. پس این مقاله جامع را از دست ندهید!
آنچه در این مقاله می آموزید:
منظور از جوش گوشه چیست ؟
گلویی جوش ماهیچه ای
اندازه جوش گوشه
انواع جوش گوشه
اجزای جوش گوشه
نکات مهم در طراحی
منظور از جوش گوشه چیست ؟
جوش گوشه که نام‌های دیگر آن جوش نبشی و ماهیچه ای است، از رایج‌ترین جوشها در ساختمان‌های فولادی بوده و عموماً سیم جوش مورد استفاده قطری بین ۰.۹ تا ۱.۱ میلی‌متر دارد.
از این جوشها در اتصال‌های مختلفی اعم از روی هم، سپری و گونیا می‌توان استفاده کرد و کاربرد جوش گوشه در اتصال مقاطع مثلثی شکل یا عمود بر هم است.
شایان ذکر است که در جوشکاری گوشه عموماً نیازی به آمادگی خاصی همانند پخ زدن لبه‌ها نیست.
استفاده از این جوشها برای راحتی در اجرا، اقتصادی بودن و امکان استفاده در اکثر اتصالات، مطلوب و مورد توجه است.
مشکلات اتصالات لب به لب همانند دقت در یک امتداد قرار دادن ورق‌ها و تنظیم آن‌ها که با استفاده از جوشهای شیاری انجام می‌شود، در جوشهای گوشه و اتصالات روی هم وجود ندارد.
برای آشنایی بیشتر با انواع اتصالات جوشکاری اعم از اتصال روی هم به مقاله “معرفی انواع اتصالات در جوشکاری به همراه کاربرد“ مراجعه کنید.
گلویی جوش ماهیچه ای
یکی از مهم‌ترین موارد در جوش گوشه گلویی است که در حالت کلی ۳ نوع است:
گلویی تئوری
فاصله عمودی از مرکز زاویه اولین اتصال تا وتر بزرگترین مثلث متساوی‌الساقین که در مقطع جوشها محاط می‌شود.
گلویی مؤثر
کوتاه‌ترین فاصله از مرکز زاویه جوشها تا سطح را گویند که در آن مقدار تحدب مقطع در نظر گرفته نمی‌شود.
گلویی واقعی
زمانی که در گلویی مؤثر، تحدب در نظر گرفته شود به آن گلویی واقعی گویند. اندازه گلویی واقعی از اندازه گلویی تئوری بزرگ‌تر خواهد بود.
اندازه جوش گوشه
در ادامه با اندازه گلوی جوشها و اندازه ساق آن‌ها (اندازه بعد جوشها) که دو پارامتر مهم برای جوشهای گوشه هستند، آشنا می‌شویم.
بر اساس استاندارد AWS ابعاد جوش گوشه برابر با ضلع بزرگترین مثلث متساوی الساقینی است که در مقطع جوشهای ماهیچهای محاط شده است.
در شکل زیر، جوش گوشه محدب و مقعر به صورت مثلث خط چین نشان داده شده و ساق مثلث اندازه جوش است.
طبق استاندارهای اروپایی در جوشهای گوشه، اندازه گلویی جوشها را همان اندازه جوش در نظر می‌گیرند.
اندازه جوشهای اروپایی که با a نشان می‌دهند و اندازه جوشهای آمریکایی با نماد Z نشان می‌دهند، با رابطه زیر قابل تبدیل شدن به هم هستند:
Z = √۲ a
در صورتی که طبق دستور طراح ساق‌های جوشها مساوی نباشند، ساق بزرگ‌تر تعیین‌کننده است.
اگر نماد اندازه گلوی جوش te و نماد اندازه ساق جوش نبشی D باشد در این حالت فرمول جوش گوشه بدین ترتیب خواهد بود:
Te = 0.707 D
انواع جوش گوشه
جوش گوشه ای دارای انواع مختلفی است که عبارتند از:
جوشهای گوشه با صفحات روی هم
جوشهای گوشه با صفحات وصله
اتصال کام
اتصال گونیا
تیغه نشیمن
ورق زیر سری تیرها
جوشهای گوشه برای صفحات کف ستون
اتصال لوله
نبشی جان به تیر
اتصال مقاطع ترکیبی و تیر ورق‌ها
اجزای جوش گوشه
جوش گوشه ای اجزای مختلفی دارد که در ادامه آن‌ها را نام می‌بریم:
ضخامت ورق با نماد tp
گلوی مؤثر جوشها با نماد te
ساق جوشها با نماد a
طول مؤثر جوشها با نماد Le
نکات مهم در طراحی
بر اساس مقررات ملی ساختمان ایران مبحث دهم طرح و اجرای ساختمان‌های فولادی یک سری الزاماتی در طراحی این اتصال جوشی وجود دارد که در ادامه تمامی آن را به طور کامل ذکر خواهیم کرد:
سطح مقطع مؤثر
سطح مقطع مؤثر در جوشهای ماهیچهای برابر با حاصل ضرب طول مؤثر در ضخامت گلوگاه مؤثر است.
