۰تا۱۰۰ آشنایی با عیوب جوش

دسته بندی ها :
۰تا۱۰۰ آشنایی با عیوب جوش

مفهوم عیب در جوشکاری

در استاندارد جوشکاری ISO6520 که مربوط به فرآیندهای جوشکاری ذوبی می پردازد ، به انواع ناپیوستگی ها در جوشکاری و عیوب جوش اشاره شده است .

تعریف نقص یا ناپیوستگی (Discontinuity) : هر عاملی که باعث شود یکپارچگی قطعه از بین برود ، نقص یا ناپیوستگی نامیده میشود  .

تعریف عیب : هر ناپیوستگی که در کارکرد قطعه مشکل ایجاد کند یا به هر ناپیوستگی  که در محدوده پذیرش استاندارد نباشد عیب (Defect) گفته میشود .

پس نتیجه میگیریم که هر عیبی در جوش ناپیوستگی است اما لزوماً هر ناپیوستگی ، عیب نیست . و زمانی این نقص یا ناپیوستگی عیب محسوب که بعضی از خصوصیات از جمله ‌نوع، اندازه، پراکندگی را بیش از حد مجاز استانداردها داشته و غیر قابل قبول باشد حتماً جزو عیوب جوش در نظر گرفته خواهد شد .

اینکه تشخیص بدهیم کدام ناپیوستگی ، عیب (Defect) است نیاز به استاندارد محدوده پذیرش داریم ، که این استاندارد با توجه به تجربیات گذشته و کاربرد قطعه جوشکاری شده تدوین شده است . برای مثال در شکل زیر در قطعه زیر  که دارای ۴ نوع ناپیوستگی A,B,C,D  است و حالا طبق استاندارد پذیرش بررسی میکنیم که کدام یک از  ناپیوستگی های A,B,C,D عیب (Defect) است .

بررسی عیوب در جوش

نتیجه:

ناپیوستگی A1: عیب است

ناپیوستگی A2: عیب است

ناپیوستگی B1: عیب نیست

ناپیوستگی B2: عیب است

ناپیوستگی C1: عیب است

ناپیوستگی C2:عیب است

ناپیوستگی D1: عیب است

طبق استاندارد جوشکاری ISO6520 عیبوب ظاهر جوش در ۶ دسته تقسیم بندی میشوند که ما هر عیب را در دسته بندی خودش مورد بررسی قرار میدهیم . عیوب جوش به شرح زیر است :

گروه شماره ۱ : ترک‌ها ‌

ترک ناپیوستگی (Crack) به وجود آمده به وسیله پارگی موضعی است، که می‌تواند ناشی از سرد شدن یا تنش باشد.

ترک ناپیوستگی (Crack) هم میتواند در فلزجوش وهم در فلز پایه به وجود آید ، ترک زمانی به وجود می‌آید که تنش‌های موضعی بوجود آمده از مقاومت تسلیم فلز بیشتر شود. ترک خوردگی همواره با افزایش تنش در نزدیکی ناپیوستگی‌های فلز جوش و فلز پایه یا نزدیک شیارهای مکانیکی که در طراحی اتصال پیش بینی شده‌اند، همراه است. ترک ها جزو خطرناک ترین عیوب جوش هستند .

ترک‌ها (Crack) به دو دسته گرم و سرد تقسیم می‌شوند.

  • ترک گرم
  • ترک سرد

ترک گرم در خلال انجماد مذاب، شکل می‌گیرد و ترک سرد (تاخیری) بعد از آنکه فرایند انجماد کامل شد شروع خواهد شد. ترک‌های سرد که بعضاً ترک‌های تاخیری نیز نامیده می‌شوند با هیدروژن شکننده ارتباط خاصی دارند. ترک‌های گرم در مرزدانه‌ها منتشر می‌شوند ولی ترک‌های سرد هم در مرزدانه‌ها تشکیل می‌شوند و هم ممکن است از مرزدانه‌ها گذشته و گسترش یابند.

