مقالات
ترک‌خوردگی جوش: دلایل و راه‌های پیشگیری
دسامبر
ترک‌خوردگی جوش: دلایل و راه‌های پیشگیری
در این مقاله از ولکانو به بررسی ترک خوردگی جوش میپردازیم. ترک‌خوردگی جوش یکی از مشکلات رایج در فرآیند جوشکاری است که می‌تواند استحکام و دوام سازه‌های فلزی را به شدت کاهش دهد. این مشکل نه تنها کیفیت جوش را تحت تأثیر قرار می‌دهد، بلکه ممکن است به بروز خرابی‌های جدی در سازه‌ها منجر شود. در این مقاله، دلایل اصلی ترک‌خوردگی جوش و روش‌های پیشگیری از آن را بررسی می‌کنیم.
شما میتوانید انواع دستگاه های جوش را از فروشگاه ولکانو خریداری کنید.
ترک‌خوردگی جوش: دلایل و راه‌های پیشگیری
1. استرس‌های حرارتی (تنش‌های داخلی)
استرس‌های حرارتی ناشی از انبساط و انقباض فلز در اثر تغییرات دما، یکی از عوامل اصلی ترک‌خوردگی جوش است. در فرآیند جوشکاری، فلز به دلیل حرارت بالا انبساط یافته و سپس با سرد شدن منقبض می‌شود. این تغییرات ناگهانی دما به خصوص در فلزاتی با انعطاف‌پذیری پایین می‌تواند تنش‌های شدیدی ایجاد کند و منجر به ترک شود.
2. سرعت خنک‌شدن نامناسب
سرعت خنک‌شدن بالا می‌تواند باعث ایجاد ساختارهای شکننده در فلز شود. عواملی مانند:
- شرایط محیطی (دمای پایین یا وزش باد)
- تکنیک‌های نادرست جوشکاری
می‌توانند سرعت خنک‌شدن را افزایش دهند و احتمال ترک‌خوردگی را بیشتر کنند.
3. استرس‌های باقی‌مانده
تنش‌های باقی‌مانده پس از جوشکاری معمولاً ناشی از انقباض و انبساط غیریکنواخت فلز است. این تنش‌ها ممکن است به مرور زمان ترک‌های ریزی ایجاد کنند که در نهایت گسترش می‌یابند.
4. مواد ناسازگار
استفاده از مواد پایه یا مواد پرکننده ناسازگار، یکی دیگر از دلایل شایع ترک‌خوردگی است. اگر فلز پایه و ماده پرکننده از نظر انبساط حرارتی یا ویژگی‌های مکانیکی متفاوت باشند، استرس‌های شدیدی در محل جوش ایجاد می‌شود که می‌تواند به ترک‌خوردگی منجر شود.
5. آلاینده‌ها در جوش
آلودگی‌هایی نظیر روغن، زنگ، رطوبت یا گرد و غبار روی سطح فلز می‌توانند کیفیت جوش را کاهش داده و باعث بروز ترک شوند. این آلاینده‌ها معمولاً منجر به ایجاد حفره و ضعف در ساختار جوش می‌شوند.
6. تنظیمات نامناسب حرارت
ورودی حرارت بیش از حد یا ناکافی در فرآیند جوشکاری می‌تواند مشکلاتی ایجاد کند:
- حرارت بیش از حد: منجر به تشکیل ساختارهای شکننده در فلز می‌شود.
- حرارت کم: ممکن است جوش ناقص ایجاد شده و نقاط ضعیف‌تری در ساختار فلز شکل بگیرند.
7. تکنیک نادرست جوشکاری
روش‌های اشتباه جوشکاری مانند زاویه نادرست الکترود، سرعت جوشکاری بالا یا پایین و استفاده نادرست از ماده پرکننده، می‌توانند عیوبی نظیر بریدگی، حفره و ترک در جوش ایجاد کنند.
8. محتوای کربن بالا
فلزاتی با محتوای کربن بالا، به دلیل تشکیل ساختارهای سخت و شکننده، بیشتر مستعد ترک‌خوردگی هستند. به همین دلیل کنترل میزان کربن در مواد جوشکاری بسیار مهم است.
9. تمرکز استرس در نواحی خاص
طراحی نامناسب جوش مانند وجود گوشه‌های تیز یا شیارهای غیرضروری می‌تواند باعث تمرکز تنش در این نقاط و در نهایت ترک‌خوردگی شود.
10. وضعیت جوشکاری
جوشکاری در موقعیت‌های دشوار مانند بالای سر یا عمودی، کنترل حوضچه جوش را سخت‌تر می‌کند و ممکن است به خنک‌شدن سریع یا عیوب دیگر منجر شود.
راه‌های پیشگیری از ترک‌خوردگی جوش
1. انتخاب مواد مناسب
- استفاده از فلزات و مواد پرکننده‌ای که خواص مکانیکی و حرارتی مشابهی دارند.
- کنترل دقیق محتوای کربن در فلزات.
2. کنترل سرعت خنک‌شدن
- خنک‌سازی تدریجی و کنترل‌شده با استفاده از ابزارهای مناسب.
- جلوگیری از تماس مستقیم حوضچه جوش با باد یا شرایط سرد محیطی.
3. تنظیم دقیق حرارت
- تنظیم صحیح دمای ورودی در فرآیند جوشکاری.
- استفاده از تکنیک‌های پیش‌گرم یا پس‌گرم برای کاهش استرس‌های حرارتی.
4. تمیزکاری سطح فلز
- تمیز کردن سطح فلز از هرگونه روغن، زنگ، گرد و غبار یا رطوبت قبل از شروع جوشکاری.
5. رعایت تکنیک‌های صحیح جوشکاری
- انتخاب زاویه مناسب برای الکترود.
- استفاده از سرعت و شدت جریان مناسب.
- جلوگیری از ایجاد بریدگی‌ها و حفره‌ها در محل جوش.
6. طراحی مناسب جوش
- کاهش تمرکز استرس با حذف گوشه‌های تیز یا شیارهای اضافی.
- استفاده از طراحی‌هایی که بار مکانیکی را به طور یکنواخت توزیع می‌کنند.
7. آموزش جوشکاران
- ارائه آموزش‌های تخصصی به جوشکاران برای افزایش مهارت و رعایت استانداردهای جوشکاری.
8. استفاده از تجهیزات مناسب
- بهره‌گیری از تجهیزات جوشکاری مدرن و استاندارد برای کنترل بهتر فرآیند.
- استفاده از ابزارهای پایش حرارت و سرعت خنک‌شدن.
نتیجه‌گیری
ترک‌خوردگی جوش یکی از چالش‌های اساسی در جوشکاری است که می‌تواند به دلایل مختلفی از جمله استرس‌های حرارتی، سرعت خنک‌شدن نامناسب، انتخاب مواد ناسازگار یا تکنیک‌های نادرست ایجاد شود. با رعایت اصول و استانداردهای جوشکاری، انتخاب مواد مناسب و استفاده از تجهیزات پیشرفته، می‌توان خطر ترک‌خوردگی را به حداقل رساند و جوش‌هایی با کیفیت بالا ایجاد کرد. این اقدامات نه تنها عمر سازه‌ها را افزایش می‌دهند، بلکه هزینه‌های تعمیر و نگهداری را نیز کاهش می‌دهند.