انتخاب صفحه

بازرسیچشمی(VT)

بازرسی چشمی

در بسیاری از برنامه های تدوین شده توسط سازنده جهت کنترل کیفیت محصولات،از آزمون چشمی به عنوان اولین تست ویا در بعضی موارد به عنوان تنها متد ارزیابی بازرسی ،استفاده می شود.اگر آزمون چشمیبطور مناسب اعمال شود،ابزار ارزشمندی می تواند واقع گردد.

بعلاوه یافتن محلعیوب سطحی، بازرسی چشمی می تواند بعنوان تکنیک فوق العاده کنترل پروسه برای کمک درشناسایی مسائل و مشکلات مابعد ساخت بکار گرفته شود.

آزمون چشمی روشی برایشناسایی نواقص و معایب سطحی می باشد.نتیجتا هر برنامه کنترل کیفیت که شامل بازرسیچشمی می باشد،باید محتوی یک سری آزمایشات متوالی انجام شده در طول تمام مراحل کاریدر ساخت باشد.بدین گونه بازرسی چشمی سطوح معیوب که در مراحل ساخت اتفاق میافتد،میسر میشود.

کشف و تعمیر این عیوب در زمان فوق،کاهش هزینه قابل توجهیرا در بر خواهد داشت.بطوری که نشان داده شده است بسیاری از عیوبی که بعدها باروشهای تست پیشرفته تری کشف می شوند،با برنامه بازرسی چشمی قبل،حین و بعد ازجوشکاری به راحتی قابل کشف می باشند.سازندگان فایده یک سیستم کیفیتی که بازرسی چشمیمنظمی داشته است را بخوبی درک کرده اند.

میزان تاثیر بازرسی چشمی هنگامیبهتر می شود که یک سیستمی که تمام مراحل پروسه جوشکاری(قبل،حین و بعد از جوشکاری) را بپوشاند،نهادینه شود.

بازرسی چشمی جوشکاری(VT)

بازرسی چشمی جوشکاری(VT)

قبل از جوشکاری.

قبل از جوشکاری ،یک سریموارد نیاز به توجه بازرس چشمی دارد که شامل زیر است:

1. مرور طراحیها و مشخصات Wps

2. چک کردن تاییدیه پروسیجرها و پرسنل مورد استفاده PQR

3. بنانهادن نقاط تست

4. نصب نقشه ای برای ثبت نتایج

5. مرورمواد مورد استفاده

6. چک کردن ناپیوستگی های فلز پایه

7. چک کردن فیتآپ و تراز بندی اتصالات جوش

8. چک کردن پیش گرمایی در صورتنیاز

اگر بازرس توجه بسیار دقیقی به این آیتم های مقدماتی بکند،میتواند از بسیاری مسائل که بعدها ممکن است اتفاق بیافتد،جلوگیری نماید.مساله بسیارمهم این است که بازرس باید بداند چه چیزهایی کاملا مورد نیاز می باشد.این اطلاعاترا می توان از مرور مستندات مربوطه بدست آورد.با مرور این اطلاعات،سیستمی باید بنانهاده شود که تضمین کند رکوردهای کامل و دقیقی را می توان بطور عملی ایجادکرد.

نقاط نگهداری.
باید بنا نهادن نقاط تست یا نقاط نگهداریجایی که آزمون باید قبل از تکمیل هر گونه مراحل بعدی ساخت انجام شود، در نظر گرفتهشود. این موضوع در پروژه های بزرگ ساخت یا تولیدات جوشکاری انبوه،بیشترین اهمیت رادارد.

روشهای جوشکاری.

مرحله دیگر مقدماتی این است که اطمینان حاصلکنیم آیا روشهای قابل اعمال جوشکاری ،ملزومات کار را برآورده می سازند یانه؟مستندات مربوط به تایید یا صلاحیت های جوشکاران هر کدام بطور جداگانه باید مرورشود.طراحی ها و مشخصات معین می کند که چه فلزهای پایه ای باید به یکدیگر متصل شوندو چه فلز پرکننده باید مورد استفاده قرار گیرد.برای جوشکاری سازه و دیگر کاربردهایبحرانی،جوشکاری بطور معمول بر طبق روشهای تایید شده ای که متغیرهای اساسی پروسه راثبت می کنند و بوسیله جوشکارانی که برای پروسه ،ماده و موقعیتی که قرار است جوشکاریشود،تایید شده اند،انجام می گیرد.در بعضی موارد مراحل اضافی برای آماده سازی موادمورد نیاز می باشد.بطور مثال در جاهایی که الکترودهای از نوع کم-هیدروژن مورد نیازباشد،وسایل ذخیره آن باید بوسیله سازنده در نظر گرفتهشود.

موادپایه.

 قبل از جوشکاری ، شناسایی نوع ماده و یک تست کامل ازفلزات پایه ای مربوطه باید انجام گیرد.اگر یک ناپیوستگی همچون جدالایگی صفحه ایوجود داشته باشد و کشف نشده باقی بماند روی صحت ساختاری کل جوش احتمال تاثیردارد.در بسیاری از اوقات جدالایگی در طول لبه ورقه قابل رویت می باشد بخصوص در لبههایی که با گاز اکسیژن برش داده شده است.

مونتاژ اتصالات.

