انواع عیوب جوش با تصاویر و دلایل ایجاد زیر ذره‌بین
تا به حال عیوب جوش را زیر ذره‌بین برده‌اید؟ دلایل ایجاد این عیوب را می‌دانید؟! جوشکاری نادرست ممکن است انواع عیوب جوشکاری در ظاهر یا داخل فلز جوش را ایجاد کند. به همین دلیل در این مقاله جامع انواع عیوب جوش با تصویر را به همراه دلایل زیر ذره‌بین می‌بریم. آگاهی از این عیوب سبب اطمینان از کیفیت جوشها و کاهش مدت زمان بازرسی می‌شود. پس با ما در آکادمی عمران همراه باشید!
عیوب جوشکاری چیست؟
جوشکاری به زبان ساده یعنی متصل و یکپارچه کردن قطعات فلزی به طور عام و فولادی به صورت خاص، با استفاده از روش‌های مختلفی همانند حرارت، فشار یا ترکیبی از این دو. پس می‌توان نتیجه گرفت که برای جوشکاری به منبع گرما یا فشار، فلز پایه و فلز جوش یا همان فلز پرکننده نیاز است.
تولید جوشهای سالم و بدون عیب همراه با کاهش هزینه‌ها از اهداف موردنظر در عملیات جوشکاری اتصالات سازه های فلزی است.
عیوب اصلی جوش که سبب گسیختگی اتصال جوشکاری شده می‌شود، از مواردی است که هر جوشکاری باید از آن آگاه باشد.
از مهمترین دلایل برای آگاهی از این موارد می‌توان به تولید جوشهای با کیفیت و کاهش مدت زمان بازرسی جوشها اشاره کرد.
مصالحی که به هم جوشکاری می‌شوند (ورق یا لوله) باید از نظر وجود عیوب سطحی جوش بررسی شوند. چون عیوب جوشکاری لوله یکی از عیب‌های متداول است. در فیلم زیر سعی کرده‌ایم که با زبانی ساده عیوب جوش را برایتان توضیح دهیم پس دیدن آن را از دست ندهید.
طبقه بندی عیوب جوش
اگر بخواهیم انواع عیب های جوشکاری را طبقه بندی کنیم، بدین صورت خواهد بود:
-
عیوب ساختاری جوش
این عیب شامل مواردی است که به واسطه آن شکل پیوستگی ساختاری جوشها به مقدار زیادی تغییر می‌کند و ابعادشان در حجم مشخصی از جوش، بیش از مقدار تعیین شده است.
-
عیوب خواصی جوش
در صورتی که عیبی در جوش، بدون تغییری در ظاهر آن اتفاق افتد؛ عیب خواصی است که سبب کاهش مقاومت آن در برابر خوردگی می‌شود.
-
عیوب ابعادی جوش
یکی دیگر از مهمترین عیوب جوش در ساختمان اعوجاج یا خمیدگی در نتیجه جوشکاری است که به آن عیوب ابعادی جوشها گویند.
طوفان تخفیفی آکادمی عمران تو راهه
یک نوع دیگر از طبقه بندی عیوب جوش بدین شرح است:
-
عیوب خطی
همانند ترک‌ها
-
عیوب حجمی
همانند تخلخل
انواع عیوب جوش
در صورتی که از روش‌های درست در جوشکاری استفاده نشود، عیوب جوش مختلفی در سطح یا داخل فلز ممکن است ایجاد شود.
از انواع عیوب جوش می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- ذوب ناقص ( عیوب جوش LOF )
- نفوذ ناقص ( عیوب جوش LOP)
- لکه قوس
- جرقه و پاشش (ترشح)
- بریدگی کناره جوشها (سوختگی کناره جوش)
- سر رفتن جوشها روی فلز پایه، لوچه
- ترک‌ها
- پر نشدن شیار
- گرده اضافی جوشها
- ناخالصی‌های حبس شده
- جذب ناخالصی‌ها
- خوردگی در جوشها
- در ادامه با معرفی هر عیب، عکس‌های عیوب جوشکاری را نیز جهت درک بهتر این موضوع قرار داده‌ایم.
• تخلخل
به زبان ساده تخلخل به معنای تشکیل حفره خالی یا حبس شدن گاز در فلز به هنگام سرد شدن است. چرا که ممکن است اکسیژن زدایی کافی در ابتدای جوشکاری وجود نداشته باشد.
