بازرسی و کنترل جوش در سازه های فلزی

بازرسی و کنترل جوش در سازه های فلزی یکی از مراحل مهم در فرآیند ساخت و نصب سازه های فلزی است. این کار به منظور اطمینان از کیفیت و استحکام اتصالات جوشی انجام می شود. بازرسی و کنترل جوش می تواند به صورت چشمی، غیرمخرب یا مخرب باشد.

بازرسی چشمی چگونه است و شامل چه چیزهایی می شود؟

• بازرسی چشمی شامل بررسی ظاهری جوش ها، شکل و اندازه آن ها، تمیز بودن سطح جوش، عدم وجود ترک، حفره، پوروسیته و سایر نقایص است. بازرسی چشمی روش اول و اساسی در کنترل جوش است. بازرسی چشمی جوش یک روش غیر مخرب است که با استفاده از چشم مسلح یا غیر مسلح و یا ابزارهای نوری مانند ذره بین، آینه، بورسکوپ و دوربین های الکترونیکی، عیوب سطحی و ظاهری جوش را شناسایی می کند. این روش به دلایل زیر محبوب و پرکاربرد است:

• سادگی و سرعت: این روش نیاز به تجهیزات پیچیده و گران قیمت ندارد و می تواند در کمترین زمان و با هزینه کمتر انجام شود.
• قابل حمل بودن: این روش می تواند در هر مکان و شرایط انجام شود و نیاز به حمل کردن قطعات سنگین و پیچیده ندارد.
• قابل استفاده بودن برای قطعات با شکل های پیچیده: این روش می تواند با استفاده از ابزارهای مناسب، سطح داخلی و خارجی قطعات با شکل های پیچیده را بازرسی کند.

بازرسی چشمی جوش در سه مرحله قبل، حین و بعد از جوشکاری انجام می شود. در هر مرحله، بازرس باید عوامل مختلف را کنترل کند. برخی از این عوامل عبارتند از:

• قبل از جوشکاری: کنترل نقشه ها، استانداردها، دستورالعمل های جوشکاری، صلاحیت جوشکاران، کنترل مصالح فلز پایه و فلز جوش، کنترل پخت، هندسه، هم راستایی و جفت و جور بودن درزهای اتصال.
• حین جوشکاری: کنترل دمای پیش گرم و بین پاس، کنترل انطباق کار با روش جوشکاری، بازرسي كيفيت پاس ريشه جوش، بازرسي لايه‌های جوش و تميز كاري بين پاسي، کنترل ترتيب و توالي جوشكاري.
• بعد از جوشکاري: بازرسي كيفيت سطح و در صورت دسترسي ريشه جوش و شناسایي ناپيوستگي‌های ظاهري مانند: تخلخل، ذوب ناقص ، نفوذ ناقص، بريدگي كنار جوش، عدم پر شدگي، سر رفتگي، ترك، گرده اضافي جوش، ناخالصي های فلزي و غير فلزي، پاشش، لکه قوس و غیره.

بازرسی غیرمخرب چگونه است و شامل چه چیزهایی می شود؟

• بازرسی غیرمخرب شامل استفاده از روش های فیزیکی برای بررسی خواص داخلی جوش ها بدون آسیب رساندن به آن ها است. روش های غیرمخرب معمول و مورد استفاده در ادامه معرفی شده‌اند. بازرسی غیرمخرب روش دوم و تکمیل کننده در کنترل جوش است. متداول‌ترین این روش‌ها شامل موارد زیر هستند:
• آزمون ذرات مغناطیسی (MT): این روش برای شناسایی عیوب سطحی و نزدیک به سطح فلزات مغناطیسی مانند فولادهای کربنی و آلیاژی استفاده می شود. در این روش، سطح قطعه با یک میدان مغناطیسی قوی مغناطیس شده و سپس با یک پودر حاوی ذرات ریز آهن پاشیده می شود. اگر عیب یا ترک وجود داشته باشد، ذرات پودر در آن نقطه جذب شده و الگوی تیره ای را روی سطح نشان می دهند. این روش به سادگی، سرعت و دقت بالای آن محبوب است.

• آزمون فراصوتی (UT): این روش برای شناسایی عیوب داخلی فلزات و غیرفلزات استفاده می شود. در این روش، امواج صوت با فرکانس بالا (فراصوت) از یک پروب به سطح قطعه منتقل شده و بازتاب یا خورج آن ها توسط یک دستگاه ثبت و نمایش می شود. اگر عیب یا تغییر در خصوصیات ماده وجود داشته باشد، امواج صوت بازتاب گرفته یا خورج کمتر یا بیشتر خواهند داشت. این روش به قابل حمل بودن، عدم نفوذپذیر بودن و قابل استفاده بودن برای قطعات با شکل های پیچیده محبوب است.

• آزمون راديوگرافي (RT): این روش برای شناسایی عيوب داخلي فلزات و غيرفلزات استفاده مي‌شود. در اين روش، پرتو‌های الکترومغناطيسي با انرژي بالا (پرتو‌های X يا گاما) از يک منبع به سمت قطعه تابانده مي‌شود و تصوير نقطه‌ای از قطعه بر روي فيلم يا صفحه‌ي حساس به نور ثبت مي‌شود. اگر عيب يا تغيير در خصوصيات ماده وجود داشته باشد، پرتو‌های الکترومغناطيسي جذب يا منعکس کمتر يا بيشتر خواهند شد. این روش به قابليت نفوذ بالا، دقت بالا و قابليت ذخيره‌سازي تصاوير محبوب است.

بازرسی مخرب چگونه است و شامل چه چیزهایی می شود؟

• بازرسی مخرب شامل برداشتن نمونه از جوش ها و اعمال نیرو یا حرارت به آن ها برای بررسی خواص مکانیکی یا شکست آن ها است. روش های مخرب شامل خمش، کشش، خستگی، شکافتگی و تاثیر است. بازرسی مخرب روش سوم و تأئید کننده در کنترل جوش است. به طور کلی روش های مخرب بازرسی جوش شامل انجام آزمایش هایی است که باعث تخریب یا شکستن قطعه جوش شده می شوند. این روش ها برای تعیین خواص مکانیکی، شکل پذیری، مقاومت در برابر ضربه و نفوذپذیری جوش استفاده می شوند.برخی از روش های مخرب بازرسی جوش عبارتند از:
• آزمون کشش: این آزمون برای تعیین استحکام کششی، نسبت کاهش سطح مقطع و نسبت افزایش طول جوش انجام می شود. در این آزمون، یک نمونه جوش به شکل گیره ای گرفته شده و تحت بار کشش قرار داده می شود تا به شکست برسد. سپس استحکام کششی و نسبت های فوق را از رابطه های ریاضی به دست می آورند.
• آزمون خمش: این آزمون برای ارزیابی شکل پذیری و چقرمگی جوش انجام می شود. در این آزمون، یک نمونه جوش به شعاع خمش از پیش تعیین شده خم می شود و سپس عیوب خارج و داخل سطح خم را بررسی می کنند.
• آزمون ضربه: این آزمون برای تعیین انرژی لازم برای شکستن قطعه در اثر تنش دینامیکی است. در این آزمون، یک نمونه جوش با چکش گیره ای به صورت عمود بر سطح جوش ضربه می خورد و سپس انرژی جذب شده توسط نمونه را با استفاده از دستگاه ضربه سنج به دست می آورند.