شناخت انواع اتصالات جوشکاری | عوامل موثر در انتخاب اتصال | بررسی انواع اتصالات جوشی و تاثیر آن در استحکام سازه ها

همانطور که میدانیم اتصالات جوشکاری یکی از مهمترین مفاهیم در صنعت جوشکاری است و وظیفه قرارگیری تمام اجزای یک سازه با توزیع مناسب نیرو را بر عهده دارند. با ما همراه باشید تا با انواع اتصالات جوشکاری بیشتر اشنا شوید.

نقش اتصالات در جوشکاری چیست؟

اتصالات در جوشکاری همانند ستون فقرات یک سازه عمل می‌کنند. آن‌ها قطعات مختلف را به هم متصل کرده و به سازه استحکام و یکپارچگی می‌بخشند. انتخاب نوع اتصال مناسب، به اندازه خود فرآیند جوشکاری اهمیت دارد و می‌تواند بر روی عملکرد، دوام و ایمنی سازه تاثیرگذار باشد. و به عوامل مختلفی از جمله نوع فلز، ضخامت قطعات، تنش‌های وارده، و کاربرد نهایی بستگی دارد.

اهمیت اتصالات در جوشکاری چیست؟

• ایجاد یکپارچگی: اتصالات، قطعات جداگانه را به یکدیگر متصل کرده و یک ساختار یکپارچه ایجاد می‌کنند.
• توزیع نیرو: نیروهایی که به سازه وارد می‌شوند، به طور یکنواخت توسط اتصالات توزیع می‌شوند.
• تامین استحکام: اتصالات، استحکام و مقاومت سازه را در برابر نیروهای مختلف مانند کشش، فشار، خمش و پیچش افزایش می‌دهند.
• تعیین شکل و هندسه سازه: نوع و نحوه قرارگیری اتصالات، شکل و هندسه نهایی سازه را تعیین می‌کند.

انواع اتصالات جوشکاری چیست؟

۱. اتصال لب به لب (Butt Joint)  :

اتصال لب به لب ساده ترین نوع اتصال بوده و برای اتصال ورق‌ها با ضخامت‌های یکسان مناسب است. در این اتصال دو قطعه در امتداد یک خط مستقیم به هم جوش داده می‌شوند.

انواع :

• اتصال لب به لب تخت
• اتصال لب به لب با پخ V: قابل استفاده برای قطعات ضخیم است و همچنین استحکام کافی دارد.
• اتصال لب به لب با پخ نیم جناغی: این اتصال می‌تواند از نوع یک طرفه یا دو طرفه باشد.
• اتصال لب له لب با پخ V دو طرفه: در این حالت پیچیدگی کمتر بوده و امکان کنترل نیز وجود دارد. کاربرد آن عمدتاً در قطعات با ضخامت بالا است.

مزایا و معایب :

• استحکام بالا: با اجرای صحیح، این نوع اتصال استحکام بسیار بالایی ایجاد می‌کند و می‌تواند نیروهای کششی، فشاری و برشی را تحمل کند.
• سادگی اجرا: نسبت به برخی دیگر از اتصالات، اجرای اتصال لب به لب ساده‌تر است و به تجهیزات خاصی نیاز ندارد.
• ظاهر یکپارچه: پس از جوشکاری، اتصال لب به لب ظاهری یکپارچه و بدون درز ایجاد می‌کند که از نظر زیبایی‌شناسی مطلوب است.
• قابلیت جوشکاری با روش‌های مختلف: اتصال لب به لب را می‌توان با روش‌های مختلفی مانند جوشکاری قوس الکتریکی، TIG، MIG و زیر پودری انجام داد.
• توزیع یکنواخت تنش: تنش‌ها در این نوع اتصال به طور یکنواخت توزیع می‌شوند که باعث افزایش عمر مفید سازه می‌شود.
• آماده‌سازی دقیق: قبل از جوشکاری، لبه‌های قطعات باید با دقت آماده‌سازی شوند تا یک اتصال قوی و یکنواخت ایجاد شود. این کار زمان‌بر و نیازمند دقت بالایی است.
• احتمال ایجاد عیوب جوش: در صورت عدم رعایت استانداردها و روش‌های صحیح جوشکاری، ممکن است عیوبی مانند ترک، تخلخل و نفوذ ناقص در جوش ایجاد شود.
• اعوجاج: در برخی موارد، به خصوص در قطعات با ضخامت زیاد، ممکن است در حین جوشکاری اعوجاج ایجاد شود که نیاز به عملیات حرارتی یا اصلاح دارد.
• محدودیت در ضخامت ورق‌ها: برای ورق‌های با ضخامت بسیار زیاد، اجرای اتصال لب به لب ممکن است دشوار و پرهزینه باشد.

موارد استفاده:

• اتصال ورق‌ها با ضخامت یکسان: این نوع اتصال برای اتصال ورق‌هایی با ضخامت یکسان بسیار مناسب است.
• ساخت سازه‌هایی با استحکام بالا: در ساخت سازه‌هایی که نیاز به استحکام بالا دارند، مانند مخازن تحت فشار، لوله‌ها و سازه‌های فلزی، از اتصال لب به لب استفاده می‌شود.
• اتصال قطعاتی که نیاز به ظاهر یکپارچه دارند: در مواردی که ظاهر نهایی سازه اهمیت دارد، از اتصال لب به لب استفاده می‌شود.

۲. اتصال پوششی:

اتصال پوششی از بین انواع اتصالات جوشکاری بسیار ساده و سریع بوده و برای اتصالات غیرسازه‌ای و آب‌بندی مناسب است. در این اتصال دو قطعه روی هم قرار گرفته و سپس جوشکاری می‌شوند. در این روش مواردی مانند جابجایی قطعات روی هم و ایجاد خطاهای کوچک مهم نیست.

۳. اتصال سپری یا تی شکل (Tee Joint) :

اتصال سپری  در ساخت پروفیل‌های مرکب به شکل T و I و تیر ورق‌ها کاربرد دارد و در طی آن، دو قطعه با زاویه ۹۰ درجه و به شکل حرف T در کنار هم قرار می‌گیرند و جوش داده میشوند . کاربرد اتصال سپری در صنعت خودروسازی و ساخت ماشین آلات بالا است اما از آن در اتصالات جوشی صنعت ساخت و ساز مانند نشیمن‌های طاقچه‌ای و ساخت تیرها، ستون‌ها و اتصالات زاویه‌دار نیز استفاده می‌شود. در این نوع اتصال می‌توان از جوش گوشه و جوش شیاری استفاده کرد.

۴. اتصال گونیا:

در اتصال گونیا دو قطعه با زاویه 90 درجه به هم جوش داده می‌شوند. این اتصال به دلیل مقاومت بالایی که در برابر پیچش بالا دارد, در ستون‌های مقاوم، تیرها و مقاطع مستطیل‌ شکل و اتصالات گوشه ای مورد استفاده قرار می‌گیرد.

۵. اتصال پیشانی یا لبه‌ای (Edge Joint):

اتصال پیشانی اغلب برای اتصال ورق‌ها به یکدیگر به صورت لبه به لبه استفاده می‌شود که ممکن است به صورت یک طرفه یا دو طرفه جوشکاری شود. این نوع از اتصالات معمولا در قطعاتی به کار می‌رود که برای نگه‌ داشتن دو یا چند ورق در یک سطح به حالت خاص می‌باشد.

مزایا و معایب :

• برای اتصالات با ضخامت متفاوت با یکدیگر کاربرد دارد.
• شکنندگی و استحکام کم که سبب شده این روش معمولا نقش سازه‌ای نداشته باشد.

با اهمیت گاز محافظ در جوشکاری نیز آشنا شوید.

عوامل موثر در انتخاب انواع اتصالات جوشکاری:

• نوع فلز: جنس فلزات، خواص مکانیکی آن‌ها و قابلیت جوشکاریشان در انتخاب نوع اتصال موثر است.
• ضخامت قطعات: برای قطعات با ضخامت‌های مختلف، انواع مختلفی از پخ‌ها و آماده‌سازی لبه‌ها مورد نیاز است.
• تنش‌های وارده: نوع و مقدار تنش‌های وارده بر روی اتصال، تعیین‌کننده نوع اتصال و روش جوشکاری است.
• کاربرد نهایی: کاربرد نهایی سازه یا قطعه، تعیین‌کننده نوع اتصال، جنس مواد مصرفی و کیفیت جوش است.

نکات مهم در جوشکاری اتصالات

• آماده‌سازی دقیق لبه‌ها قبل از جوشکاری : زیرا باعث بهبود نفوذ جوش و افزایش استحکام اتصال می‌شود.
• انتخاب روش جوشکاری مناسب با توجه به نوع فلز، ضخامت قطعات و نوع اتصال
• کنترل کیفیت جوش: کیفیت جوش باید به صورت دوره‌ای کنترل شود تا از استحکام و دوام اتصال اطمینان حاصل شود.

جمع بندی

شناخت انواع اتصالات جوشکاری و انجام صحیح فرآیند جوشکاری، از عوامل کلیدی در موفقیت یک پروژه جوشکاری است. زیرا اتصالات در جوشکاری نقش بسیار مهمی در ایجاد سازه‌های ایمن و با دوام ایفا می‌کنند. همانطور که گفته شد اتصالات لب به لب، پوششی، گونیا یا گوشه، پیشانی و سپری از مهمترین اتصالات جوشی هستند و هر یک در موقعیت خاصی مورد استفاده قرار می‌گیرند.