مقالات

انواع ترک جوش در اتصالات جوشی | عوامل موثر و راه های پیشگیری

ترک ها از جمله مهمترین عیوب در اتصالات جوشی بوده و بر اساس تجربیات، وجود آنها می تواند تاثیرات جدی بر عملکرد ساختار جوشی حین خدمت داشته باشد. بنابراین حساسیت فراوانی در خصوص عدم وجود ترک در اتصالات جوشکاری شده وجود دارد، به ویژه آنهایی که تحت تاثیر خستگی حاصل از بارگذاری های دوره ای (Cyclic Loading) قرار دارند. ترک ها اغلب به هنگام بازرسی جوش با استفاده از روش های آزمون غیرمخرب (NDT) یافته می شوند و لازم به ذکر است که هر روش آزمون غیرمخربی (NDT) دارای دقت مشخصی بوده و در نتیجه عیوبی که دارای ابعادی کمتر از ان دقت مشخص هستند را شناسایی نمی نماید. بنابراین درک این مفهوم بسیار ضروری است که عدم شماسایی عیب و به ویژه ترک توسط روش های ازمون غیر مخرب (NDT)، به معنای عدم وجود آن نمی باشد.

این قسمت به بیان انواع متداول ترک در اتصالات جوشی، دلایل رخداد و چگونگی پرهیز از بروز آنها می پردازد.

برخی از انواع ترک در اتصال سپری با جوش گوشه (T Joint – Fillet Weld)

ترک سرد (Cold Crack)

این نوع ترک تا 72 ساعت پس از جوشکاری ایجاد شوند. عدد 72 ساعت معیاری قطعی برای بازه ایجاد ترک سرد نبوده بلکه به سادگی آمارگیری های انجام نشان می دهد که نرخ بروز ترک سرد پس از این زمان، بسیار اندک بوده است. ترک سرد همچنین با نام های دیگری مانند ترک هیدروژنی (Hydrogen Crack) یا ترک تاخیری (Delayed Crack) نیز شناخته می شود.

انواع ترک سرد

  • ترک طولی
  • ترک عرضی

ترک سرد (Cold Crack)

عوامل موثر بر ایجاد ترک سرد

  • وجود ساختار ترد
  • میزان هیدروژن بالا
  • بزرگی تنش های موجود

راه های پیشگیری از رخداد ترک شرد

  • کنترل منابع هیدروژن
  • کنترل ساختار
  • کنترل میزان تنش

ترک سرد (Cold Crack)

فعالیت های مرسوم جهت پیشگیری از رخداد ترک سرد

  • تمیزکاری قطعات دخیل در جوشکاری (ماد پایه، مواد مصرفی، …)
  • خشک کردن الکترود ها پیش از جوشکاری
  • پیشگرمایش (Preheating)
  • عملیات حرارتی پس از جوشکاری (Post Weld Heat Treatment – PWHT)

توصیه ها

  • احتمال رخداد ترک سرد در خال جوش ها و ترشحات جوش بیش از جوش های اصلی است.
  • فولادهای زنگ نزن آستنیتی حساس به این نوع ترک نمی باشند.
  • با ازدیاد سختی به بیش از 400 ویکرز، احتمال بروز ترک سرد افزایش می یابد.

ترک سرد (Cold Crack)

ترک گرم (Hot Crack)

این نوع ترک در هنگام سرد شدن در فلز جوش و یا مجاورت آن به وجود می آیند. در صورت وقوع این ترک در فلز جوش، با نام ترک گرم (Hot Crack) و چنانچه در مجاورت جوش ایجاد شود با نام پارگی گرم (Hot Tearing) شناخته می شود.

انواع ترک گرم

  • ترک در فلز جوش (ترک گرم)
  • ترک در مجاورت جوش (پارگی گرم)

عوامل موثر بر ایجاد ترک گرم

  • ترکیب شیمیایی فلز پایه (وجود عناصر ناخالصی)
  • پارامترهای جوشکاری نامناسب

ترک گرم (Hot Crack)

راه های پیشگیری از رخداد ترک گرم

  • کنترل ترکیب شیمیایی فلز جوش
  • انتخاب صحیح پارامترهای جوشکاری

فعالیت های مرسوم جهت پیشگیری از رخداد ترک گرم

  • استفاده از ماده مصرفی جوشکاری مناسب
  • کاهش میزان امتزاج (Dilution)
  • کاهش حرارت ورودی (Heat Input)
  • اصلاح طرح شیار (کاهش نسبت عمق یه عرض)

توصیه ها

  • کاهش سرعت جوشکاری، احتمال بروز ترک گرم را کاهش خواهد داد.
  • کاهش عمق حوضچه مذاب، احتمال بروز ترک گرم را کاهش خواهد داد.
  • کاهش حرارت ورودی، احتمال بروز ترک گرم را کاهش خواهد داد.
  • در برخی از فرایندهای جوشکاری مانند فرایند جوشکاری زیرپودری (SAW) احتمال رخداد این نوع ترک بیشتر است.
  • در ورق های مستعد به این نوع ترک، در صورت امکان استفاده از جوش های نفوذ ناقص (Partial Joint Penetration – PJP) و نیز جوش های مقطع (Intermittent Weld) توصیه می شود.

ترک گرم (Hot Crack)

ترک بازگرمی (Reheat Crack)

این نوع ترک اغلب در منطقه متاثر از حرارت (HAZ) و به هنگام عملیات حرارتی پس از جوشکاری (PWHT) به وجود می آید. علت این امر وجود برخی عناصر در ترکیب شیمیایی فلز پایه و منطقه جوش بوده که به کاهش انعطاف پذیری در برابر تنش های حرارتی منجر می شود.

عوامل موثر بر ایجاد ترک بازگرمی

  • وجود عناصر ناخالصی در فلز پایه مانند گوگرد، فسفر، سرب و …
  • وجود عناصر سخت کننده ثانویه مانند کروم، وانادیم، مولیبدن و …

ترک بازگرمی (Reheat Crack)

راه های پیشگیری از رخداد ترک بازگرمی

  • استفاده از فلز پایه با ترکیب شیمیایی مناسب
  • کنترل ترتیب و توالی جوشکاری (Welding Sequence)
  • محدود نمودن حرارت ورودی (HI)
  • کاهش نرخ گرمایش در فرایند عملیات حرارتی پس از جوشکاری (PWHT)

فعالیت های مرسوم جهت پیشگیری از رخداد ترک گرم

  • استفاده از ماده مصرفی جوشکاری مناسب
  • کاهش میزان امتزاج (Dilution)
  • کاهش حرارت ورودی (Heat Input)
  • اصلاح طرح شیار (کاهش نسبت عمق یه عرض)

توصیه ها

  • از انجام عملیات حرارتی پس از جوشکاری (PWHT) بر فولادهای کم آلیاژ استحکام بالا (HSLA) و فولادهای زنگ نزن آستنیتی پرهیز شود.
  • هنگامی که ترکیب شیمیایی فلز پایه منطبق بر رابطه ذیل باشد، می بایست عملیات حرارتی پس از جوشکاری (PWHT) با احتیاط انجام شود.

ترک بازگرمی (Reheat Crack)

پارگی لایه ای (Lamellar Tearing)

این نوع عیب در منطقه متاثر از حرارت (HAZ) و یا نواحی نزدیک آن موضع جوشکاری به وجود آمده و دلیل رخداد آن وجود لایه ها یا صفحاتی از ناخالصی در فلز پایه و تنش های حاصل از جوشکاری در راستای عمود بر این لایه ها یا صفحات می باشد.

عوامل موثر بر ایجاد ترک بازگرمی

  • وجود عناصر ناخالصی در فلز پایه مانند گوگرد، فسفر، سرب و …
  • وجود تنش هایی در جهت ضخامت

راه های پیشگیری از رخداد ترک بازگرمی

  • استفاده از فلز پایه با ترکیب شیمیایی مناسب
  • کنترل میزان تنش ها

فعالیت های مرسوم جهت پیشگیری از رخداد پارگی لایه ای

  • اصلاح طرح اتصال جوشی
  • استفاده از تکنیک Buttering

توصیه ها

  • اتصالات سپری با جوش گوشه یا شیاری، به دلیل توسعه تنش هایی عمود بر سطح ورق پایه مستعد به این نوع عیوب هستند.
  • اتصالات صلیبی با جوش گوشه یا شیاری، به دلیل توسعه تنش هایی عمود بر سطح ورق پایه مستعد به این نوع عیوب هستند.
  • در ورق های مستعد به این نوع ترک، در صورت امکان استفاده از جوش های نفوذ ناقص (Partial Joint Penetration – PJP) و نیز جوش های مقطع (Intermittent Weld) توصیه می شود.

انواع ترک در اتصال گوشه با جوش گوشه (Corner Joint – Fillet Weld)

از اینکه این مقاله را مطالعه نمودید متشکریم، اگر انتقاد و پیشنهادی در پیرامون این مقاله دارید در قسمت دیدگاه بنویسید.

برچسب ها
نمایش بیشتر

نوشته های مشابه

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *