جوش گوشه (Fillet Weld) چیست؟ انواع و کاربرد به همراه آموزش

در صنعت جوشکاری به کمک انواع جوش‌ها، دو فلز را به هم اتصال می‌دهند. جوش گوشه یکی از مهم‌ترین نوع جوش‌ها در صنعت جوشکاری هستند. در فرآیند جوش گوش، جوشکار از یک روش جوشکاری مخصوص برای اتصال دو قطعه فلزی در نقاط گوشه استفاده می‌شود تا اتصالی بین آنها ایجاد شود این نوع از جوش، به دلیل تطبیق پذیری و استحکام معمولاً در صنایع مختلف از ساخت و ساز گرفته تا تولید مورد استفاده قرار می‌گیرد. اگر با جوش گوشه آشنا نیستید، در این مقاله همراه ابزار جوش و برش وینر باشید تا به صورت کامل این فرایند را بررسی کنیم.

جوش گوشه چیست؟

جوش گوشه یا fillet weld نوعی جوش است که برای اتصال دو قطعه فلز در یک زاویه مشخص (به طور معمول 90 درجه)، استفاده می‌شود. در جوش گوشه یک مقطع مثلثی شکل ایجاد شده و شکال بین دو جزء را پر می‌کند. به دلیل سادگی و کارایی بالا این نوع جوش، آن‌ها را به یک تکنیک اساسی در جوشکاری تبدیل کرده است. از آنجایی که جوش گوشه، نوعی ساده از جوش بوده و اغلب به منظور ساخت سازه های جوشکاری شده غیرحساس مورد استفاده قرار می گیرد، به طور معمول توسط بسیاری از کارکنان جوشکاری از جمله طراحان، مهندسان، سرپرستان و ناظران کارگاه های جوشکاری نادیده گرفته شده و فرض می شود که جوشکاران مهارت های کافی به منظور ایجاد این نوع جوش را دارند. این در حالی است که تجزیه و تحلیل شکست بسیاری از مجموعه ها و سازه های جوشی دچار شکست اغلب به جوش های گوشه معیوب اشاره دارند. به عنوان نمونه در یک سازه تحت بارگذاری دوره ای (Cyclic Loading)، به طور معمول احتمال ایجاد و گسترش ترک از پنجه جوش های گوشه و رخداد شکست خستگی، بیش از سایر مناطق و جوش ها است. سازه های جوشی فراوانی به علت توسعه ترک از جوش های گوشه دچار شکست و از کارافتادگی شده اند. با توجه به اطلاعات فوق و تاریخچه برخی از شکست های خستگی، به نظر می رسد که پیاده سازی آزمایشی تفکر ناب برای جوش های گوشه در کارگاه های جوشکاری ایده خوبی باشد.

انواع جوش گوشه

جوش گوشه به شکل‌های گوناگونی صورت می‌گیرد. برخی از انواع جوش گوشه عبارت‌اند از:

• جوش T شکل: همانطور که از نامش پیداست، دو فلز به صورت قائم روی هم قرار گرفته و در زاویه‌ی 90 درجه جوش صورت می‌گیرد.
• جوش تک لبه: در جوش تک لبه، دو فلز به صورت عرضی مماس به هم هستند. در نقطه اتصال جوش صورت می‌گیرد.
• جوش دبل T: در این روش دو طرف ضلع قائم جوش زده خواهد شد.
• جوش دو لبه: در این روش هم علاوه بر یک ناحیه، دو ناحیه مماس بر هم جوش داده خواهد شد.

آموزش جوش گوشه

به طور معمول فرایند گام به گام زیر برای مراحل جوش گوشه انجام می‌شود:

1. آماده سازی: اطمینان حاصل کنید که 2 قطعه فلزی تمیز و عاری از هر گونه آلودگی هستند. برای اطمینان از ایجاد یک جوش باکیفیت باید تمامی لبه‌ها صاف و تمیز باشد.
2. راه اندازی دستگاه جوش: در مرحله بعد نیاز است که دستگاه جوش را راه اندازی کنید. پارامترهای جوشکاری مانند شدت جریان، ولتاژ، فیلر و روش جوشکاری را انتخاب کنید.
3. فیکس کردن: در مرحله بعد باید دو قطعه فلزی را دقیقاً همانطور که باید به هم جوش داده شوند، فیکس کنید. برای جلوگیری از جابجایی در حین جوشکاری، دو فلز را به کمک یک گیره ثابت کنید.
4. جوشکاری نقطه‌ای: در مرحله بعد چند جوش نقطه‌ای در هر دو انتهای اتصال ایجاد کنید تا قطعات بدون گیره در جای خود ثابت نگه داشته شوند.
5. جوشکاری: جوشکاری دو قطعه فلز را انجام دهید. ممکن است نیاز به فیلر داشته باشید.
6. خنک سازی: جوش باید به تدریج خنک شود تا از تنش‌های حرارتی و ایجاد اعوجاج جلوگیری شود.
7. تمیزسازی: بعد انجماد جوش، به خوبی آن را بررسی کرده و عیوب احتمالی را ببنید. در صورت نیاز، می‌توانید جوش را تمیز کنید. همچنین می‌توانید برای تایید استحکام جوش، آن را تست کرده و آزمایش کنید.