انواع ترک‌ها

۱) ترک مويی (Micro Crack)

وقتی ترک ابعاد ریزی در حد میکروسکوپی داشته باشد به میکرو ترک (Micro Crack) یا میکرو فیشر موسوم است.

۲) ترک طولی‌ (Longitudinal Crack)

در فرایندهای جوشکاری زیر پودری که معمولاً با سرعت زیادی همراه است به چشم می‌خورد و گاهی تخلخل که معمولاً در ظاهر جوش قابل مشاهده نیست در آنها روی می‌دهد. ترک‌های طولی در جوش‌های کوچک و کم حجم بین قسمت‌های بزرگ و حجیم ناشی از آهنگ سریع سرد شدن و درگیری یا در مهار بودن قطعات است. ترک طولی اساساً موازی با محور جوش است به چهار صورت واقع می‌شود.

‌در فلز جوش

‌در مرز جوش

‌در منطقه تاثیر حرارت

‌در فلز پایه

۳) ترک عرضی‌  (Transverse Crack)

ترک عرضی اساساً عمود بر محور جوش است و بیشتر ناشی از تنش‌های فشاری عمود بر جوشی که قابلیت نرمی زیادی ندارد، است. ترک‌های عرضی ممکن است در مناطق زیر واقع شوند.

‌در فلز جوش

‌در منطقه تاثیر حرارت

‌در فلز پایه

۴‌) ترک‌های تشعشعی‌

ترک‌های تشعشعی ، به ترک هایی گفته میشود که از یک نقطه مشترک تششع میگیرند این ترک ها ممکن است در مناطق زیر ‌ایجاد ‌شوند.

در فلز جوش

در منطقه تاثیر حرارت

در فلز پایه

 ترک‌های تشعشی کوچک به ترک‌های ستاره‌ای (Cracks Star) معروفند.

۵) ترک چاله (Crater Crack)

ترک چاله، ترک انتهای خط جوش است و زمانی رخ می‌دهد که جوشکاری به درستی و به خوبی به پایان نرسد. ترک چاله یکی از شایع ترین عیوب جوش است . گاهی به این ترک نیز ترک ستاره‌ای اتلاق می‌شود. ترک چاله جوش، ترک انقباضی بوده و معمولاً از قطع ناگهانی قوس ناشی می‌شود. ترک در چاله جوش عمدتاً به سه صورت زیر دیده می‌شود.

طولی

عرضی

ستاره‌ای

۶) گروه ترک‌های  ناپیوسته (Group Of Disconnected Cracks)

گروهی از ترک‌های جدا از هم ‌که ممکن است در نواحی زیر مشاهده شوند.

در فلز جوش

در منطقه تاثیر حرارت

در فلز پایه

۷) ترک‌های انشعابی ‌(Branching Crack‌)

گروهی از ترک‌های متصل به هم‌ که منشا آنها یک ترک مشترک است و نسبت به ترک‌های تشعشعی قابل تشخیص هستند. ترک‌های انشعابی ممکن است در مناطق زیر واقع شوند.

در فلز جوش

در منطقه تاثیر حرارت

در فلز پایه

علل پیدایش ترک در جوش

  • عدم رعایت مسایل مربوط به پیش گرمی و پس گرمی و دمای بین پاسی
  • مرطوب بودن الکترود یا  استفاده از الکترود نامناسب
  • بیشتر بودن نسبت نفوذ به پهنای جوش (طراحی نادرست اتصال)
  • جوشکاری در شرایط قطعه فیکس
  • سریع سرد شدن قطعه بعد از جوشکاری
ترک در جوش | عیوب جوش
ترک در جوش | عیوب جوش
ترک در جوش | عیوب جوش
ترک در جوش | عیوب جوش
ترک در جوش | عیوب جوش
ترک در جوش | عیوب جوش
ترک در جوش | عیوب جوش
ترک در جوش | عیوب جوش
ترک در جوش | عیوب جوش

گروه شماره ۲ : حفره ها‌

وجود حفره ها (Cavity) در جوش نتیجه حبس گاز هنگام سرد شدن جوش است.