 برای یکجوش،بحرانی ترین قسمت ماده پایه،ناحیه ای است که برای پذیرش فلز جوشکاری به شکلاتصال،آماده سازی می شود.اهمیت مونتاژ اتصالات قبل از جوشکاری را نمی توان بهاندازه کافی تاکید کرد.بنابراین آزمون چشمی مونتاژ اتصالات از تقدم بالایی برخورداراست. مواردی که قبل از جوشکاری باید در نظر گرفته شود شامل زیر است:

1. زاویه شیار (Groove angle)

2. دهانه ریشه (Root opening)

3. ترازبندیاتصال (Joint alignment)

4. پشت بند (Backing)

5. الکترودهای مصرفی (Consumable insert)

6. تمیز بودن اتصال (Joint cleanliness)

7. خالجوش ها (Tack welds)

8. پیش گرم کردن (Preheat)

هر کدام از اینفاکتورها رفتار مستقیم روی کیفیت جوش بوجود آمده،دارند.اگر مونتاژ ضعیف باشد،کیفیتجوش احتمالا زیر حد استاندارد خواهد بود.دقت زیاد در طول اسمبل کردن یا سوار کردناتصال می تواند تاثیر زیادی در بهبود جوشکاری داشته باشد.اغلب آزمایش اتصال قبل ازجوشکاری عیوبی را که در استاندارد محدود شده اند را آشکار می سازد،البته ایناشکالات ،محلهایی می باشند که در طول مراحل بعدی بدقت می توان آنها را بررسیکرد.برای مثال،اگر اتصالی از نوع T (T-joint) برای جوشهای گوشه ای(Fillet welds)،شکاف وسیعی از ریشه نشان دهد،اندازه جوش گوشه ای مورد نیاز باید به نسبت مقدار شکافریشه افزوده شود. بنابراین اگر بازرس بداند چنین وضعیتی وجود دارد،مطابق به آن،نقشه یا اتصال جوش باید علامت گذاری شود، و آخرین تعیین اندازه جوش به درستی شرحداده شود.

حین جوشکاری.

 در حین جوشکاری،چندین آیتم وجود دارد که نیاز بهکنترل دارد تا نتیجتا جوش رضایتبخشی حاصل شود.آزمون چشمی اولین متد برای کنترل اینجنبه از ساخت می باشد.این می تواند ابزار ارزشمندی در کنترل پروسه باشد.بعضی از اینجنبه های ساخت که باید کنترل شوند شامل موارد زیر می باشد:

(1) کیفیت پاسریشه جوش() weld root bead

(2) آماده سازی ریشه اتصال قبل از جوشکاری طرفدوم

(3) پیش گرمی و دماهای میان پاسی

(4) توالی پاسهایجوش

(5) لایه های بعدی جهت کیفیت جوش معلوم

(6) تمیز نمودن بینپاسها

(7) پیروی از پروسیجر کاری همچون ولتاژ،آمپر،ورودحرارت،سرعت.

هر کدام از این فاکتورها اگر نادیدهگرفته شود سبب بوجود آمدن ناپیوستگی هایی می شود که می تواند کاهش جدی کیفیت را دربر داشته باشد.

پاس ریشه جوش.

 شاید بتوان گفت بحرانی ترین قسمت هرجوشی پاس ریشه جوش می باشد.مشکلاتی که در این نقطه وجود دارد…
در نتیجهبسیاری از عیوب که بعدها در یک جوش کشف می شوند مربوط به پاس ریشه جوش میباشند.بازرسی چشمی خوب روی پاس ریشه جوش می تواند بسیار موثر باشد.وضعیت بحرانیدیگر ریشه اتصال در درزهای جوش دو طرفه هنگام اعمال جوش طرف دوم بوجود می آید. اینمساله معمولا شامل جداسازی سرباره(slag) و دیگر بی نظمی ها توسط تراشهبرداری(chipping)،رویه برداری حرارتی(thermal gouging) یا سنگ زنی(grinding) میباشد.وقتی که عملیات جداسازی کاملا انجام گرفت آزمایش منطقه گودبرداری شده قبل ازجوشکاری طرف دوم لازم است.این کار به خاطر این است که از جداشدن تمام ناپیوستگی هااطمینان حاصل شود.اندازه یا شکل شیار برای دسترسی راحت تر به تمام سطوح امکان تغییردارد.

پیش گرمی و دماهای بین پاس.

پیش گرمی و دماهای بین پاس میتوانند بحرانی باشند و اگر تخصیص یابند قابل اندازه گیری می باشند.محدودیت ها اغلببعنوان می نیمم،ماکزیمم و یا هر دو بیان می شوند.همچنین برای مساعدت در کنترل مقدارگرما در منطقه جوش،توالی و جای تک تک پاسها اهمیت دارد .بازرس باید ازاندازه و محلهر تغییر شکل یا چروکیدگی(shrinkage) سبب شده بوسیله حرارت جوشکاری آگاه باشد. بسیاری از اوقات همزمان با پیشرفت گرمای جوشکاری اندازه گیری های تصحیحی گرفته میشود تا مسائل کمتری بوجود آید.

آزمایش بین لایه ای .

برای ارزیابیکیفیت جوش هنگام پیشروی عملیات جوشکاری،بهتر است که هر لایه بصورت چشمی آزمایش شودتا از صحت آن اطمینان حاصل شود.همچنین با این کار می توان دریافت که آیا بین پاسهابخوبی تمیز شده اند یا نه؟ با این عمل می توان امکان روی دادن ناخالصی سرباره درجوش پایانی را کاهش داد.بسیاری از این گونه موارد احتمالا در دستورالعمل جوشکاریاعمالی،آورده شده اند.
در این گونه موارد،بازرسی چشمی که در طول جوشکاریانجام می گیرد اساسا برای کنترل این است که ملزومات روش جوشکاری رعایت شدهباشد.

بعد از جوشکاری.

بسیاری از افراد فکر می کنند که بازرسی چشمیدرست بعد از تکمیل جوشکاری شروع می شود.به هر حال اگر همه مراحلی که قبلا شرح دادهشد،قبل و حین جوشکاری رعایت شده باشد،آخرین مرحله بازرسی چشمی به راحتی تکمیل خواهدشد.از طریق این مرحله از بازرسی نسبت به مراحلی که قبلا طی شده و نتیجتا جوش رضایتبخشی را بوجود آورده اطمینان حاصل خواهد شد. بعضی از مواردی که نیاز به توجه خاصیبعد از تکمیل جوشکاری دارند عبارتند از:

(1) ظاهر جوش بوجود آمده

(2) اندازه جوش بوجود آمده

(3) طول جوش

(4) صحت ابعادی

(5) میزانتغییر شکل

(6) عملیات حرارتی بعد از جوشکاری

هدف اساسی از بازرسی جوشبوجود آمده در آخرین مرحله این است که از کیفیت جوش اطمینان حاصل شود. بنابراینآزمون چشمی چندین چیز مورد نیاز می باشد.بسیاری از کدها و استانداردها میزانناپیوستگی هایی که قابل قبول هستند را شرح می دهد و بسیاری از این ناپیوستگی هاممکن است در سطح جوش تکمیل شده بوجود آیند.