مزایای جوش گوشه

جوش گوشه به دلیل سهولت استفاده، مزایای فراوانی دارد. برخی از مزایای آن عبارت‌اند از:

• صرفه جویی در مواد و هزینه: جوش گوشه اغلب به فیلر کمتری در مقایسه با جوش‌های لب به لب نیاز دارد. در نتیجه بصرفه تر هستند.
• یکپارچگی سازه : جوش های گوشه اتصال پیوسته و یکنواختی را در امتداد اتصال ایجاد می کنند و بار را به طور یکنواخت توزیع می کنند. این یکپارچگی ساختاری اتصال را افزایش می‌دهد و آن را برای تحمل تنش‌ها و بارها مجهزتر می‌کند.
• توزیع بار: اتصالات گوشه جوش داده شده به توزیع بار در یک منطقه بزرگتر در مقایسه با نقاط بار متمرکز در اتصالات پیچ کمک می کند. این منجر به کاهش غلظت استرس و به حداقل رساندن خطر شکست خستگی می شود.
• بهره وری در فضا: جوش های گوشه نیاز به سخت افزار اضافی مانند مهره ها و پیچ ها را از بین می برد و منجر به اتصالات فضای کارآمدتر می شود. این می تواند در سناریوهایی که فضا محدود است یا زمانی که طراحی کلی باید فشرده باشد بسیار مهم باشد.
• مقاومت در برابر خوردگی: جوش هایی که به درستی اجرا می شوند می توانند مقاومت در برابر خوردگی بهتری نسبت به اتصالات پیچ دار داشته باشند. پیچ‌ها، به‌ویژه زمانی که در معرض عناصر قرار می‌گیرند، می‌توانند در طول زمان مستعد خوردگی شوند. اتصالات جوش داده شده یک مانع محافظ مداوم در برابر عوامل محیطی ایجاد می کنند.
• کاهش ارتعاشات و نویز: اتصالات جوشی مقاومت بهتری در برابر شل شدن ناشی از ارتعاش دارند، که می تواند در اتصالات پیچ شده نگران کننده باشد. این به کاهش پتانسیل تولید نویز و حفظ یکپارچگی مفصل در طول زمان کمک می کند.
• خواص آب بندی: اتصالات جوش داده شده می توانند آب بندی بهتری در برابر عناصر محیطی مانند گرد و غبار، آب و گازها ایجاد کنند. این امر به ویژه در کاربردهایی که در آن آب بندی های ضد هوا یا ضد آب مورد نیاز است سودمند است.
• استحکام بالا: جوش های گوشه، زمانی که به درستی و با پیروی از روش های جوشکاری مناسب اجرا شوند، می توانند به سطوح بالایی از استحکام اتصال دست یابند. این امر به ویژه در سازه های باربر و کاربردهای حیاتی بسیار ارزشمند است.
• سهولت بازرسی: اتصالات جوش داده شده را می توان از نظر کیفیت و قوام به صورت بصری بررسی کرد و از رعایت روش های جوشکاری مناسب اطمینان حاصل کرد. این می تواند سطح بالاتری از کنترل کیفیت را در مقایسه با اتصالات پیچ و مهره ای فراهم کند.
• طول عمر: یک جوش گوشه ای که به خوبی اجرا شود می تواند اتصال طولانی مدتی را ایجاد کند که در طول عمر سازه ایمن باقی می ماند. اتصالات پیچ و مهره ای ممکن است به تعمیر و نگهداری دوره ای نیاز داشته باشند زیرا احتمال شل شدن و خوردگی وجود دارد.

در حالی که جوشکاری گوشه این مزایا را ارائه می دهد، توجه به این نکته ضروری است که جوشکاری به نیروی کار ماهر و کنترل کیفیت مناسب برای اطمینان از اثربخشی آن نیاز دارد. تکنیک‌های جوشکاری نامناسب می‌تواند منجر به ضعیف شدن اتصالات شود، بنابراین رعایت استانداردها و دستورالعمل‌های صنعت هنگام انتخاب بین جوش‌کاری گوشه و اتصالات پیچ‌دار بسیار مهم است.

• استحکام: در مقایسه با برخی از انواع مدل‌های جوش، استحکام بالاتری دارند.
• تطبیق پذیری: جوش گوشه را می‌توان در پیکربندی‌های مختلف مانند اتصالات T، اتصالات لبه و اتصالات گوشه استفاده کرد.

ایرادات جوش گوشه

این روش مانند تمامی فرایندها دارای عیوبی نیز هست. برخی از ایرادات جوش گوشه شامل:

• محدودیت دسترسی: در برخی مواد دسترسی به اتصال برای انجام جوش غیرممکن است.
• حساسیت بالا: اگر جوش گوشه به درستی اجرا نشود یا مواد پایه دارای ناخالصی باشند، جوش گوشه مستعد عیوبی مانند ترک است.
• مهارت بالا: در مقایسه با جوش لب به لب، جوش گوشه نیاز به مهارت بیشتری دارد.
• زیبایی شناسی: شکل جوش‌های گوشه می‌تواند نسبت به جوش لب به لب چندان زیبا نباشد.

کاربرد جوش گوشه

جوش گوشه در بسیاری از صنایع و کاربردها مورد استفاده قرار می‌گیرد؛ این صنایع شامل:

صنعت ساختمان:

• سازه‌های فولادی: از جوش گوشه برای اتصال تیرها، ستون‌ها، صفحات و سایر اعضای سازه‌ای به یکدیگر استفاده می‌شود.
• مخازن تحت فشار: برای ساخت مخازن تحت فشار مانند راکتورها، بویلرها و… از جوش گوشه استفاده می‌شود.
• کشتی سازی: برای اتصال بخش‌های مختلف بدنه، دیوارها و سایر اجزای سازه از این نوع جوش استفاده می‌شود.
• پروژه‌های زیر بنایی: در سازه‌های زیرساختی مختلف از جمله تونل‌ها، پل‌های فولادی، راهروها و جاده‌های مرتفع کاربرد فراوانی دارد.
• سازنه‌های ثانویه: جوش‌های گوشه برای نرده‌ها، نردبان‌ها و براکت‌ها نگهدارنده نیز استفاده شده و کاربرد دارد.

بخش تولید:

• ماشین آلات ساخت: در مونتاژ ماشین آلات سنگین، تجهیزات تولیدی و سیستم‌های نوار نقاله کاربرد دارد.
• تجهیزات خط مونتاژ: برای قطعات نوار نقاله و ایستگاه‌های کاری رباتیک استفاده می‌شود.
• رباتیک و اتوماسیون: جوش گوشه در ساخت بازوهای رباتیک و تجهیزات اتوماسیون استفاده می‌شود.
• ساخت وسایل الکترونیکی: در مونتاژ محفظه‌های فلزی و براکت‌های نصب قطعات الکترونیکی از جوش گوشه استفاده می‌شود.

صنعت خودرو و هوافضا:

• شاسی و قاب: جوش گوشه برای اتصال اجزای شاسی و قاب خودرو کاربرد دارد.
• پنل‌های بدنه: برای اتصال پنل‌های بدنه مانند فلرهای گلگیر، روی و کیت‌ها از این نوع جوش استفاده می‌شود.
• اجزای سیستم تعلیق: در مونتاژ اجزای سیستم تعلیق مانند بازوهای کنترل، بازوهای عقب و محفظه محور به کار می‌رود. جوش گوشه استحکام مناسب سیستم تعلیق را تضمین می‌کند.
• بار هواپیما: در ساخت سازه‌های بال، از جمله اتصال دنده‌های بال به بال و مونتاژ مخازن سوخت بال استفاده می‌شود.
• مخازن سوخت هواپیما: مخزن سوخت چه داخلی باشد و چه خارجی، شامل جوش‌های گوشه است زیرا به یکپارچه سازی ساختاری کمک می‌کند.

سخن پایانی

به طور خلاصه، جوش های گوشه برای اتصال سریع دو قطعه فلزی با استحکام کافی، اگر فضای کافی دارید، عالی هستند. با این حال، آنها مقاومت کمتری نسبت به جوش های لب به لب دارند، اما به نوبه خود آسان تر و در بیشتر موارد ارزان تر ساخته می شوند. اکنون که درک درستی از جوش های گوشه ای پیدا کردید ، می توانید در مورد جوش های لب به لب و نحوه طراحی آنها نیز بیاموزید. امیدوارم که این مقاله به شما کمک کرده باشد. در صورتی که هنوز سوالی دارید در قسمت نظرات پایین ما را آگاه کنید.

سوالات متداول

در انتها به بررسی سوالات متداول پیرامون جوش گوشه میپردازیم:

[sp_easyaccordion id=”15995″]

منابع:

structuralbasics – twi-global