حفره‌های ایجاد شده در ضمن جوشکاری می‌توانند پراکنده یا به صورت یک حفره بزرگ در ریشه جوشهای گوشه یا ریشه جوشهای شیاری در کنار تسمه پشت بند وجود داشته باشند.
برای اینکه در مورد جوشهای گوشه و انواع آن بیشتر بدانید به مقاله ” جوش گوشه “ حتما سر بزنید.
زمانی که جوشکاری با استفاده از قوس زیرپودری انجام می‌شود نیز امکان تخلخل وجود دارد که یکی از عیوب متداول جوشکاری است.
به طور کلی دلایل عیوب جوش از نوع تخلخل به شرح زیر است:
- استفاده از شدت جریان‌های خیلی بالا یا طول قوس بسیار بلند
- وزش باد در سطح جوشها
- استفاده از الکترود بی کیفیت
- وجود رطوبت در سطح جوشها
تخلخل سطحی بسیار خطرناک‌تر از حفره‌هایی با همان ابعاد در عمق جوشها است. چرا که تخلخل از نوع سطحی اثر مستقیم و زیان آور در مقاومت خستگی فلز جوش دارد.
حال شاید برایتان سوال پیش بیاید که جهت پیشگیری از این عیب جوش چه کاری می‌توان انجام داد؟
- قبل از مصرف الکترود، از خشک بودن یا خشک شدن آن با استفاده از خشک کن مطمئن شوید.
- شدت جریان جوشکاری را به درستی تنظیم نمایید.
- اگر شرایط جوی نامناسب است، جوشکاری را به زمان دیگری موکول کنید.
- طول قوس را به درستی تنظیم کنید.
- شروع جوشکاری بر روی قراضه‌ای از جنس فولاد که قبلاً در ابتدای مسیر جوشکاری نصب شده، صورت پذیرد و پس از اتمام جوشها از قطعه کار جدا شود.
- محل شروع جوشکاری اندکی عقب‌تر از محل شروع واقعی باشد. الکترود به ابتدای مسیر اتصال هدایت شود و بدین ترتیب جوشکاری ادامه یابد. با این کار اگر حفره‌ای ایجاد شود، با بازگشت قوس و ذوب دوباره آن، این ایراد از بین خواهد رفت.
- نوع دیگری از تخلخل در زمان ذوب و انجماد در نتیجه بی‌دقتی در مصرف الکترودهایی است که قسمتی از پوشش آن شکسته و جدا شده است. از قسمت انتهایی الکترود که پوشش ندارد، استفاده نکنید.
• ذوب ناقص (عیوب جوش LOF)
یکی دیگر از عیب های جوشکاری که تقریباً عیبی رایج در زمان جوشکاری تحت حفاظ گاز نیز است، ذوب ناقص است.
این عیب جوشکاری در صورت عدم پیوستگی و ذوب شدن کامل فلز پایه و فلز جوش کناری آن اتفاق می‌افتد.
حال ببینیم چه عواملی می‌توانند سبب ذوب ناقص یا همان عیب جوش LOF (Lack Of Fusion) شوند؟
- عدم تمیزی سطوحی که باید بهم متصل شوند.
- پوشیده بودن آن‌ها از گردوخاک، گل‌جوش
- زنگ زدگی سطوح
دلایل عدم پیوستگی و ذوب شامل موارد زیر است:
- نامناسب بودن الکترود از نظر نوع یا اندازه
- عدم تمیزی سطح ورق
- کافی نبودن حرارت ورودی
- انتخاب نادرست قطبیت جریان و گاز محافظ
- عدم استفاده از طرح مناسب برای اتصال
- عدم تنظیم درست سرعت و جریان در عملیات جوشکاری
• نفوذ ناقص (عیوب جوش LOP)
در ادامه معرفی عیوب جوشکاری با عکس به نفوذ ناقص (Lack Of Penetration) می‌رسیم.
زمانی که فلز جوش تا عمق کمتری از میزان مدنظر در طراحی در داخل شیار یا درز نفوذ کند، عیب حاصله را نفوذ ناقص گویند.
البته در شرایط استثنا همانند زمانی که در دستورالعمل مشخص شده، این عیب جوش مورد قبول است.
عیب نفوذ ناقص در موارد زیر ایجاد می‌شود:
- جریان جوشکاری از نظر شدت بسیار پایین باشد.