ناپیوستگی ها .

بعضی ازانواع ناپیوستگی هایی که در جوشها یافت می شوند عبارتند از:

(1) تخلخل

(2) ذوب ناقص

(3) نفوذ ناقص در درز

(4) بریدگی(سوختگی) کناره جوش

(5) رویهم افتادگی

(6) ترکها

(7) ناخالصی هایسرباره

(8) گرده جوش اضافی(بیش از حد(

در حالی که ملزومات کدامکان دارد مقادیر محدودی از بعضی از این ناپیوستگی ها را تایید نماید ولی عیوب ترکو ذوب ناقص هرگز پذیرفته نمی شود. برای سازه هایی که تحت بار خستگی و یاسیکلی (Cyclic) می باشند، خطر این ناپیوستگی های سطحی افزایش می یابد. در اینگونهشرایط،بازرسی چشمی سطوح ،پر اهمیت ترین بازرسی است که می توان انجامداد.

وجود سوختگی کناره (Undercut)،رویهم افتادگی(Overlap) و کنتور نامناسبسبب افزایش تنش می شود؛ بار خستگی می تواند سبب شکستهای ناگهانی شود که از اینتغییر حالتهایی که بطور طبیعی روی می دهد، زیاد می شود.به همین خاطر است که بسیاریاوقات کنتور مناسب یک جوش می تواند بسیار با اهمیت تر از اندازه واقعی جوشباشد،زیرا جوشی که مقداری از اندازه واقعی کمتر باشد،بدون ناخالصی ها و نامنظمی هایدرشت،می تواند بسیار رضایت بخش تر از جوشی باشد که اندازه کافی ولی کنتور ضعیفیداشته باشد.

برای تعیین اینکه مطابق استاندارد بوده است ،بازرس باید کنترلکند که آیا همه جوشها طبق ملزومات طراحی از لحاظ اندازه و محل(موقعیت) صحیح میباشند یا نه؟اندازه جوش گوشه ای(Fillet) بوسیله یکی از چندین نوع سنجه های جوش برایتعیین بسیار دقیق و صحیح اندازه تعیین می شود.

در مورد جوشهای شیاری(Groove) باید از لحاظ گرده جوش مناسب دو طرف درز را اندازه گیری کرد.بعضی از شرایط ممکن استنیاز به ساخت سنجه های جوش خاص داشته باشند.

عملیات حرارتی بعد ازجوشکاری.

به لحاظ اندازه،شکل، یا نوع فلز پایه ممکن است عملیات حرارتی بعد از جوشدر روش جوشکاری اعمال شود.این کار فقط از طریق اعمال حرارت(گرما) در محدوده دماییبین پاس یا نزدیک به دمای آن ،صورت می گیرد تا از لحاظ متالورژیکی خواص جوش بوجودآمده را کنترل نمود. حرارت دادن در درجه حرارت دمای بین پاس،ساختار بلوری را بهاستثناء موارد خاص تحت تاثیر قرار نمی دهد.بعضی از حالات ممکن است نیاز به عملیاتتنش زدایی حرارتی داشته باشند.بطوری که قطعات جوش خورده بتدریج در یک سرعت مشخص تامحدوده تنش زدایی تقریبا °F1100 تا F °1200 (590 تا 650 درجه سانتی گراد) برای اکثرفولادهای کربنی گرما داده می شود.

بعد از نگهداری در این دما به مدت یک ساعتبرای هر اینچ از ضخامت فلز پایه،قطعات جوش خورده تا دمای حدود °F600 (315 درجهسانتی گراد) در یک سرعت کنترل شده سرد می شود. بازرس در تمام این مدت مسئولیت نظارتبر انجام کار را دارد تا از صحت کار انجام شده و تطابق با ملزومات روش کار اطمینانحاصل نماید.

آزمایش ابعاد پایانی.

اندازه گیری دیگری که کیفیت یکقطعه جوشکاری شده را تحت تاثیر قرار می دهد صحت ابعادی آن می باشد. اگر یک قسمتجوشکاری شده بخوبی جفت و جور نشود،ممکن است غیر قابل استفاده شود اگرچه جوش دارایکیفیت کافی باشد.

حرارت جوشکاری ، فلز پایه را تغییر شکل داده و می تواندابعاد کلی اجزاء را تغییر دهد.بنابراین، آزمایش ابعادی بعد از جوشکاری ممکن استبرای تعیین متناسب بودن قطعات جوشکاری شده برای استفاده موردنظر مورد نیاز واقعشود.

_________________

ضرورت تست جوش
ضرورت تست جوش

با گذشت 50 سال از استفادهاز جوش در ساختمان دهه اخیر(80-1370)از نظر تعداد ساختمانهایی که با سازه هایفولادی طراحی و اجرا شده اند کاملا استثنایی به شمار می آید.در نیمه دوم این دههدهها هزار سازه فولادی در تهران و شهرهای بزرگ ایرن به ناگهان همانند قارچ سر اززمین برآورد.گسیل سرمایه ها به سوی ساخت و ساز شهری و تبدیل ساخت سرپناه به یکماشین سرمایه گذاری جهت سودهای کلان باعث گردید تا رعایت اصول فنی و ایمن سازیساختمانها در برابر زلزله در برابر منفعت طلبی بسیاری از صاحبکاران عملا مورد توجهقرار نگیرد.از طرف دیگر حجم عظیم ساخت و ساز نیروی انسانی زیادی اعم از مهندس وتکنسین و جوشکارماهر احتیاج داشت که دراثر کمبود نیروهای متخصص و یا عدم کنترلپروژه ها توسط افراد متخصص راه برای ورود افراد غیرمتخصص به این جرگههموارگردید.تمامی این مسایل دست به دست هم داد تا طرح و اجرای ساختمانهای فولادیآنچنان که باید از کیفیت مطلوبی برخوردار نباشد.تخریب کلی ساختمانهای فولادی درزلزله منجیل موید پایین بودن کیفیت ساختمانهای فولادی کشور می باشد. از میان تمامیعوامل دخیل در طرح و ساخت سازه های فولادی اتصالهای جوشی از نارساییهای بیشتریبرخوردارند. علل اصلی پایین بودن کیفیت جوش درساخت و سازهای شهری را می توان بهصورت زیر بیان نمود :

