طبقه بندی عیوب جوشکاری(بخش دوم)

 در مقاله “عیوب جوشکاری (بخش اول)” خواندیم که  عیوب جوشکاري را می توان به طبقه ها، دسته ها و گروه هاي گوناگونی از جنبه هاي مختلف تقسیم نمود.در استاندارد بین المللی ( ISO 6520)عیوب جوش ذوبی به 6 گروه زیر تقسیم شده اند:

– ترك ها(Cracks)

–2 حفره ها(Cavities)

3- آخال توپر (Solid Inclusion)

-4 نفوذ ناقص((Lack of Fusion) و ذوب ناقص (Lack of Penetration) –4

5-شکل ناقص (Imperfect Shape)

6- نفوذ اضافی( Excessive Penetration)

در این مقاله با ترک ها و حفره های جوشکاری آشنا خواهیم شد.

 

– ترك ها(Cracks)

ترك ناپیوستگی بوجد آمده بوسیله پارگی موضعی است، که می‌تواند ناشی ازسرد شدن یا تنش باشد. جوش و فلز پایه زمانی ترك می‌خورند که تنش‌هاي موضعی بوجود آمده از مقاومت تسلیم فلز بیشتر شود. ترك خوردگی همواره با افزایش تنش در نزدیکی ناپیوستگی‌هاي فلز جوش و فلز پایه یا نزدیک شیارهاي مکانیکی که در طراحی اتصال پیش بینی شده‌اند، همراه است. تنش‌هاي باقیمانده و هیدروژن از عوامل ایجاد ترک‌ها به حساب می‌آیند. ترک‌هاي ناشی از جوش‌کاري که ذاتا شکننده هستند

در مرزهاي ترك، تغییر شکل دائمی کمی نشان می‌دهند. ترک‌ها به دو دسته گرم و سرد تقسیم می‌شوند. ترك گرم در خلال انجماد مذاب، شکل می‌گیرد و ترك سرد(تاخیري) بعد از آنکه فرایند انجماد کامل شد شروع خواهد شد.

ترک‌هاي سرد که بعضا ترک‌هاي تاخیري نیز نامیده می‌شوند با هیدروژن شکننده ارتباط خاصی دارند. ترک‌هاي گرم در مرزدانه‌ها منتشر می‌شوند ولی ترک‌هاي سرد هم در مرزدانه‌ها تشکیل می‌شوند و هم ممکن است از مرزدانه‌ها گذشته و گسترش یابند.

محل استقرار ترک‌ها (Crack Orientation)

ترک‌ها بسته به راستاي امتدادشان، طولی یا متقاطع (عرضی نامیده می شوند . وقتی ترك موازي محور جوش باشد، صرفنظر از اینکه آیا در مرکز جوش در ناحیه تاثیر حرارت، ترك طولی می‌باشد. واقع شده است یا در پنجه ترکهاي عرضی عمود بر محور جوشکاري می‌باشند. ابعاد (Toe Crack)این ترک‌ها محدود است و کاملا در فلز جوش جاي می‌گیرند و یا اینکه از فلز جوش به درون ناحیه اي از فلز پایه که تحت تاثیر حرارت قرار گرفته است و یا حتی در خود فلز پایه رسوخ می‌کنند.

انواع ترکها به شرح زیر است :

ترك ریز( Micro Cracks/Micro Fissures)

وقتی ترك ابعاد ریزي در حد میکروسکوپی داشته باشد به میکرو ترك یا میکرو فیشر موسوم است.

ترك طولی ( Longitudinal Crack)

در فرایندهاي جوشکاري زیر پودري که معمولا با سرعت زیادي همراه است به چشم می خورد و گاهی تخلخل که معمولا در ظاهر جوش قابل مشاهده نمی باشد در آنها روي می دهد. ترکهاي طولی در جوشهاي کوچک و کم حجم بین قسمتهاي بزرگ و حجیم ناشی از آهنگ سریع سرد شدن و درگیري یا در مهار بودن قطعات است.

ترك طولی اساسا موازي با محور جوش است به چهار سورت واقع می شود :

– در فلز جوش

– در مرز جوش

در منطقه تاثیر حرارت

– در فلز پایه

ترك عرضی (Transverse Crack)

ترك عرضی اساسا عمود بر محور جوش است و بیشتر ناشی از تنشهاي فشاري عمود بر جوشی که قابلیت نرمی زیادي ندارد، می باشد.

ترکهاي عرضی ممکن است در مناطق زیر واقع شوند :

– در فلز جوش

– در منطقه تاثیر حرارت

– در فلز پایه

ترك هاي تشعشعی (Radiated Crack)

ترکهاي تشعشعی ترکهاي انتشار یافته از یک نقطه مشترك می باشند که در مناطق زیر ممکن است ایجاد شوند :

– در فلز جوش

– در منطقه تاثیر حرارت

– در فلز پایه

ترکهاي تشعشی کوچک به ترکهاي ستاره(Star Cracks) معروفند.

ترك چاله جوش(Crater Crack)

ترك چاله، ترك انتهاي خط جوش است و زمانی رخ میدهد که جوشکاري بدرستی و به خوبی به پایان نرسد. گاهی به این ترك نیز ترك ستاره اي اتلاق می شود.ترك چاله جوش، ترك انقباضی بوده و معمولا از قطع ناگهانی قوس ناشی می شود.

ترك در چاله جوش عمدتا به سه صورت زیر دیده می شود :

– طولی

– عرضی

– ستاره اي

گروه ترکهاي منفصله(Group of Disconnected Cracks)

گروهی از ترکهاي جدا از هم می باشند که ممکن است در نواحی زیر مشاهده شوند :

– در فلز جوش

– در منطقه تاثیر حرارت

– در فلز پایه

ترکهاي انشعابی( Branching Cracks)

گروهی از ترکهاي متصل به هم می باشند که منشا آنها یک ترك مشترك است و نسبت به ترکهاي تشعشعی قابل تشخیص هستند. ترکهاي انشعابی ممکن است در مناطق زیر واقع شوند :

– در فلز جوش

– در منطقه تاثیر حرارت

– در فلز پایه

ترك گلویی(Throat Crack)

ترکهاي طولی هم جهت با محور جوش در روي سطح آن هستند. ترك گلویی نه همیشه ولی اکثرا جزو ترکهاي گرم (Fillet Welds) به حساب می آید. این ترکها را صرفا در جوشهاي گوشه اي تعریف می کنیم.

ترك در پنجه(Toe Crack)

از دامنه جوش جایی که تنشهاي فشاري متمرکزند، شروع به گسترش و اشاعه کرده و منشا پیدایش آن ممکن است هیدروژن باشد که در این صورت جزو ترکهاي سرد خواهد بود.

ترکهاي زیر مهره اي(Under Bead Cracks)

ترکهاي سردي هستند که در منطقه تاثیر حرارتی بوجود آمده و معمولا طول کمی دارند. گاهی ممکن است چند ترك زیر مهره اي به هم متصل شده و ترك متوالی تشکیل شود.

ترکهاي زیر مهره اي زمانی خطر جدي محسوب می شوند که سه عامل زیر در آنها وجود داشته باشد :

– هیدروژن

– ریز ساختاري سخت با قابلیت انعطاف بسیار کم

– تنش باقیمانده زیاد در محل مورد نظر

این ترکها هم بصورت طولی و هم عرضی یافت می شوند. آنها به فواصل معینی در زیر جوش و همچنین روي مرز دانه ها در منطقه تاثیر حرارتی جایی که تنشهاي باقیمانده به حداکثر می رسد، مشاهده می شوند.

حفره‌ها(Cavities)

حفره هاي گازي بوسیله حبس گاز در جوش تشکیل می شوند

(Gas Pore) منفذ گازي

منفذ تکی حبس شده در جوش اساسا به شکل کروي ظاهر می شود

تخلخل(Porosity)

تخلخل در نتیجه حبس گاز هنگام سرد شدن جوش بوجود می آید. تخلخل معمولا کروي است ولی احتمال تخلخلهاي طولی نیز وجود دارد.

حفره هاي گازي در قطعات چدنی شاید به شکل لایه به لایه نیز پیدا شوند. تخلخل هرچقد هم زیاد باشد، به اندازه ناپیوستگیهاي تیز که موجب تمرکز تنشمی شوند، خطرناك نخواهد بود. تخلخل زیادي نشانه آن است که عوامل جوشکاري، 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 سازگاري کافی ندارند. تخلخل منحصرا ناشی از هیدروژن نیست ولی وجود تخلخل بیانگر وجود هیدروژن درجوش و ناحیه حرارت

دیده است که در آلیاژهاي آهنی احتمال ترك خوردن قطعه را زیاد می کند.

تخلخل با پخش یکنواخت(Uniformly Distributed Porosity)

تخلخل با پخش یکنواخت، تعدادي منفذ گازي پخش شده بصورت یکنواخت با الگوي پراکندگی همسان در سرتاسر فلز جوش است. اگر این گونه تخلخل در جوش بیش از حد وجود داشته باشد بیشتر به دلیل عیب روش جوشکاري یا نقص در مواد است. روش آماده سازي محل اتصال یا مواد مصرفی می تواند در مواردي موجب بروز تخلخل شود. اگر جوشی آهسته تر از حد لازم سرد شود،حجم زیادي ازگازها حین انجماد خارج می شوند و در نتیجه حفره هاي کمی در جوش باقی خواهد ماند.

تخلخل خوشه‌ای(Cluster Porosity)

تخلخل موضعی یا خوشه اي، حفره هایی هستند که در یک محل مجتمع شده و اکثرا ناشی از برقراري و قطع نادرست قوس حین انجام عملیات جوشکاري می باشد.

تخلخل خطی(Linear Porosity)

یکسري حفره هاي باریک می باشند که بیشتر در طول سطوح میانی جوش، گرده جوش یا نزدیک به ریشه جوش بوجود می آیند. تخلخل خطی، خطی از منفذهاي گازي می باشد که بصورت موازي با محور جوش واقع شده اند. به هنگام جوشکاري به علت آلوده بودن محل، گازهاي حاصله به وضعیتهاي فوق الذکر رانده می شوند

تخلخل لوله اي(Piping Porosity)

حفره اي گازي و طویل است این (Elongated Cavity) تخلخل لوله اي یا حفره طویل شده حفره غیر کروي بزرگ، بعد بزرگش تقریبا موازي با محور جوش است. تخلخل لوله اي در جوشهاي گوشه اي از ریشه بطرف سطح جوش امتداد دارد. وقتی که یک یا دو حفره در سطح جوش مشاهده شود، سنگ زنی دقیق می تواند تخلخلهاي زیر سطحی را نیز آشکار سازد. بخش عمده این تخلخلها کاملا تا سطح جوش امتداد پیدا نمی کنند.

سوراخ کرمی(Worm Hole)

حفره اي لوله اي شکل در فلز جوش و ناشی از آزاد شدن گازهاست. شکل و موقعیت سوراخهاي کرمی بوسیله حالت انجماد و منابع گاز تعیین می شود. حفره هاي لوله اي به خوشه اي و جناغی دسته بندي می شوند.

منافذ سطحی(Surface Porosity)

منافذ کوچک گازي هستند که به سطح فلز جوش راه پیدا کرده اند و قابل مشاهده می باشند.

حفره انقباضی(Shrinkage Cavity)

حفره اي ناشی از انقباض حین فرایند انجماد فلز جوش تا رسیدن به دماي اتاق است.

انقباض بین شاخه‌ای(Interdendritic Shrinkage)

حفره انقباضی طویل شده می باشد که بین ساختار دندریتی که احتمالا گاز حبس شده است تشکیل گردیده است. چنین عیبی عمود بر رویه جوش پیدا می شود.

انقباض ریز(Micro Shrinkage)

انقباض ریز، حفره انقباضی است که فقط زیر میکروسکوپ دیده می شود. انقباض ریز بین شاخه اي حفره انقباضی ریز بین شاخه اي است که فقط زیرمیکروسکوپ دیده می شود.

حفره لوله اي چاله جوش(Crater Pipe)

حفره لوله اي چاله جوش، تورفتگی انتهاي پاس جوش است که قبل یا حین جوشکاري پاسهاي بعدي حذف نشده است.

 

ادامه مطلب را در طبقه جوشکاری (بخش سوم) بخوانید