بازرسی جوش (Welding Inspection)

بازرسی جوش -به منظور کنترل دقیق قطعات جوشکاری شده و برای حصول اطمینان از صحت انجام جوشکاری بر مبنای استانداردها و دستورالعمل های مشخص روی اتصالات جوش شده انجام می شود که این بررسی ها از جمله وظایف یک بازرس جوش است. در واقع می توان گفت فرآیند های جوشکاری مانند دیگر پروسه های صنعتی دارای اصول و استاندارد های مشخصی می باشد. سازه های جوش شده در مراحل مختلف کار و همچنین در خاتمه جوشکاری نیازمند بازرسی هستند. برای اطمینان یافتن از حصول کیفیت قابل قبول و مناسب در قطعات مختلف جوش شده، لازم است دستورالعمل های مربوط به جوشکاری بخوبی اجرا شوند.

انواع تست جوش(تست های غیر مخرب)

استفاده از افراد مجرب و کاردان در زمینه جوشکاری های ساده و پیشرفته می تواند باعث بوجود امدن خسارات کمتری در مواقع حادثه شود. در نتیجه انجام دادن تستهای مختلف بر روی جوش در ساختمانها به ویژه در سازه های با اهمیت می تواند امنیت سازه موجود را بالاتر ببرد.و باعث وجود ویژگی برتر آن سازه باشد.

 

انواع تست جوش

تست های غیر مخرب (NDT)

تست های غیر مخرب به ۶ گروه تقسیم بندی می شوند:

۱- بازرسی چشمی(VT)

۲- تست مایعات نافذ (PT)

۳-تست مغناطیسی(MT)

۴- تست آلتراسونیک(UT)

۵-تست رادیو گرافی(RT)

 ۶-تست امواج گردابی(ET)

۲- تست های مخرب(DT)

 تست های مخرب به ۴ گروه تقسیم بندی می شوند:

1-تست خمش

۲- تست کشش

۳- تست ضربه

۴- تست شکست

- تست های غیر مخرب(Non Destructive Test)

هدف از انجام این تست شرح دادن عیوب واقع در جوش و منطقه متاثر از حرارت می باشد.روشی است برای تایید صحت جوش این نوع تست به چند گروه تقسیم می شود که شامل رادیو گرافی RT – امواج فراصوتی UT- ذرات مغناطیسیMT ،مایعات نافذ می باشد.

-بازرسی چشمی(Visual Test)

اهداف:
پیدا کردن عیوب قابل رویت در سطح جوش و سطح فلز پایه شامل:

· تخلخل (PROSITY) ذوب ناقص در سطح فلز پایه و فلز جوش (L.O.F).

·زیر برش (UNDERCUT) .
· پرنشدگی (UNDERFIL) .
· سررفتگی جوش (OVER LOP) .
· سرباره محبوس (SLAG INCLUSION) .
· تحدب و تقعر (CONCAVITG AND XONVEXITV).
· اثر جوش (ARC STRICK).
· جرفه های جوش (SPOTER).
· در صورت دسترسی به پشت جوش عدم نفوذ کافی (L.O.P) و انواع ترکها (CRACK).
۲- تست مایعات نافذ(Liquid penetrant Test)
هدف : 
· پیدا کردن عیوب سطحی جوش و منطقه متاثر از حرارت (H.A.Z)
روش کار:
· ابتدا سطح مورد بازرسی را بوسیله برس سیمی تمیز می نمائیم. در این مرحله از تمیزکاری می بایست کلیه مواد اضافی جوش از قبیل گل جوش جرقه ها و سرباره محبوس به صورت کامل از سطح فلز جوش و فلز پایه زدوده شده و سطح فلز جوش کاملا نمایان گردد.
سپس با استفاده از تمیز کننده شیمیائی مواد موجود در سطح جوش را به صورت کامل پاک می نمائیم.
· مرحله دوم : در این مرحله بوسیله یک مایع با نفوذ زیاد (PENETRANT) تمامی سطح جوش را به صورت کامل پوشش می دهیم.
پس از گذشت ۲۰- ۱۵ دقیقه به وسیله تمیز کننده شیمیائی با آب (بسته به نوع PENETRANT) آنرا بطور کامل از روی فلز جوش پاک می نمائیم .عمل پاک کردن باید به گونه ایصورت گیرد که هیچگونه آثاری از رنگ برروی فلز جوش وفلز پایه مشاهده نگردددر صورت نیاز می توان این عمل را دو یا چند مرحله انجام داد.
· مرحله سوم: در این مرحله با استفاده از مایع ظهور (DEVELOPER) روی سطح فلز جوش و اطراف انرا بصورت
کامل می پوشانیم.
این ماده به دلیل خاصیت و رنگ خود عیوب جوش از قبیل ترکها ، تخلخلها و سرباره محبوس را برای بازرس قابل مشاهده می نماید.
۳-تست مغناطیسی( Magnetic Test)
اهداف:
پیدا کردن عیوب سطحی جوش و منطقه متاثر از حرارت (H.A.Z) و عیوب زیر سطحی شامل ترکها (CRACK) و سوراخهای کرمی راه نیافته به سطح جوش و در نزدیکی سطح (WORM HOLES).
روش کار:
· ابتدا سطح مورد بازرسی را به وسیله بری سیمی تمیز نمائید.
· سپس با استفاده از تمیز کننده شیمیائی سایر مواد موجود در سطح جوش را به صورت کامل پاکنمائید.
· مرحله دوم: در این سطح فلز جوش و اطراف انرا با یک رنگ سفید به صورت کامل می پوشانیم(CONTRAST
· PAINT WHITE)
· مرحله سوم : در این مرحله بوسیله تولید میدان مغناطیسی را طوری در دو طرف فلز جوش قرار می دهیم میدان مغناطیسی حاصل از آن بصورت عمود یا موازی سطح جوش قرار گیرد.
در حالت عمود عیوب یا ترکهای طولی و در حالت موازی عیوب یا ترکهای عرضی قابل رویت است عیوب طولی و عیوب عرضی با توجه به پروسه جوشکاری و شرایط فیزیکی آن در فلز پایه و فلز جوش قابل تولید می باشد.
· مرحله چهارم : در این مرحله ابتدا میدان مغناطیسی را برقرار کرده سپس با ذرات آهن بسیار ریزترجیحاّ مخلوط در مایع (سوسپانسیون) سطوح قرار گرفته در میدان مغناطیسی را آغشته می کنیم.
به دلیل شکست میدان در مواضع معیوب در آن مناطق میدان تقویت شود و ذرلت آهن به سمت آن منطقه جنب می گردند و بصورت یک نقطه یا خط تیره قابل رویت می باشند.
۴- تست آلتراسونیک(Ultrasonic Test)
هدف:
پیدا کردن عیوب زیر سطحی و در عمق فاز پایه و فلز جوش.
روش کار:
· ابتدا سطح مورد بازرسی را بوسیله برس سیمی تمیز می نمائیم.
· مرحله دوم : کالیبره نمودن دستگاه که با استفاده از دستگاه که با استفاده از بلوک مرجع انجام می گردد.
· مرحله سوم: در این مرحله با استفاده از تمیز کننده شیمیایی مواد موجود در سطح جوش را پاک می نمائیم.سپس عمل تست شامل جاروب کردن سطوح جوش و اطراف ان بوسیله پراب آلتراسونیک را انجام می دهیم.اصول کار در این روش شکست و بازتابش امواج فراصوتی در اثر برخورد با ماده خارجی و یا ناخالصی در سطح فلز جوش وفلز پایه که بصورت علائمی در روی دستگاه (CRT) قابل رویت می گردند می باشد.

جوشکاری اصطکاکی friction welding

در جوشکاری اصطکاکی ازحرارت تولید شده توسط اصطکاک بین دو قطعه برای جوش دادن آن دو به یکدیگر استفاده می‌شود. بطور سنتی در جوشکاری اصطکاکی یک قطعه را در طی یک سطح مشترک بر روی قطعه دیگری همراه با اعمال نیروی فشاری آنقدر حرکت می‌دهند تا حرارت تولید شده بر اثر اصطکاک در فصل مشترک قطعه،‌ باعث نرم شدن ماده دو قطعه در مجاورت فصل مشترک شود. در این زمان بخشی از ماده موجود در سطح مشترک دو قطعه که خاصیت مومسان (پلاستیکی) پیدا کرده به فضای بیرون فصل مشترک رانده می شود. سپس حرکت نسبی دو قطعه متوقف شده و یک نیرویفشاری بزرگتر اعمال می شود و همزمان دو قطعه شروع به سرد شدن می‌کنند. این عمل باعث جوش خوردن دو قطعه به یکدیگر می‌شود. کلید اصلی عملیات جوشکاری اصطکاکی این است که از آنجایی که ماده مذابی تولید نمی شود، جوشکاری در فاز جامد فلزات صورت گرفته است.

مزایای جوشکاری اصطکاکی

صنایع خودروسازی چندین دهه است که از جوشکاری اصطکاکی برای تولید قطعات استفاده می کنند. این فرایند دارای مزایای متعددی است:

• گرمای اصطکاکی فقط در محل جوش خوردن قطعات تولید می‌شود. بنابراین مجموعه تحت جوشکاری بطور گسترده نرم نمی‌شود.
• جوش در تمامی سطح مقطع اتصال دو قطعه در یک زمان صورت می‌پذیرد.
• از این تکنیک برای جوش دادن فلزات ناهم جنس می‌توان استفاده کرد.
• فرایند در چند ثانیه با قابلیت بالای تولید مجدد صورت می‌پذیرد. بنابراین برای تولید انبوه بسیار مناسب است.