1- عدم انطباق اجرای معمول سازه های فولادی با آییننامه ها و دستورالعملها

2- کیفیت پایین جوش به علت عدم آموزش کلاسیک کافی دراین زمینه برای جوشکاران و مهندسان

3- نبود نظارت اصولی و دقیق بر اجرایجوشکاری در ساختمانهای شهری در کشور

4- عدم طرح دقیق اتصال جوشی با توجه بهعملکرد مورد نظرآنها

در بسیاری از موارد طرز اجرای متداول جوش باجزییاتارایه شده در آیین نامه تطابق ندارد.این موارد ناشی از موارد متعددی است که از میانآنها به موارد زیر می توان اشاره کرد:

الف) آشنا نبودن مهندسین سازه بهمسایل اجرایی و در نتیجه ارایه نقشه ها وجزییات غیرقابل اجرا

ب) گران تربودن هزینه اجرای جزییات آیین نامه نسبت به روش سنتی اجرا

پ)آگاه نبودنکارفرما و یا مهندس مجری طرح به جزییات آیین نامه و عدم توانایی در تمیز دادن حالاتمختلف از یکدیگر

بعد از اجباری شدن آیین نامه2800(1368) اهمیت وجود سیستممقاوم در برابر زلزله از یک طرف و محدودیتهای معماری برای استفاده از سیستممهاربندی از طرف دیگر باعث استفاده روزافزون از سیستم قاب خمشی در جهت عرضیساختمانها شد.در این سیستم اتصال تیر به ستون از نوع گیردار بوده یعنی باید تواناییانتقال برش و لنگراز تیر به ستون وجود داشته باشد.در این نوع اتصالات از ورقهایبالاسری و زیرسری که در محل اتصال به ستون برای ایجاد جوش نفوذی کامل خورده استاستفاده می شود. اما از آنجاییکه متاسفانه عملیات جوشکاری در محل کارگاههایساختمانی و نه در محل کارخانه صورت می گیرد کنترل کیفیت جوش بخصوص در هنگام مونتاژدرارتفاع زیاد از سطح زمین حتی به صورت عینی(Visual) امکان پذیر نمی باشد. همچنینمعمولا در محل اتصال ورق به ستون به جای جوش نفوذی از جوش گوشه استفاده می شود درنتیجه هنگام زلزله این نقاط علاوه بر تحمل نیروی کمتر در حالت تردشکن گیسخته خواهدشد. زمانی که در یک عضو فشاری ازدومقطع در کنار یکدیگر استفاده می شود باید همپایداری کل عضوبه عنوان یک المان و هم پایداری تک تک مقاطع کنترل شود تاخیچکدان تحتتاثیر نیروی فشاری به طور جداگانه دچار کمانش نشوند.برای این منظور این مقاطع بایددر فواصل مشخص به یکدیگر متصل شوند تاطول آزاد آنها کاهش یابد. بسیاری از اوقاتبادبندهای دوبل در طول خود به یکدیگر وصل نمی شوند و در نتیجه دومقطع بایکدیگر عملنمیکنند و بار بحرانی عضو کمتر از مقداری است که مهندس سازه در محاسبات خود منظورنموده است. مبحث دهم مقررات ملی ساختمان حداکثر فاصله بین جوش دومقطع در ستونهایترکیبی را مقرر نموده است.اما در موارد زیادی مشاهده می شود که فاصله بین جوشستونها بیشتراز این مقدار می باشد

خطاهای جوشکاری اتصالات در ساختمانهای فولادی

خطاهای جوشکاریاتصالات در ساختمانهای فولادی

چکیده

با و جود تجربه تلفات و خسارات سنگینزلزله های اخیر مانند زلزله های منجیل و بم ، احتمال وقوع زمین لرزه های بزرگ دربیشتر مناطق پر جمعیت کشور و نیاز جدی به اعمال کنترل کیفی در طراحی و اجرایساختمانها ، هنوز توجه کافی به ساخت و ساز صحیح نشده است . مشکل اصلی آسیب پذیر یلرزه ای ساختمانها، کم توجهی

به دانش فنی و دستور العملهای آیین نامه هایموجود در مراحل اجرایی ساختمانها می باشد . بیشتر ساختمانهای کوچک مسکونی فاقدمحاسبات سازه ای و جزئیات اجرایی لازم بوده و با نظارت صحیح مهندسین ساختمانی کهدانش فنی لازم را دارند ساخته ن می شوند و احداث آنها توسط پیمانکاران غیر حرفه ایو فاقد صلاحیت لازم

انجام می گیرد.

ساختمانهای فولادی بخش قابل توجهیاز ساخت و ساز در ایران را تشکیل می دهدو سهم بزرگی از مشکلات اجرایی آنها به خطاهاو ضعفهای متنوع جوشکاری بر می گردد. جوشکاری به عنوان مهمتری ن مسئله اتصالات دراجرای یک ساختمان فلزی بایستی مورد توجه قرار گیرد و روشهای مختلف کنترل کیفیت جوشدراین خصوص بکار گرفته شود . در این مقاله، ضمن مروری بر خطاها و عیبهای معمولجوشکاری در اجرای ساختمانهای فولادی، به اختصار روشهای بازرسی و کنترل کیفیت جوش بهم نظور ترویج فرهنگ صحیح جوشکاری ارائه میگردد.

مقدمه

با وجود تجربه تلفات و خسارات سنگین زلزله های اخیر مانند زلزله هایمنجیل و بم (تصویر ١)، احتمال جدی وقوع زمین لرزه های بزرگ در بیش تر مناطق پرجمعیت کشور و نیاز جدی به اعمال کنترل کیفی در طراحی و اجرای ساختمانها ، متاسفانههنوز توجه کافی به ساخت و ساز صحیح نشده است . از نظر علم مهندسی زلزله، در حالحاضر ساخت بناهای مقاوم در برابر زلزله امکان پذیر است ، لیکن عم ً لا به دلیلیکسری مشکلات اجر ائی رسیدن به ساختمانهای مقاوم تضمین نمی گردد

مشکل اصلی آسیب پذیری لرزه ای ساختمانها حتی نمونه هایجدید الاحداث در ایران، عدم استفاده صحیح از دانش فنی در مراحل طراحی و اجرا میباشد. دستورالعملهای اتصالات جوشکاری شده و ضوابط طراحی ساختمانهای فولادی، گاهی درطراحی و اجرا سهل انگاری می شود. لذا بایستی سطح معلومات فنی این افراد افزایشیافته و نیز مکانیزمی برای اعمال قاطعیت اجرایی و کنترل امر در نظرگرفته شود والبته طوری که حقوق مهندس ناظر حفظ شده و مسئولیتها به درستی تقسیم گردد

ساختمانهای فولادی بخش قابل توجهی از ساخت و ساز در ایران را تشکیل میدهند و یکی از مهمترین موضوعات درهر ساختمان فولادی، کنترل جوشکاری آن میباشد (تصاویر ٢ و ٣).اهمیت این امر در زلزله های .( اخیر نشان داده شده است که خساراتاساسی پس از بریدن جوش اتصال عضو ساز های پدید م یآید(شکل ۴ (

جوشها درهمه بخشها بایستی منطبق براطلاعات نقشه بوده و از لحاظ بعد و طول جوش (شکل ۵) و کنترل کیفیت لازم بررسی گردد. در استاندارد ٢٨٠٠ ، آزمایشات اولتراسونیک و رادیوگرافی برای کنترل اتصالات جوشیقابهای خمشی ویژه اجباری شده است[ ٣] که البته بسته به تشخیص مهندس ناظر در سایرحالات حتی در ساختمانهای معمولی نیز باید انجام گردد. در این مقاله، ضمن مروری برعیبهای معمول جوشکاری در اجرای ساختمانهای فولادی، روشهای بازرسی و کنترل کیفیتجوشارائه میگردد.

عیبها و ناپیوستگی هایمعمول در جوشکاری

یکی از مهمترین وظایف بازرس یا تیم کنترل کیفی جوش،ارزیابی حقیقی جوشها به منظور بررسی مناسب بودن آنها در شرایط بهره برداری و درواقع تعیین هر گونه کمبود و نیز نامنظمی درجوش یا قطعه جوشکاری شده که عمومًاناپیوستگی نامیده می شود م یباشد. در حالیکه یک ناپیوستگی، هر گونه اختلال درساختار یکنواخت را بیان می کند، یک عیب ناپیوستگی ویژه است که مناسب بودن سازه یاقطعه را زیر سئوال می برد. شکل ناپیوستگی را میتوان به دو گروه کلی خطی و غیر خطیتقسیم نمود. ناپیوستگی های خطی طولی به مراتب بیش از پهنا دارند. زمانیکه در جهتعمود برتنش اعمالی قرار گیرند، یک ناپیوستگی خطی نسبت به غیر خطی شرایط بحرانی تریرا ایجاد می کند، چرا که احتمال اشاعه و در نهایت تخریب آن بیشتر خواهد بود

ناپیوستگی های فلز جوش و فلز پایه

ترکها

بحرانی ترین ناپیوستگی ها، ترکها هستند . شرایط اضافه بار باعث ایجادترکها و تمرکز تنش می شود . یک روش گروه بندی ترکها با مشخص کردن آنها به صورت گرمیا سرد است . همچنین ترکها را میتوان توسط جهت آنها نسبت به محور طولی جوش توصیفنمود . ترکهای طولی بعلت تنشهای انقباضی عرضی جوشکاری یا تنشهای سرویس ایجاد میشوند . ترکهای عرضی عمومًا به علت اثر تنشهای انقباضی طولی جوشکاری روی جوش یا فلزپایه با انعطاف پذیری کم ایجاد می شوند (شکل ۶). انواع مختلف ترک با توصیف دقیقموقعیتهای آنها نسبت به اجزا مختلف شامل : ترکهای گلویی، ریشه، کناره، چاله جوش،زیرگرده منطق ه متاثر از حرارت و فلز پایه هستند .

ترکهای گلویی که از میانگلویی جوش یا کوتاهترین مسیر درسطح مقطع جوش گسترش می یابد ، از نوع ترکهای طولیبوده واغلب در طبقه بندی ترک گرم قراردارند.

رکهای ریشه در فلز پایه یا در خود جوش نیز در زمره ترکهای طولی هستند . ترکهایکناره جوش در فلز پایه ایجاد شده و در کناره جوش توسعه می یابند . ترکهای چاله جوشدرنقطه پایانی ردیفهای منفرد جوش در صورت عدم مهارت جوشکار ایجاد می شوند . دستهبعدی ترکها، ترک زیر جوش به علت حضورهیدروژن است . این نوع ترک بجای فلز جوش درناحیه تحت تاثیر حرارت به موازات خط ذوب واقع هستند.

٢. ذوب و نفوذناقص -٣

طبق تعریف، ذوب ناقص یک ناپیوستگی درجوش است که ذوب شدن بین فلز جوشوسطوح ذوب و یا لایه های جوش رخ نداده باشد . بعلت خطی بودن و انتهای نسبتًا تیزآن،ذوب ناقص از ناپیوستگی های بارز درجوش است و در وضعیتهای مختلف در منطقه جوش تشکیلمی شود . نفوذ ناقص معرف حالتی است که فلز جوش به طور کامل در سراسر ضخامت ورقگسترده نشده باشد . موقعیت این عیب در مجاورت ریشه جوش است . ذوب و نفوذ ناکافی بهعلت عدم مهارت جوشکار، شکل نامناسب اتصال یا آلودگی اضافی ایجاد میشود.