حفره ها معمولاً کروی هستند ولی احتمال وجود حفره های طولی نیز وجود دارد. حفره‌های گازی در قطعات چدنی شاید به شکل لایه به لایه نیز پیدا شوند. حفره ها ( تخلخل) هر چقد هم زیاد باشد، به اندازه ناپیوستگی‌های تیز (عیوب جوش تیز) که موجب تمرکز تنش می‌شوند، خطرناک نخواهد بود.

وجود حفره های زیادی در جوش نشانه آن است که عوامل جوشکاری، مواد مصرفی یا طراحی اتصال به درستی کنترل نشده است. یا فلز پایه آلوده و کثیف بوده و یا فلز پایه و فلز جوش با یکدیگر سازگاری کافی ندارند.

وجود حفره ها منحصراً ناشی از گازهیدروژن نیست ولی وجود حفره ها در جوش بیانگر وجود هیدروژن در جوش و ناحیه حرارت دیده است که در آلیاژهای آهنی احتمال ترک خوردن قطعه را زیاد می‌کند.

انواع حفره ها

۱) حفره گازی (Gas Cavity)

حفره ایی است که به واسته حبس شدن گاز ایجاد میشود .

۲) منفذ گازی (Porosity)

حفره های گازی که شکل کروی دارند.

۳) تخلخل با توزیع یکنواخت (uniformly distributed porosity)

تعدادي از حفره هاي گازي که به گونه اي کاملا به طور اساسی یکنواخت در سرار فلز جوش توزیع شده اند .

۴) تخلخل خوشه اي یا موضعی (clustered (localized) porosity)

گروهی از منفذها که توزیع هندسی تصادفی دارند .

۵) تخلخل خطی (linear porosity)

ردیفی از منفذهاي گاز که به صورت موازي با محور جوش قرار گرفته اند .

۶) حفره کشیده شده (elongated cavity)

حفره هاي غیر کروي شکل بزرگ که بزرگترین بعد آن تقریبا موازي محور جوش است .

۷) حفره کرمی شکل (worm-hole)

حفره لوله اي شکل در فلز جوش، ناشی از آزاد شدن گاز . شکل و موقعیت حفره کرمی شکل توسط شیوه انجماد و منابع گاز تعیین می شود. به طور کلی این حفره هاي کرمی شکل به صورت خوشه ها گروه بندي شده و به صورت جناقی توزیع می شوند . برخی حفره هاي کرمی شکل می توانند باعث شکست سطح جوش شوند .

۸) منفذ سطحی (surface pore)

منفذ گازي که سطح جوش را می شکند .

۹) تخلخل سطحی (surface porosity)

تخلخلی که در سطح جوش ظاهر می شود، حفره هاي گازي تکی یا چند تایی که سطح جوش را می شکنند

۱۰) حفره انقباضی (shrinkage cavity)

حفره هایی که به واسطه انقباض حین انجماد به وجود آمده اند .

۱۱) انقباض میان شاخه ايانقباض میان شاخه اي (interdimeric shrinkage )

حفره هاي انقباضی کشیده شده که می توانند شامل گازهاي حبس شده باشند، بین شاخه ها حین خنک شدن شکل می گیرد. چنین  قصی به طور معمول به صورت عمود بر رویه جوش یافت می شوند .

تخلخل یا پروسیتی در جوش | عیوب جوش
تخلخل یا پروسیتی در جوش | عیوب جوش
تخلخل یا پروسیتی در جوش | عیوب جوش
تخلخل یا پروسیتی در جوش | عیوب جوش
۱۲) حفره لوله اي چاله (crater pipe)

حفره انقباضی در انتهاي یک پاس جوش که قبل یا حین پاس هاي جوش بعدي برطرف نشده است .