طول مؤثر جوش گوشه (به جز جوشهایی که در سوراخ و شکاف قرار دارند) برابر با طول کلی نوار اتصال جوشی شامل قسمت‌های برگشت خورده است.
بعد جوش گوشه a اندازه ساق مقطع جوش است.
طبق شکل زیر ضخامت گلوگاه مؤثر te در جوش ماهیچه ای برابر با کوتاه‌ترین فاصله بین ریشه مقطع جوش تا سطح خارجی آن و به عبارتی برابر با ارتفاع وارده بر وتر مثلث مقطع جوش است.
برای جوشهای گوشه در سوراخ و شکاف، طول مؤثر برابر با طول محوری یا میان تاری که از مقطع گلوگاه جوشها می‌گذرد، در نظر گرفته می‌شود.
محدودیت‌ها
حداقل بعد جوشهای گوشه نباید از بعد لازم برای انتقال بارهای محاسبه شده و اندازه‌های گفته شده در جدول زیر کوچک‌تر انتخاب شود:
| ضخامت قطعه نازک‌تر | حداقل بعد جوش گوشه (با یک بار عبور) |
| تا ۶ میلی‌متر | ۳ میلی‌متر |
| بیش از ۶ تا ۱۲ میلی‌متر | ۵ میلی‌متر |
| بیش از ۱۲ تا ۲۰ میلی‌متر | ۶ میلی‌متر |
| بیش از ۲۰ | ۸ میلی‌متر |
نکات مربوط به جدول:
در صورتی که نتوان ضخامت‌های حداقل فوق را با یک بار عبور تأمین کرد، باید از پیش گرمایش یا فرآیندهای کم هیدروژن استفاده کرد.
در سازه تحت بار دینامیکی حداقل اندازه جوشها ۵ میلی‌متر است.
حداقل بعد جوشها تابع ضخامت قطعه نازک‌تر است و از طرفی نباید بعد جوشها از ضخامت نازک‌ترین قطعه متصل‌شونده بیشتر شود.
حداکثر بعد جوش گوشه در لبه قطعات متصل شونده برای قطعات با ضخامت مساوی یا کمتر از ۶ میلی‌متر برابر ضخامت قطعه منهای ۲ میلی‌متر و برای قطعات با ضخامت بیش از ۶ میلی‌متر برابر ضخامت قطعه است.
طول مؤثر این جوشها که برای تحمل تنش‌ها در نظر گرفته شده‌اند نباید از ۴ برابر بعد جوش کمتر باشد. به عبارتی بعد جوش نباید از یک چهارم طول آن بیشتر شود.
در اتصال انتهای تسمه‌های کششی اگر از این جوشها فقط در لبه‌های طولی و موازی امتداد نیرو استفاده شود، طول جوشهای هر طرف نباید از فاصله عمودی بین آن‌ها (تقریباً پهنای تسمه) کمتر باشد و این فاصله نباید از ۲۰۰ میلی‌متر بیشتر شود.
Whoops! It looks like you forgot to specify an icon. در اتصال انتهایی اعضای محوری، طول مؤثر جوشی که به صورت طولی بارگذاری شده است نباید از ۱۰۰ برابر بعد جوش بیشتر شود. در صورت نیاز به طول جوشهای بیشتر از ۱۰۰ برابر بعد ساق جوش، طول مؤثر جوش باید با ضریب β کاهش داده شود.
Le = βL
β = ۱٫۲ – ۰٫۰۰۲ (L/a) ≤ ۱٫۰
که در آن:
۱) منظور از Le طول مؤثرجوش
۲) منظور از L، طول واقعی جوشی که از قسمت انتهایی جوش به صورت طولی بارگذاری شده است.
۳) منظور از a، بعد ساق‌جوش
۴) منظور از β، ضریب کاهش طول واقعی (اسمی) جوشها
برای L/a بزرگ‌تر از ۳۰۰ طول مؤثرجوش باید برابر با ۱۸۰a در نظر گرفته شود.
جوشهای گوشه منقطع برای انتقال تنش‌های محاسبه شده هنگامی مجاز است که نیروی منتقله از مقاومتی که با جوشهای پیوسته و با حداقل بعد جوشها تأمین می‌شود، کمتر باشد.
