عیوب جوشکاری را بشناسید (بخش اول)

عیوب جوشکاری به کلیه ناپیوستگی‌ها و نقص‌های موجود در ساختار خط جوش گفته می‌شود. همان طور که می‌دانیم وجود انواع ناپیوستگی‌ها و عیوب جوش باعث مرجوع شدن قطعه و یا تجهیز می‌شود. این عیوب به کمک آزمون‌های مخرب و غیر مخرب قابل شناسایی هستند. برخی از مشکلاتی که در جوشکاری حالت مایع به وجود می‌آید شامل مواردی متعددی است. در این مقاله به شرح انواع عیوب جوشکاری پرداخته شده است.

ترک‌ها

در میان عیوب جوش، ترک خطرناک‌ترین آن‌ها محسوب می‌شود. ترک‌ها می‌توانند در محل جوش یا در فلز پایه ایجاد شوند. ترک‌ها به دو نوع ترک سرد و ترک گرم طبقه بندی می‌شوند.

شکل ۱: ترک در محل جوش

ترک گرم

این ترک‌ها عموماً در زمان انجماد در نواحی جوش ایجاد می‌شوند و معمولاً در اثر انقباض انجمادی و یا تغییر در عناصر سازنده فلز در ناحیه ذوب، رخ می‌دهند. انقباض انجمادی به حالتی گفته می‌شود که فلز جوش در حین انجماد دچار کاهش حجم می‌شود که این امر منجر به ایجاد نیروی کششی و افزایش تنش شده که منطقه جوش را مستعد ایجاد ترک می‌کند. از طرفی، انجماد در خط جوش از کناره‌ها شروع می‌شود و در نتیجه درصد عناصر در نواحی مرکز جوش افزایش می‌یابد که این امر منجر به افزایش تمرکز تنش در منطقه مرکزی و ایجاد ترک می‌شود.

شکل ۲: نمایی از ایجاد ترک گرم در محل جوش.

ترک سرد

این نوع از ترک‌ها در دمای محیط یا دمای نزدیک به محیط و در منطقه متاثر از دما (HAZ) رخ می‌دهند. این ترک‌ها در فولادها می‌تواند تحت اثر نفوذ هیدروژن ایجاد شوند. استفاده از الکترودهای کم هیدروژن همراه با پیش گرم کردن مناسب، از ایجاد این ترک‌ها پیشگیری می‌کند.

شکل ۳: نمایی از ترک سرد در خط جوش.

ترک طولی (Longitudinal Crack)

ترک‌های طولی، عیوب جوشی هستند که هم محور با محور اصلی جوش می‌باشند. معمولا این ترک‌ها در جوش‌های کوچک با مقاطع بزرگ به علت تنش‌های حاصل از انجماد ایجاد می‌شود.

ترک عرضی (Transverse Crack)

ترک‌های عرضی عمود بر مسیر جوش می‌باشند. این نوع ترک عموماً در نتیجه ایجاد تنش‌های طولی ناشی از انقباض در فلز با قابلیت داکتیلیته پایین به وجود می‌آیند.

شکل ۴: ترک عرضی روی خط جوش.

حفره‌ها و تخلخل‌ها

تخلخل در صورت محبوس شدن گازها در فلز جوش هنگام سرد شدن آن اتفاق میافتد. این عیب در صورت استفاده از شدت جریانهای خیلی زیاد یا طول قوس خیلی بلند ایجاد می‌شود. تخلخل ممکن است به طور یکنواخت در طول جوش ایجاد شوند یا به صورت یک حفره بزرگ در مجاورت تسمه پشت بند تشکیل شود. وجود رطوبت، وزش باد در سطح جوش و کاربرد الکترود نامرغوب از دیگر دلایل ایجاد تخلخل در جوش می‌باشد. از دیگر علت‌های ایجاد حفره می‌توان به آلوده بودن سطح فلز پایه، محافظت گازی کم، مقادیر بالای گوگرد و فسفر در فلز پایه اشاره نمود.

شکل ۵: حفرات و تخلخل‌های محل جوش.

آخال‌ها یا ناخالصی‌ها

آخال یا ناخالصی به هر ماده غیر فلزی گفته می‌شود که در محل جوش به دام می‌افتد و از دیگر عیوب جوشکاری به شمار می‌آیند. در برخی از فرایندهای جوشکاری الکترود دستی (SMAW) و زیرپودری (SAW) که حفاظت از حوضچه مذاب بر عهده گاز حاصل از سوختن پودر جوش می‌باشد، سرباره‌ای بر روی حوضچه مذاب شکل می‌گیرد که می‌بایست پیش از ایجاد جوش بعدی به روش‌های مختلف برداشته شود. چنانچه بخشی از سرباره مذکور در فلز جوش باقی بماند، منجر به ایجاد عیب ناخالصی سرباره‌ای گردد. این آخال‌ها می‌توانند در محل جوش منجر به کاهش استحکام خط جوش شوند. آخال سرباره ناشی از روش جوشکاری نادرست، دسترسی نامناسب به قطعه و یا هر دو است. این آخال‌ها اگر بر روی سطح جوش باشند با سنگ زدن و جوشکاری مجدد قابل برطرف شدن هستند. آخال‌ها انواع مختلفی دارند که شامل آخال جامد، آخال پودر، آخال اکسید و آخال فلزی است.

در آخال جامد شامل هر ذره جامدی است که در محل جوش گیر کرده است اما آخال فلزی ذرات جامد فلزی هستند که ممکن است تنگستن یا مس باشند. در روش‌هایی که تورچ جوشکاری از جنس تنگستن می‌باشد، شکستن و یا افتادن ذره‌ای از تنگستن به داخل مذاب و فلز جوش باعث ایجاد ناخالصی درون جوش می‌شود. عیب آخال فلزی تنگستن در جوشکاری تیگ (جوشکاری آرگون) مشاهده می‌شود و عیب آخال فلزی مس در جوشکاری CO_۲ دیده می‌شود.