۱۳) حفره لوله اي چاله انتهایی (end crater pipe)

چاله باز با سوراخی که سطح مقطع جوش را کاهش می دهد .

 

چاله انتهایی در جوش | عیوب جوش
چاله انتهایی در جوش | عیوب جوش
چاله انتهایی در جوش | عیوب جوش

گروه شماره ۳ : آخال ها

آخال ها سرباره ذرات غیر فلزی هستند که در فلز جوش یا در رابط جوش به دام افتاده اند و عیب solid inclusions  میکند . آخال سرباره ناشی از روش جوشکاری نادرست ، دسترسی نامناسب به قطعه و یا هر دو است. عیوب جوش آخال ها اگر بر روی سطح جوش باشند با سنگ زدن و جوشکاری مجدد قابل برطرف شدن هستند .

با تکنیک مناسب ، سرباره به سطح فلز جوش مذاب بالا می روند. و شاهد عیب آخال سرباره در جوش نخواهیم بود .

انواع آخال ها

۱) آخال جامد (solid inclusion)

مواد خارجی جامد که در جوش گیر افتاده اند .

۲) آخال پودر (flux inclusion)

آخال جامد به شکل پودر که عیب آخال هاي پودر ممکن است به صورت زیر باشد :

خطی

منفرد

خوشه اي

۳) آخال اکسید (oxide inclusion)

آخال جامد به شکل اکسید فلزي ، آخال هاي اکسیدي می توانند به صورت زیر باشند :

خطی

منفرد

خوشه اي

۴) آخال فلزي (metallic inclusion)

آخال جامد به صورت فلز خارجی می توانند به صورت زیر باشند :

تنگستن

مس

فلز دیگر

عیب آخال فلزي تنگستن در جوشکاری تیگ (جوشکاری آرگون) مشاهده میشود و عیب آخال فلزي مس در جوشکاری CO2  دیده میشود .

وجود آخال در جوش | عیوب جوش
وجود آخال در جوش | عیوب جوش
وجود آخال در جوش | عیوب جوش
وجود آخال در جوش | عیوب جوش
وجود آخال در جوش | عیوب جوش
وجود آخال در جوش | عیوب جوش
وجود آخال در جوش | عیوب جوش
وجود آخال در جوش | عیوب جوش
وجود آخال در جوش | عیوب جوش

گروه شماره ۴ : نفوذ و ذوب ناقص نقص

۱) ذوب ناقص

ذوب ناقص lack of fusion یا LOF را اینگونه تعریف میکنند : به کمبود پیوند بین فلز جوش و فلز پایه یا بین لایه هاي متوالی فلز جوش ایراد ذوب ناقص lack of fusion گفته میشود .

این ایراد می تواند یکی از موارد زیر باشد :

  • ذوب ناقص دیواره جانبی lack of side-wall fusion (شکل شماره ۱)
  • ذوب ناقص بین پاسی lack of inter-run fusion (شکل شماره ۲)
  • ذوب ناقص ریشه lack of root fusion  (شکل شماره ۳)
  • ذوب ناقص ریز micro-lack of fusion (شکل شماره ۴)

ذوب ناقص lack of fusion یا LOF

نقاط ناقص ذوب شده ، به علت عدم همجوشی ، فلز پایه با فلز جوش است هستند که در نتیجه آن عدم همپوشانی فلز پایه با فلز جوش است .

عیوب جوش نفوذ و ذوب ناقص یکی از عیوب شایع برای جوشکاران مبتدی است . در مورد امکان تشخیص ذوب ناقص lack of fusion ، و انواع مختلف ذوب ناقص را می توان به دو گروه طبقه بندی کرد :

 ۱) گروهی که ذوب ناقص شامل حفره ها یا اجزاء غیر فلزی است که با روش های غیر مخرب قابل تشخیص است

۲) گروهی که وجود ذوب ناقص هیچ گونه ناپیوستگی در ماده را نشان نمی دهد زیرا این یک نقص ساختاری است و بنابراین با روش های غیر مخرب قابل تشخیص نیست.