٣. سرباره های محبوس شده -٣

مناطقی در سطح مقطع یا درسطح جوش هستند که سرباره محافظ حوضچه جوش به طور مکانیکی درون فلز منجمد شده محبوسمی شود. این سرباره منجمد شده بخشی از مقطع جوش را نمایش می دهد که فلز جوش بخوبیذوب نم ی شود. این پدیده خود سبب ایجاد بخشی ضعیف در نمونه خواهد شد . در حقیقتسرباره هایمحبوس شده اغلب درارتباط با ذوب ناقص هستند.

۴. تخلخل -٣

این نوع ناپیوستگی درخلال انجماد جوش در اثر حبس گاز ایجاد می شود . بنابراین تخلخل را بسادگی میتوان، حفره های گاز درون فلز ج وش منجمد شده دانست . به علت طبیعت کروی شکل آنها، تخلخل کمترین خطر را در میان دیگر ناپیوستگی ها داراستولی در زمانیکه جوش باید تحمل فشارهای بالا را داشته باشد حضور تخلخل خطرناک خواهدبود [ ۶]. منابع مختلفی برای حضور رطوبت یا آلودگی وجود دارد که میتوان الکترود فلزپایه، گازمحافظ یا محیط اطراف را در این میان نام برد، تغییر درتکنیک جوشکاری نیزمی تواند سبب ایجاد تخلخل شود.

۵. بریدگی کنار جوش -٣

بریدگیکنار جوش یک ناپیوستگی سطحی است که در فلز پایه مجاور فلز جوش رخ میدهد . در شرایطیعیب را داریم که فلز پایه شسته شد ه ولی با فلزی پرکننده جبران نمی شود . نتیجه ،ایجاد یک شیار خطی با شکلی نسبتًا تیز است که درفلز پایه تشکیل می شود . این عیببعلت سطحی بودن ماهیت آن برای بارگذاری خستگی خطرناک است. بریدگی کنار جوش عمومًابه علت تکنیک جوشکاری نامناسب ایجاد می گردد ، به ویژه اگ ر سرعت حرکت جوش زیادباشد . علاوه بر این اگر گرمای جوشکاری بسیار بالا باشد می تواند سبب ذوب شدن بیشازحد فلز پایه گردد.

۶. پرشدن ناقص -٣

این مورد مشابه بریدگیکنار جوش، یک ناپیوستگی سطحی است که به علت کمبود ماده در مقطع عرضی ایجاد می شود. تنها تفاوت دراین میان این است که پرشدن ناقص در فلز جوش ولی بریدگی کنار جوش درفلزپایه یافت می شود . به بیان ساده ، پرشدن ناقص ، زمانی رخ می دهد که فلز پرکننده بهاندازه کافی برای پرکردن اتصال جوش در دسترس نباشد (شکل ٧). مشابه بریدگی کنار جوش،پرشدن ناقص نیز هم در سطح رویی و هم در ریشه جوش ظاهر می شود . دلیل اولیه پرشدنناقص، تکنیک غلط جوشکاری است . مثلا سرعت زیاد جوشکاری اجازه پرشدن اتصال و هم سطحشدن آن با فلز را نمی دهد.

٧. سررفتن -٣

نوع دیگر ناپیوستگی سطحیجوش که از تکنیک نامناسب جوشکاری (سرعت جوشکاری خیلی آرام ) ناشی می شود، سررفتناست که در آن ، فلز جوش روی فلز پایه مجاورش سر می رود و درکناره جوش، شیاری تیز راایجاد می نماید . به علاوه اگر مقدار سررفتن به اندازه کافی زیاد باشد می تواندترکی را که از این تمرکز تنش ایجاد می شود را مخفی نماید.

٨. تحدببیش از حد -٣

این ناپیوستگی مختص جوشهای گوشه است و طبق تعریف تحدب عبارت ازحداکثر فاصله از رویه محدب یک جوش گوشه تا خط واصل بین کناره های جوش است . از نقطهنظراستحکام مقدار تحدب در جوش گوشه ضروری است ولی اگر از حدی بیشتر باشد، به عنوانیک عیب تلقی می شود. این مطلب هم از نقطه نظر اقتصادی (مصرف فلز پرکننده بیشتر ) وهم از نظر حضور مناطق تیز اطراف جوش به خصوص در بارگذاری خستگی مطرح می شود. دلیلایجاد تحدب، آرام بودن سرعت جوشکاری یا تکنیک ناصحیح جوشکاریاست.

٩. لکه قوس و پاشش -٣

لکه های قوس درنتیجه شرو ع قوسعمدًا یاتصادفی روی سطح فلز پایه دور از اتصال به وجود میآیند . در اثر این رخداد،منطقه ای متمرکز شده از سطح فلز پایه ذوب شده و سریعًا سرد و شکننده می شود . پاششهمان ذرات فلزی پراکنده ناشی از جریان بالای جوشکاری هستند که در تشکیل جوش نقشیندارند . از نقط ه نظر بحرانی بودن، پاشش ممکن است زیاد مهم تلقی نشود، ولی درهرحال مقادیر زیاد پاشش میتوانند گرمای موضعی زیادی را به سطح فلز مشابه با اثر لکهقوس ایجاد کنند و حتی سبب تشکیل ناحیه تحت تاثیر حرارت شوند.

١٠ . اعوجاج -٣

خمیدگی یا اعوجاج از مشکلات مهم جوشکاری اس ت که باید برطرف گردد . این مسئله در اثر انقباض که به هنگام گرم و سرد شدن پس از عملیات جوشکاری در فلزپایه و جوش بوجود می آید ، شکل می گیرد . برای کنترل اعوجاج باید شرایط لازم برایجوشکاری شامل کنترل قبل، حین و بعد از جوشکاری تامین گردد.

١١ . تورق و پارگی سراسری -٣

این ناپیوستگی ویژه مربوط به فلز پایه است . تورق دراثر حضور آلودگی و ناخالصی غیر فلزی موجود درزمان تولید فولاد ایجاد می شود . اینناخالصی ها به طور طبیعی اکسیدی هستند که در زمانیکه فولاد هنوز مذاب است تشکیل شدهو در خلال عملیات بعدی نورد کشیده شده و موج ب تورق می شوند. نوع دیگر ناپیوستگیمربوط به پارگی سراسری است و زمانی رخ می دهد که در جهت تمام ضخامت دراثر جوشکاریتنشهای انقباضی بزرگی ایجاد شده باشد . پارگی عمومًا موازی سطح نورد شده زیر فلزپایه و معمولا موازی مرز ذوب جوش رخ می دهد .

پارگی سراسری یک ناپیوستگی استکه مستقیمًا به طرز قرارگیری اتصال مرتبط می شود.

١٢ . جابجا شدن وناپیوستگی های ابعادی -٣

دراثر سوارکردن و مونتاژ غلط اجزای مورد جوش درکنار یکدیگر ، جابجایی بصورت هم محور نبودن دو سطح قطعه کار در جوشهای لب به لب استکه در مواردی با برشکاری رفع می شود، اما در بیشتر مواقع باید جوش را بریده ومجددًا عملیات جوشکاری بادقت تکرار شود . ناپیوستگی های ابعادی، نقائص شکل یا ابعادهستند و هم درجوش و هم در سازه جوش شده بروز می کنند.

آزمایشهای جوش

١. ارزیابی جوشکار -۴

آزمونی که صلاحیت جوشکار را برایاجرای ضوا بط آیین نامه ای تایید می کند، آزمایش تشخیص صلاحیت یا ارزیابی جوشکار ویا آزمون کیفیت اجرا خوانده می شود . این ارزیابی مشخص می کند که آیا جوشکار دانش ومهارت لازم را در بکارگیری و اعمال دستورالعمل جوشکاری مدود در رابطه با رده بندیکاری خود دارد یاخیر . ارزیابی جوشکار ممکن است با تجهیزات جوشکاری دستی و یا باتجهیزات جوشکاری تمام اتوماتیک انجام شود .

– روشهای آزمایشی کهکیفیت یک جوش را تعیین می کند، در سه طبقه بندی بسیار وسیع قرار می گیرد . ١- آزمایش های غیر مخرب، ٢- آزمایشهای مخرب و ٣- بازرسی عینی[ ۶و ۵ ]

٢. آزمایشهای غیر مخرب -۴

هدف از این آزمایشها، بازرسی وتشخیص عیوب مختلف جوش (سطحی وعمیق) و تاثید آن می باشد، بدون اینکه قطعه جوش دادهشده غیر قابل استفاده شود . اگر آزمایش نشان دهد که محلی از جوش معیوب است می تواناز طرفین محل مذکور به اندازه لازم برداشته وبا جوش مجدد اتصال کاملی به دست آورد [ ۵ ].

1-2-4. آزمون ذرات مغناطیسی

آزمون ذرات مغناطیسی یکی ازآسانترین آزمایشهای غیر مخرب جوشکاری است . این روش جوش را برای معایبی از قبیلترکهای سطحی، ذوب ناقص، تخلخل، بریدگی کنار جوش، نفوذ ناقص ریشه جوش و اختلاطسرباره کنترل م ی کند . این آزمایش محل ترکهای داخلی و سطحی بسیار ریز را برای رویتبا چشم غیر مسلح آشکار میکند . قطعه مورد آزمایش با استفاده از جریان الکتریکی، یاقراردادن آن در داخل یک سیم پیچ مغناطیسی می گردد . سطح مغناطیسی شده قطعه با لایهنازکی از یک گرد مغناطیسی نظیر اکسید آهن قرمز پوشیده می شود و این لایه گرد درصورت وجود یک عیب سطحی یا داخلی در داخل حفره یا ترک مربوطه فرو میرود.

٢. بازرسی با مواد نافذ -٢-۴

بازرسی با مواد نافذ یکیاز شیوه های غیر مخرب برای محل یابی معایب سطحی می باشد . سطح مورد بازرسی بایدابتدا از لکه های روغن، گریس و مواد ناخالص و خارجی تمیز شود . سپس ماده رنگی موردنظر بر روی سطح پاشیده شده و در داخل ترکها و سایر ناهمواریهای نفوذ می کند . رنگاضافی از روی سطح پاک شده و سپس یک ماده فوق العاده فرار حاوی ذرات ریز سفیدرنگ برروی سطح پاشیده می شود . تبخیر مایع فرار باعث برجای ماندن گرد خشک سفید رنگ بر رویماده قرمز نفوذ کرده در ترک می گردد و بر اثر عمل مویینگی، ماده قرمز از ترک بیرونکشیده شده و پودر سفید کام ً لا قرمز می شود.

٣. آزمون فراصوتی -٢-۴

آزمون فراصوتی قادر به تشخیص معایب داخلی بدون نیاز به تخریب ق طعه جوششده می باشد . موج های فراصوتی از داخل قطعه مورد آزمایش عبور داده می شوند و باهرگونه تغییر درتراکم داخلی قطعه منعکس می شوند. امواج منعکس شده (پژواک ها ) بهصورت برجستگی هایی نسبت به خط مبنا، بر روی صفحه نمایش دستگاه ظاهر می شوند . هنگامی که عیب یا ترک داخلی توسط واحد جست و جو پیدا شود تولید ضربای سومی می کندکه بین ضربان اول و دوم بر روی صفحه نمایش ثبت می شود (شکل ٨). بنابراین مشخص میشود که این عیب بین سطوح بالاو پایین مصالح (در داخل جسم مصالح ) میباشد.

۴. آزمایش پرتونگاری -٢-۴

پرتونگاری یکیاز روشهای آزمایش غیر مخرب است که نوع و محل عیوب داخلی و بسیار ریز جوش را نشانمیدهد. پرتو رادیویی در ضخامت فلز نفوذ کرده و پس از عبور این ضخامت لکه ای بر رویصفحه فیلم ایجاد می کند. میزان جذب پرتوهای رادیویی توسط مواد مختلف متفاوت است . نفوذ گل، حفره گازی، ترکها، بریدگی های کناره جوش و قسمتهای نفوذ ناقص جوش تراکمکمتری نسبت به فولاد سالم دارند . بنابراین در حوالی این قسمتها پرتو بیشتری به سطحفیلم می رسد و عیوب فلز جوش، به صورت لکه های تاریکی بر روی فیلم ثبت می شوند[ ۵ ].