جوشکاری اصطکاکی دورانی

جوشکاری اصطکاکی دورانی که در طی آن یک قطعه در برابر پیشانی قطعه دیگر دوران می‌کند، یکی از متداول‌ترین انواع این فرایند است و بسیاری از انواع محورهای فولاد کربنی و محورهای فرعی بدین شیوه مونتاژ می‌شوند. از این فرایند برای تولید شفت‌های محرک، سوپاپ موتور، محور فرمان و میل کمک فنر (suspension rod) استفاده می شود. قابلیت این فرایند در اتصال مواد ناهمجنس بدین معنی است که می توان بدنه و سر سوپاپ را از مواد متفاوتی که مناسب سیکل کاری و حرارتی آنهاست ساخت.

 قطعاتی که با استفاده از جوشکاری اصطکاکی دورانی ساخته شده اند.

 جوشکاری اصطکاکی خطی

در این نوع جوشکاری حرکت دو قطعه نسبت به هم خطی است و بیشتر برای اتصال پره ها به دیسک های چرخان در صنایع موتورسازی هواپیما به کار می رود. انواع کم هزینه تر این فرایند برای تولید برخی قطعات خودرو نیز بکار می رود.

 جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی(FSW)

جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی(FSW) یک روش نسبتاً جدید است که از یک ابزار چرخشی مصرف نشدنی برای تولید گرمای اصطکاکی و تغییر شکل پلاستیکی در موقعیت جوشکاری بهره می گیرد، بدین وسیله در شکل دهی اتصال هنگامی که در حالت جامد است تأثیر می گذارد.

دستاوردهای اصلیFSW که یک فرایند حالت جامد می باشد، اعوجاج پایین،فقدان عیوب مربوط به ذوب و استحکام اتصال بالا است، حتی در آن فرایند هایی که توسط تکنیک‌های معمولی غیرقابل جوش درنظر گرفته می شود. به علاوه اتصالات جوش شده توسط فقدان مشکلات/ عیوب پرکننده-القا شده توصیف می شود، زمانی که تکنیک احتیاج به هیچ پرکننده ای ندارد و توسط مقادیر هیدروژن پایین در اتصالات، یک ملاحظه قابل توجه در جوشکاری فولادها و دیگر آلیاژهای مستعد برای هیدروژن است.

FSW همچنین برای اتصالات لب به لب، گوشه ای، لب به لب،T، نقطه ای، نبشی و همچنین جوش اشیای خالی نظیر تانک‌ها و تیوب‌ها / لوله ها، تنه با ضخامت‌های متفاوت بکار برده می شود. این تکنیک می تواند اتصالاتی در فلزات غیر همجنس ایجاد کند. FSW یک پرش به جلو در تکنولوژی تولید است، پرشی که به محدوده وسیعی از صنایع شامل صنعت حمل و نقل به طور عموم و صنعت هواپیما به طور اختصاصی سود می رساند.

درجوشکاری FSW چهار پارامتر بسیار مهم وجود دارد:

1-سرعت زاویه ای چرخش پین (w, rpm) ساعت گرد.

2-سرعت خطی که پین خط اتصال را طی می‌کند (v, mm/min) .

3-زاویه انحراف ابزار از خط عمود بر سطح قطعه کار (tilt angle)

4-نیروی عمودی وارد بر ابزار توسط کلگی دستگاه (N)

مزايا :

1-عدم نياز به فلاکس(روانساز) ، ماده پر کننده و گاز محافظ

2-مصرف انرژی الكتريكی کمتر و به طور کلی انرژی مورد نياز

3-عمليات جوشكاری نسبتا تميز و بدون قوس الكتريكی ،دود و گاز

4-منطقه Haz باريك و دارای دانه های ريز تر حتی نسبت به فلز اصلی

محدوديتها :

1-يكیاز قطعات بايد گرد باشد . همچنين بايد دارای شكل و طرحی باشد که بتوان آن را روی دستگاه بسته و به گردش

درآورد.البته اين محدوديت با طراحی های جديد بر طرف شده است ولی هزينه های مصرفی نسبتابالاست. اکثر مواد را ميتوان با اين روش جوشكاری نمود و تقريبا هيچ محدوديتی نداريم.

2-در فلزات مستحکم تر و سخت تر، بدلیل نیاز به استفاده از ابزار مستحکم تر از فلز پایه، محدودیت در استفاده وجود دارد.

دستگاه FSW موجود در مرکز تحقیقات مهندسی و علم مواد با قابلیت های تغییر در سرعت زاویه ای، سرعت خطی، زاویه ابزار و همچنین با دارا بودن ابزار مناسب برای جوشکاری فلزات سبک (آلومینیوم و منیزیم) و همچنین فولادها قادر به ارائه خدمات آزمایشگاهی و انجام تست های اتصال پروژه های دانشجویی و صنعتی تعریف شده بر پایه جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی و تعیین شرایط بهینه اتصال می باشد.