عیب ‌ذوب ناقص در جوش LOF| عیوب جوش
عیب ‌ذوب ناقص در جوش LOF| عیوب جوش
عیب ‌ذوب ناقص در جوش LOF| عیوب جوش

۲) نفوذ ناقص

نفوذ ناقص lack of penetration یا LOP اینگونه تعریف میکنند: به ذوب نشدن یک وجه یا هر دو وجه ریشه، ذوب ناقص یا LOP میگویند .

ذوب ناقص یا LOP میتواند علل مختلفی داشته باشد اما یکی از شایع ترین علل پیدایش ذوب ناقص ، کم گرفتن فاصله بین ریشه یا root gap  به هنگام جوشکاری است .

 

ذوب ناقص یا LOP در جوش | عیوب جوش
ذوب ناقص یا LOP در جوش | عیوب جوش

گروه شماره ۵ : شکل و ابعاد ناقص

ایراد شکل و ابعاد ناقص در جوش ، به ایرادی گفته میشود که به هر نحوی شکل خارجی جوش ظاهر استاندارد را نداشته باشد و این شکل و ابعاد ناقص جوش میتوانند ناشی از عوامل زیر باشند .

انواع ایرادات شکل و ابعد ناقص جوش

۱) بریدگی کناره جوش Under Cut

بریدگی کناره جوش Under Cut ، به ایرادی گفته میشود که در اطراف فلز جوش ما حفره هایی را مشاهده کنیم که این حفره ها میتوانند هم منقطع باشند و هم پیوسته . عیوب جوش بریدگی کناره جوش جزو عیوب جوش شایع است .

بریدگی کناره جوش Under Cut| عیوب جوش
بریدگی کناره جوش Under Cut| عیوب جوش
بریدگی کناره جوش Under Cut| عیوب جوش
بریدگی کناره جوش Under Cut| عیوب جوش
بریدگی کناره جوش Under Cut| عیوب جوش
بریدگی کناره جوش Under Cut| عیوب جوش
۲) فلز جوش اضافی Excess Weld Metal

ایراد فلز جوش اضافی Excess Weld Metal ، به ایرادی گفته میشود که گرده جوش در اتصال شیاری بزرگتر از اندازه معمول باشد .

۳) تحدب اضافی Excessive Convexity

ایراد تحدب اضافی Excessive Convexity ، به ایرادی گفته میشود که گرده جوش در اتصال گوشه بزرگتر از اندازه معمول باشد .

عیب ‌فلز جوش اضافی| عیوب جوش
عیب ‌تحدب اضافی | عیوب جوش
۴) نفوذ اضافی Excessive Penetration

نفوذ اضافی Excessive Penetration ، ایرادی است که گرده جوش در طرف ریشه خیلی بزرگ تر از اندازه معمول است .

است.

نفوذ اضافی Excessive Penetration | عیوب جوش
نفوذ اضافی Excessive Penetration | عیوب جوش
۵) رویهم افتادگی Overlap

رویهم افتادگی Overlap به ایرادی گفته مشود که فلز جوش اضافی که سطح فلز پایه را پوشانیده اما آن را ذوب نکرده باشد . رویهم افتادگی صورت هاي زیر باشد:

رویهم افتادگی پنجه جوش

رویهم افتادگی ریشه جوش

رویهم افتادگی Overlap | عیوب جوش
رویهم افتادگی Overlap | عیوب جوش
۶) برون محوری خطی Linear Misalignment

برون محوری خطی Linear Misalignment  به ایرادی گفته میشود دو قطعه جوش داده شده به هم در یک صفحه موازی قرار نگیرند . 