٣. آزمایشهای مخرب -۴

این آزمایشهای مکانیکی نمونه جوششده جهت تعیین مقاومت و سایرخواص مکانیکی ، نسبتًا ارزان قیمت و

بسیارکاربردی هستند . به همین جهت در سطح وسیعی برای ارزیابی وتایید دستوالعمل جوشکاری وصلاحیت

جوشکار به کار می روند.

۵. نتیجهگیری

ساختمانهای فولادی بخش قابل توجهی از ساخت و ساز در ایران را تشکیل میدهند و یکی از مهمترین موضوعات درهر ساختمان فولادی بویژه از نقطه نظر مقاومت لرزهای، کنترل جوشکاری آن میباشد . جوشها درهمه بخشها بایستی منطبق بر اطلاعات نقشهبوده و از لحاظ بعد و طول جوش و کنترل کیفیت لازم بررسی (NDT) گردد. دراین خصوص حتیممکن است در یک ساختمان فولادی کوچک به انجام آزمایشات غیر مخرب بر روی جوش نیازباشد . در استاندارد ٢٨٠٠ ، آزمایشات اولتراسونیک و رادیوگرافی برای کنترل اتصالاتجوشی قابهای خمشی وی ژه اجباری شده است که البته بسته به تشخیص مهندس ناظر در سایرحالات نیز انجام می گیرد.

۶. مراجع
١- زهرائی ، سیدمهدی . بررسی علل ضعف اجرای ساختمانهای فولادی در کشور ، پژوهشنامه موسسه بینالمللی .١٣٨٢ ، زلزله شناسی و مهندسی زلزله، سال ششم، شماره ٢ ٢- زهرائی ، سید مهدی . رعایت آئین نامه زلزله کشوردر اجرای ساختمانهای فولادی ، سومین همایش ملی نقد وبررسی استاندارد ٢٨٠٠ ، اسفند ١٣٨١ ، تهران، ایران.

٣- آئین نامه طراحیساختمانها در برابر زلزله – استاندارد ٢٨٠٠ ، ویرایش دوم ، نشریه شماره ض – ٢۵٣ ،مرکز . تحقیقات ساختمان و مسکن، آذر ١٣٧٨

۴- راهنمای جوش و اتصالات جوشی درساختمانهای فولادی؛ دفتر تدوین و ترویج مقررات ملی ساختمانی ، . وزارت مسکن وشهرسازی، ١٣٧٩

۵- آئین نامه جوشکاری ساختمانی ایران ، دفتر امور فنی و تدوینمعیارها ، سازمان مدیریت و برنامه ریزی .١٣٨٠ ، کشور، نشریه شماره ٢٢٨

__________________

تاثیر عناصر مختلف در کیفیتجوش

تاثیر عناصر مختلف در کیفیت جوش

عناصر مختلف که بطورمتداول در فلزات یافت میشوند تاثیر مشخصی روی قابلیت جوشکاری آنها دارند. بعضی ازاین عناصر مهم و اثرات حاصل از آنها بر جوشکاری فولاد عبارتند از:

1- کربن (Carbon) از آنجایی که میزان سختی پذیری (hardenability) در فولاد را معین میکندمهمترین عنصر موجود در فولاد است. هرچه میزان کربن بیشتر باشد فولاد سخت ترمیشود.اگر فولاد کربنی (بالای 0.30 درصد) جوشکاری شود و ناگهان سرد شود یک ناحیهترد و شکننده (brittle) در کنار جوش ایجاد میگردد. بعلاوه اگر کربن اضافی از مخلوطگازهای جوشکاری بدست آید، جوش بوجود آمده آنقدر سخت میشود که به آسانی ترکمیخورد.

بطور کلی بهترین جوش هنگامی ایجاد میشود که میزان کربن موجود درفولاد تا جای ممکن کمترین حد خود باشد.

2- منگنز (Manganese) در فولادباعثافزایش سختی پذیری و استحکام کششی (tensile strength) میشود. به هر حال اگرمقدار منگنز بالای 0.60 درصد باشد و بخصوص اگر با درجه بالایی از کربن ترکیب شود،قابلیت جوشکاری قطعا کم خواهد شد.در این شرایط معمولا ترک افزون ایجاد خواهد شد. اگر میزان منگنز خیلی کم باشد تخلخل داخلی (internal porosity) و ترک ممکن استگسترش یابد.
بهترین نتیجه جوشکاری وقتی بدست می آید که فولاد محتوی 0.40 تا 0.60درصد منگنز باشد.

3- سیلیکون (Silicon) برای بهبود کیفیت و استحکام کششی درفولاد بکار می آید.میزان بالای سیلیکون بخصوص همراه با کربن بالا منتج به ترک میشود.

4- گوگرد (Sulfur) اغلب برایبهبود خواص ماشین کاری(machining) فولاد بهآن اضافه میگردد. به هر حال مقدار آن در انواع دیگر فولاد پایین نگه داشته میشود (0.035 درصد و حداکثر 0.05 درصد) زیرا که درصد بالای گوگرد احتمال ترک را افزایشمیدهد. فولادهای ماشینی پر گوگرد بطور معمول با الکترود کم هیدروژن بدون هیچ دشواریجوشکاری می شوند.

5- فسفر (Phosphorus) به عنوانناخالصی در فولاد در نظرگرفته می شود در نتیجه مقدار آن تا حد امکان پایین نگهداشته میشود .میزان فسفربالای 0.04 درصد باعث میشود که جوش شکننده (brittle) شود.

6- عناصر دیگر (نیکل،کروم،وانادیم و غیره) تاثیرهای مختلفی بر قابلیت جوشکاری فلزات دارند.جوشکاریاین آلیاژها باید با احتیاط خاصی انجام گیرد و معمولا برای جلوگیری از ایجاد نواحیسخت و شکننده در جوش پیش گرمی(preheat) و پس گرمی(postheat) مورد نیاز میباشد.


مقطع: کارشناسی

فایل word: دارد

تعداد صفحه:40

رایگان

دانلود پایان نامه بازرسی چشمی جوشکاری(VT) فایل word

لطفا جهت حمایت از ما بر روی دکمه کنار صفحه کلیک کنید با تشکر از حمایت شما