- بیش از حد بزرگ بودن اندازه الکترود
- کوچکی بیش از حد دهانه ریشه
- ضخامت پیشانی ریشه بیش از نیاز دهانه ریشه باشد.
- سرعت جوشکاری قطب الکترود بالا باشد.
- زاویه بین الکترود و سطح کار ( زاویه پخی شیار V شکل کوچک باشد)
• لکه قوس
برخی از جوشکارهایی که دقت کافی در زمان جوشکاری ندارند، جهت شروع قوس با الکترود دستی، اول الکترود را با سطح کار در یک یا چند نقطه برای لحظه‌ای تماس می‌دهند تا قوس‌های موقتی ایجاد و با گرم شدن نوک الکترود، روشن شدن قوس در محل شروع عملیات جوشکاری آسان‌تر صورت پذیرد.
این تماس لحظه‌ای سبب ایجاد لکه‌هایی می‌شود. که در نتیجه ایجاد قوس موقت ذوب و سپس سریع سرد شدن آن‌ها است.
لکه قوس قابل پذیرش نیست.
سطح مقطع این عیب جوش به طور کلی ترک‌های ریزی دارد که مهمترین زیان این لکه‌ها شامل موارد زیر است:
- ایجاد تمرکز تنش
- ترک برداشتن قطعه در محل لکه
- گسیختگی قطعه در محل لکه
پس می‌توان نتیجه گرفت که جوشکار این تماس لحظه‌ای را به جای سطح کار بر روی قطعه‌های قراضه انجام دهد.
همچنین اگر بر روی قطعه اصلی کار قوس موقت پدید آید، باید با استفاده از سنگ زدن یا جوشهای کامل و سالم این عیوب جوش را برطرف کرد.
• جرقه و پاشش (ترشح)
یکی دیگر از عیوب متداول جوش که در این مقاله به آن می‌پردازیم، جرقه و پاشش است.
تعریف عیوب جوشکاری جرقه و پاشش بدین شرح است:
به ذرات فلزی گویند که در زمان جوشکاری ذوبی به اطراف پرت می‌شوند و بخشی از فلز جوش نیز محسوب نمی‌شوند.
این قطرات حاصله ممکن است از حوضچه جوشها یا بیشتر از الکترود و مفتول پرکننده ناشی شده باشد.
این عیب اهمیت زیادی در بین عیوب ندارد.
اگر پاشش در حد کم باشد می‌توان با برس سیمی یا وسایل مانند آن تمیز کرد.
اگر پاشش به حالت قطره‌ای بزرگ باشد، گرمای کافی جهت ایجاد حساسیت به ترک را ایجاد می‌کند.
• بریدگی کناره جوش (سوختگی کناره جوش)
یکی دیگر از مهمترین عیوب جوش بریدگی کناره جوشها یا سوختگی کناره آن‌ها است.
این عیب نیز همانند تخلخل، از عیب‌هایی است که در جوشکاری تحت حفاظت گاز نیز ممکن است ایجاد شود.
به زبان ساده در این عیب جوش، شیار ذوب شده‌ای در فلز اصلی است که در انتهای ساق جوشها قرار گرفته و توسط فلز جوش پر نشده است.
استفاده از جریان قوی یا طول قوس زیاد ممکن است فلز مبنا را بسوزاند یا قسمتی از آن را از جای خود جدا کند و شیاری بر جای گذارد.
این عیب جوش در بازرسی چشمی قابل تشخیص است.
اگر در جوشکاری این عیب ایجاد شد، بهترین راه جهت رفع آن، باید با جوشکاری دوباره ناحیه بریدگی با استفاده از الکترودهای نمره پایین‌تر از فلز جوش آن را پر کرد.
در جوش‌هایی که از نوع شیاری هستند، سوختگی کنار جوشها ممکن است بر روی سطح و ریشه اتصال ایجاد شود.
حال سراغ مواردی برویم که سبب ایجاد سوختگی می‌شود:
- استفاده از روش نامناسب در جوشکاری
- سرعت بالا در جوشکاری
- استفاده از شدت جریان بسیار بالا
- طول قوس بلند
با روش مناسب جوشکاری بریدگی کنار جوشها حذف می‌شود و نیازی به تعمیر مجدد ندارد.