برون محوری خطی Linear Misalignment | عیوب جوش
برون محوری خطی Linear Misalignment | عیوب جوش
۷) فرونشستن Sagging

فرونشستن Sagging به ایرادی گفته میشود که فلز جوش در اثر نیروي جاذبه فرو می ریزد ، طبق موارد مختلف می تواند به صورت هاي زیر روي دهد .

  • فرو نشستن حالت افقی
  • فرو نشستن حالت تخت یا سقفی
  • فرونشستن در گوشه جوش
  • فرو نشستن(ذوب) در لبه جوش

در حقیقت ایراد فرونشستن Sagging ترکیب دو ایراد سرفتگی و پرنشدگی در جوش است .

فرونشستن Sagging

۸) سوختگی ریشه Burn-Through

سوختگی ریشه Burn-Through  به ایرادی گفته میشود که در اثرفرو ریزي حوضچه جوش ، یک حفره در جوش تشکیل میشود و جای خالی آن کاملاً در ریشه جوش قابل مشاهده است .

سوختگی ریشه Burn-Through  | عیوب جوش

۹) شیارهاي ناقص پر شده incompletely filled groove  

شیارهاي ناقص پر شده incompletely filled groove  ، به ایرادی گفته میشود که در خط جوش های پیوسته یا منقطع در سطح یک جوش به واسطه نرسیدن ماده پر کننده جوش به وجود آمده است .

شیارهاي ناقص پر شده incompletely filled groove  | عیوب جوش

۱۰) عرض نامنظم Irregular Width

عرض نامنظم Irregular Width ، به ایرادی گفته میشود که در طول خط جوش شاهد تغییر بیش از اندازه در عرض جوش باشیم .

عرض نامنظم Irregular Width | عیوب جوش

۱۱) تقعر ریشه Root Concavity

تقعر ریشه Root Concavity ، به ایرادی گفته میشود که به خاطر انقباض در جوش لب به لب در محل ریشه به سمت داخل گود میشود .

تقعر ریشه Root Concavity | عیوب جوش
۱۲) شروع مجدد ضعیف Poor Restart

شروع مجدد ضعیف Poor Restart ، به ایرادی گفته میشود که در هنگام شروع مجدد جوشکاری شاهد سطح موضعی نامنظم باشیم .

این مورد می تواند در موارد زیر روي دهد:

در پاس آخر

در پاس ریشه

شروع مجدد ضعیف Poor Restart | عیوب جوش
شروع مجدد ضعیف Poor Restart | عیوب جوش

گروه شماره ۶ : نواقص متفرقه

نواقص متفرقه Miscellaneous imperfections به تمامی نواقصی که نمی توانند در گروه هاي ۱ تا ۵ جاي بگیرند گفته میشود .

انواع نواقص متفرقه

۱) لکه‌ي قوس

لکه‌ي قوس arc strike ، به ایرادی گفته میشود که در نتیجه قوس زنی یا روشن شدن قوس خارج از محدوده مورد نظر جوشکاری صدمه موضعی به سطح ماده پایه مجاور جوش وارد میشود .

لکه ي قوس arc strike | عیوب جوش
لکه ي قوس arc strike | عیوب جوش
لکه ي قوس arc strike | عیوب جوش
لکه ي قوس arc strike | عیوب جوش
۲) پاشیدگی

پاشیدگی spatter به ایرادی گفته میشود که ذراتی از فلز جوش یا فلز پر کننده که حین جوشکاري خارج شده اند و به سطح فلز پایه یا فلز جوش بچسبند .

 

پاشیدگی spatter
پاشیدگی spatter | عیوب جوش
  • امتیاز از نظر مفید بودن مطلب
  • امتیاز از نظر جامع بودن مطلب
  • امتیاز از نظر رعایت نکات نگارشی متن
به طور کلی
4.8
درحال ارسال
امتیاز دهی کاربران
5 (3 رای)

مطالب مرتبط

نظرات شما

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *