اعوجاج و پیچیدگی و انحرافات ابعادی در اتصالات جوشی

پیچیدگی و انحرافات ابعادی

پیچیدگی و انحرافات ابعادی یکی از مشکلاتی است که در اثر اشتباهات طراحی و روش جوشکاری ناشی می شود. با اجتناب از ورود به مباحث تئوری تنها به این نکته اشاره می کنیم که حین عملیات جوشکاری به دلیل عدم فرصت کافی برای توزیع یکنواخت حرارت ورودی | Heat Input به موضع جوش و سرد شدن سریع محل جوش، انقباضی که می بایست در تمام قطعه پخش می شد به ناچار محدود به موضع جوشکاری شده و می تواند منجر به بروز انواع انقباض و اعوجاج حاصل از آن در اتصال جوشی شود. انقباض های جوشی در سه راستای طول، عرض و ضخامت جوش رخ می دهند که حسب مورد و با توجه به هندسه اتصال و قیود موجود، می توانند موجب اعوجاج طولی، عرضی و زاویه ای گردند.

اعوجاج های حاصل از جوشکاری، چنانچه از مقدار معینی فراتر رود، منجر به بروز عیوب ابعادی در اتصال جوشی شده که می بایست مانند سایر عیوب جهت رفع آنها اقداماتی انجام داد، هرچند مانند سایر موارد، پیشگیری بهتر از درمان است و لذا پیش بینی احتمال بروز اعوجاج های حاصل از جوشکاری و به کار بستن تمهیداتی به منظور جلوگیری از آنها در مراحل طراحی سازه جوشی و نیز به هنگام اجرای آن سهولت و صرفه اقتصادی کار را بهبود می بخشد.

در ادامه به ذکر نمونه ای اجرایی می پردازیم :

قطعه ای به طول 20 متر ساخته شده و آماده ارسال جهت نصب در محل پروژه بود که بنا بر درخواست ناظر مقرر شد تا تمام طول قطعه چند پاس جوشکاری شود تا ساق جوش 2 الی 3 میلی متر افزایش یابد. پس از انجام اینکار کاهشی 27 میلی متری در قطعه به وجود آمد و با عنایت به حساست های طرح، این رخداد فاجعه باری تلقی می شد. لازم به ذکر است اصلاح کاهش طول 27 میلی متری به خودی خود کار مشکلی است، اما چنانچه طرح از حساسیت های خاصی برخوردار باشد، می بایست پیش بینی های لازم برای اجرای صحیح اصلاح در مستندات مرجع وجود داشته باشد که الزامات طرح، ساخت و بازرسی موضع اصلاح را بیان نماید، در صورت عدم وجود چنین الزاماتی حصول توافق جهت راهکار مورد نظر بسیار مشکل و نیز مسئولیت آور خواهد بود. بهترین راه جهت رفع این ایراد جلوگیری از بروز اعوجاج است و طراح یا سرپرست جوشکاری خوب کسی که بتواند احتمال رخداد پیچیدگی در مجموعه جوشی را پیش از جوشکاری حدس شده و تمهیدات لازم به منظور جلوگیری از آنها را ارائه یا پیاده سازی نماید.

راهکارهای جهت مقابله با اعوجاج حاصل از جوشکاری

• انتخاب ابعادی بزرگتر از ابعاد نهایی مجموعه مورد نظر، تنش گیری و اصلاح ابعادی با روش های متداول مانند ماشین کاری، حرارت دهی موضعی و … پس از فرایند جوشکاری.
• کاهش حجم جوشکاری، که می تواند در قالب کاهش تعداد خطوط جوش، کاهش اندازه جوش ها و یا استفاده از جوشکاری متناوب به جای جوشکاری پیوسته انجام گیرد. همچنین کاهش ضخامت قطعات کار می تواند به کاهش حجم جوش مورد نیاز جهت اتصال آنها منجر گردد. امری که می بایست به هنگام طراحی سازه جوشی صورت گیرد.
• کاهش حرارت ورودی به قطعه که اغلب با کاربری الکترود و یا سیم جوش نازک تر و نیز استفاده از فرایندهایی با سرعت جوشکاری بالاتر و یا ارتقای سطح اتوماسیون جوشکاری از دستی به نیمه خودکار | Semi-Automatic و خودکار | Automatic انجام می شود.
• استفاده از جوشکاری دو طرفه به جای جوش های یک طرفه و کاربرد توالی جوشکاری مناسب به طوری که توزیع حرارت در موضع جوشکاری به شکل متعادل انجام گیرد.
• استفاده از قید و بست | Jig and Fixture و نگهدارنده ها به منظور مقید نمودن قطعات دخیل در اتصال و مهار انقباض های ناخواسته آنها. گاهی طرح مجموعه جوشی به صورتی است که موجب افزایش سطح قیود جوشکاری می گردد که از جمله آنها می توان به استفاده از تقویت کننده ها و مهارکننده ها در طرح اشاره نمود، در این حالت ضروری است تا مجموعه جوشی پیش از جوشکاری کامل، توسط خال جوش هایی به صورت کامل مونتاژ گردد، به این ترتیب طرح سازه می تواند مانند قید عمل نموده و از پیچیدگی چشمگیر مجموعه جوشی جلوگیری نماید. لازم به ذکر است که افزایش سطح قیود، به افزایش میزان تنش های پسماند جوشکاری توسعه یافته در اتصال جوشی منجر می گردد که می بایست برای آن نیز تمهیداتی اندیشید.
• سازه هایی از جنس فلزاتی با ضریب انبساط حرارتی بیشتر، اغلب اعوجاج و پیچیدگی بیشتری را تجربه می نمایند و این موضوعی است که می بایست مورد توجه مهندسان طراح قرار داشته باشد.

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