حد پذیرش عیوب جوش از نوع بریدگی در چه حدودی است؟
- اگر بریدگی سبب کاهش قابل توجهی در مقطع شود، مجاز نیست. که این مقدار در جدول حدود پذیرش بازرسی چشمی بیان شده است.
- اگر نیروی مورد انتقال، عمود بر محور بریدگی باشد؛ آنگاه بریدگی به عنوان نقطه ضعیفی برای افزایش خستگی محسوب می‌شود.
• سر رفتن جوش روی فلز پایه، لوچه
یکی دیگر از انواع عیوب جوشکاری سررفتن جوشها روی فلز پایه است.
عیب جوش فلز پایه که نوعی ناپیوستگی سطحی نیز محسوب می‌شود، در اثر استفاده از تکنیک نادرست جوشکاری به دست می‌آید.
لوچه در اصل جاری شدن فلز جوش بر روی فلز پایه، بدون ذوب کردن کامل آن است.
سر رفتن لوچه یک ناپیوستگی سطحی خطرناک محسوب می‌شود، چرا که سبب ایجاد شیاری تیز بر روی قطعه شده و این شیار به عنوان محل تمرکز تنش می‌تواند سبب ایجاد، رشد و افزایش ترک شود.
همچنین سبب ایجاد ظاهری نامناسب در جوشها و افزایش هزینه جهت تمیزکاری آن می‌شود.
سررفتگی مذاب، به دلیل تأثیر نیروی ثقل بیشتر در وضعیت افقی ایجاد می‌شود.
به عبارتی می‌توان گفت زمانی که جوشکاری با الکترود دستی در زاویه قائم انجام می‌شود، احتمال وقوع این عیوب جوش بسیار بیشتر است. چرا که معمولاً اشتباه در زاویه الکترود با قطعه است.
یکی از روش‌های نادرست جوشکاری که سبب این عیب جوش می‌شود، سرعت بسیار آهسته در جوشکاری و شدت جریان بالا است.
• ترک ها
این عیب که به عبارتی همان شکستگی‌های فلز جوش است، در نتیجه تنش‌های داخلی در امتداد خط جوشها یا عمود بر آن ایجاد می‌شود.
البته لازم به ذکر است که ترک‌ها در جوشکاری تحت حفاظت گاز و جوشکاری با قوس زیرپودری نیز می‌توانند ایجاد شوند.
شاید یکی از اصلی‌ترین دلایلی که به دنبال آشنایی با عیوب جوش بوده‌اید، دانستن مهمترین و اصلی‌ترین مورد بوده است.
ترک‌ها مهمترین عیوب جوش محسوب می‌شوند. چرا که ممکن است این ترک‌ها از فلز جوش به فلز مبنا امتداد پیدا کنند یا کاملاً در فلز مبنا و در کنار خط جوشها باشند.
ترک‌ها انواع مختلفی دارند که به طور کلی شامل موارد زیر است:
1. بر اساس مکانیزم
- گرم
- سرد
- مویی
2. بر اساس محل قرارگیری
- ترک ریشه‌ای
- ترک سطحی
3. بر اساس شکل و جهت ترک
- ترک طولی
- ترک عرضی
حال ببینیم چه عواملی سبب ایجاد ترک در جوشکاری می‌شوند؟
- نفوذ هیدروژن
- وجود رطوبت در الکترود یا درز
- وجود چاله انتهای جوشهای پر نشده
- نسبت عمق به عرض زیاد و غیره
برای مطالعه بیشتر در مورد ترک جوشها به مقاله ” علت شکستن جوش در جوشکاری “ سر بزنید.
• پر نشدن شیار
یکی دیگر از عیوب اصلی جوش، پر نشدن شیار است که اغلب در نتیجه کمبود رسوب فلز جوش در مقطع جوشهای شیاری اتفاق می‌افتد.
این عیب زمانی پدید می‌آید که فلز پرکننده رسوب داده شده، جهت پر کردن شیار کافی نباشد.
برای اینکه در مورد جوشهای شیاری و انواع آن بیشتر بدانید به مقاله ” جوش شیاری ” سر بزنید.
• گرده اضافی جوش
یکی دیگر از مهمترین عیوب جوش وجود گرده اضافی در جوشها است.
این عیب جوش در نتیجه زیاد بودن فلز جوش از مقدار لازم جهت پر کردن اتصال، رخ می‌دهد.
مشکل اصلی گرده جوش، احتمال ایجاد گوشه‌های تیز در مناطق پنجه جوشها است.
با افزایش ارتفاع گرده جوش، حساسیت بیشتری در این مناطق به وجود می‌آید. گرده اضافی در پایین ریشه یا پاس نهایی ممکن است ایجاد شود.
• ناخالصی‌های حبس شده
در ادامه معرفی عیوب جوشکاری با عکس به ناخالصی‌های حبس شده یا حبس سرباره می‌رسیم که یکی از متداول‌ترین انواع عیوب جوش است.
گل جوش به هنگام جوشکاری در اثر ذوب شدن روکش الکترود ایجاد می‌شود و مخلوطی از اکسید فلزات و سایر ترکیبات است.
به خاطر جرم مخصوص کمتر، گل جوشکاری معمولاً به سطح حوضچه مذاب آمده و زمانی که جوشها سرد شدند، به راحتی با چکش جوش جدا می‌شود.
سرد شدن اگر سریع انجام شود، ممکن است گل‌جوش را قبل از رسیدن به سطح، به دام بیندازد.
جوشهای سقفی بیشتر در معرض تداخل گل جوش هستند، بنابراین باید به دقت بازرسی شوند.
زمانی که برای تأمین اندازه جوش مشخص نیاز به چند بار عبور الکترود باشد، باید بین هر دو عبور، جوشکاری گل جوشهای مرحله قبل را بردارد.
دقت نکردن در انجام صحیح این کار یکی از مهمترین علت‌ها در تداخل گل جوشکاری است.
این عیوب جوش اگر کم باشد، تأثیر آنچنانی بر خواص مکانیکی ندارد. اما اگر ابعاد بزرگ باشد بر خواص مکانیکی به خصوص مقاومت ضربه‌ای جوشها تأثیر منفی دارد.
به طور کلی دلایل عیب جوش حبس سرباره شامل موارد زیر است:
- ریزش پوسته شکسته شده الکترود به مذاب
- استفاده از الکترودی که قسمتی از آن روکش ندارد
- بی‌دقتی جوشکار در حرکات نامناسب الکترود
- توجه نکردن به تمیز کردن سرباره در انتهای عبور جوشها در تعویض هر الکترود
- جوشکاری در وضعیت‌های قائم و سقفی
- جوشکاری در زمستان و هوای باز
• جذب ناخالصی‌ها
در ادامه توضیح عیوب جوش به جذب ناخالصی می‌رسیم.
موادی مانند چربی، آلودگی، رنگ و پوشش‌های فلزی بر روی قطعه کار یا الکترود و جذبشان به جوشها سبب ایجاد مشکلات متعددی در جوشها می‌شود.
مثلاً فلز روی که وارد مذاب می‌شود، سبب حساسیت در برابر ترک و بروز مشکلات تنفسی و عدم رعایت کامل جوشکاری و ایجاد حفره در جوشها می‌شود.
آلومینیوم نیز به عنوان پوشش جهت افزایش مقاومت فولاد در محیط‌های خورنده استفاده می‌شود که سبب تردی و شکنندگی جوشها می‌گردد.
در هر حالت، پاک کردن ناخالصی‌ها از سطح فلز و الکترود امری واجب است.
• خوردگی در جوشها
یکی دیگر از انواع عیوب جوشکاری ، خوردگی در فلز جوش و محل اتصال آن است؛ که سبب ایجاد مشکلات جدی و ایجاد ترک در محل جوشها می‌شود.
خاصیت مقاومت موضع اتصال در برابر محیط‌های خورنده اهمیت بالایی دارد.
خوردگی در چه مواقعی می‌تواند ایجاد شود؟
- بقایای بدنه کار یا پوشش الکترود بر روی جوشها
- جذب رطوبت هوا
- افزایش درجه حرارت قطعه کار ضمن سرویس
برای اینکه با تمام ریزه کاری‌های اجرای ساختمان آشنا شوید توصیه می‌کنیم آموزش اجرای ساختمان را از دست ندهید.
مسیر پیشنهادی مطالعه مقالات آکادمی عمران
سلام خسته نباشید.
یه سوالی که دارم این خستش که آیا میشه از جوشکاری که اسکلت رو اجرا کرده در پایان کار تعهد گرفت؟
سلام وقتتون بخیر
متاسفانه در این مورد اطلاعی نداریم.
ممنونم به هر حال
موفق باشین