استفاده از این نوع جوشها در اتصال جان و بال تیر ورق‌ها، اتصال ورق‌های تقویتی بال، اتصال قطعات سخت‌کننده به جان تیر ورق و برای اتصال اجزای اعضای ساخته شده از ورق مجاز است.
طول مؤثر قطعات جوشهای منقطع نباید از ۴ برابر بعد جوش و از ۴۰ میلی‌متر کمتر باشد. فاصله آزاد بین قطعات جوشی نباید از ۱۶ برابر ضخامت نازک‌ترین قطعه متصل شونده زمانی که در فشار است و از ۲۴ برابر این ضخامت زمانی که در کشش است، بیشتر شود.
در اتصالات روی هم دو قطعه، طول همپوشانی نباید از ۵ برابر ضخامت قطعه نازک‌تر کمتر باشد و در هیچ حالتی از ۲۵ میلی‌متر کمتر نشود.
در اتصالات پوششی که ورق و تسمه‌های تحت اثر تنش‌های محوری را به یکدیگر متصل می‌کنند، باید ضلع انتهایی هر یک از قسمت‌های متصل شونده، توسط جوش گوشه اتصال یابند (جوشهای دو طرفه).
در وضعیتی که اتصال به اندازه کافی مقید شده باشد یا تغییر شکل خمشی در حدی محدود باشد که از باز شدن اتصال تحت اثر بار حداکثر جلوگیری شود، می‌توان از جوشهای یک طرفه استفاده کرد.
استفاده از جوشهای ماهیچهای در لبه سوراخ و شکاف در اتصالات روی هم به دلیل انتقال برش یا جلوگیری از کمانش یا جدایی قسمت‌های متصل شونده مجاز است.
جوشهای گوشه در سوراخ‌ها و شکاف‌ها را نباید به عنوان جوش کام یا انگشتانه در نظر گرفت.
جوشهای گوشه می‌توانند به انتهای ناحیه اتصال منتهی شده یا پیش از رسیدن به انتهای ناحیه اتصال قطع شوند یا حتی می‌توان آن‌ها را طوری جوشکاری کرد تا به شکل قوطی یا ناودانی درآیند. مگر در مواردی به شرح زیر که محدودیتی برای آن‌ها وضع شده است:
۱) در اتصالات روی هم که یکی از قطعه‌های اتصالی تا پشت لبه قطعه اتصالی دیگر که تحت اثر تنش کششی قرار دارد امتداد یافته باشد، جوشهای گوشه باید در فاصله‌ای بیشتر یا مساوی با بعد جوش تمام شوند.
۲) کلیه جوشهای گوشه که در لبه کناری یا ضلع انتهایی عضو انجام می‌شود، باید در انتهای ضلع و بر روی ضلع دیگر برگشت داده شود که به آن قلاب گویند. حداقل طول قلاب ۲ برابر بعد جوش است.
این شرط شامل جوش های گوشه قائم و جوشهای نبشی سربالا در تکیه‌گاه‌های لچکی (براکت) و برای نبشی‌های نشیمن تیر و اتصالات مانند آن است.
۳) در اتصالات مفصلی با نبشی‌های جان که انعطاف‌پذیری اتصال به مقدار زیادی تابع انعطاف‌پذیری بال برجسته نبشی‌ها است، برگشت در انتهای جوشهای ماهیچه ای نباید از ۴ برابر بعد جوش و نیز نصف پهنای بال نبشی بیشتر باشند. برگشت انتها در جوشهای گوشه باید در نقشه‌ها و جزئیات اجرایی قید شود.
۴) جوشهای گوشه ای که ورق‌های سخت‌کننده عرضی را به جان تیر ورق‌های با ضخامت جان کمتر از ۲۰ میلی‌متر متصل می‌کنند، نباید کمتر از ۴ برابر و بیشتر از ۶ برابر ضخامت جان، از پنجه جان تا اتصال جوشی جان به بال منتهی شود. مگر در حالتی که انتهای ورق سخت کننده عرضی به بال جوشکاری شده باشد.
۵) جوش گوشه ای که در دو وجه مخالف یک صفحه مشترک ایجاد می‌شود، باید در گوشه مشترک بین دو نوار جوشی قطع شوند.
۶) در اتصالات روی هم برای جلوگیری از زخم در لبه، انتخاب محل شروع و پایان مسیر جوشکاری باید مورد توجه قرار گیرد.
امیدواریم در پایان این مقاله به جواب تمام سوال‌های خود رسیده باشید و از اینکه تا پایان مقاله با ما همراه بودید، تشکر می‌کنیم. نظرات و تجربیات خود را در مورد این مقاله با ما به اشتراک بگذارید.
