دانلود فرایند جوشکاری و بازرسی جوش در ساختمان

فرایند جوشکاری و بازرسی جوش در ساختمان

عناوین مورد بحث
اهمیت جوشکاری و بازرسی

فرایندهای جوشکاری

عیوب جوش و پیچیدگی در جوش

بازرسی جوش و معیارهای پذیرش

دستورالعمل جوشکاری ( WPS ) و تایید آن ( PQR )

اهمیت جوشکاری و بازرسی ، مشکلات و تنگناهها در جوشکاری سازه ها
شکست ها اغلب از محل جوش می باشد.

نبود فرهنگ مهندسی جوش( نگرش کارگاهی به جوش )

آشنا نبودن مهندسین سازه به مهندسی جوش و بازرسی ( عدم وجود دروسی در مقاطع مختلف دانشگاهی در این زمینه )

آشنا نبودن یا عدم اطلاع مهندسین از استانداردهای جوش

نبود یا کمبود جوشکاران با صلاحیت ( دارای گواهینامه جوشکاری )

بخش اول
جوشکاری

فرایند های جوشکاری

دستگاههای جوش

مواد مصرفی جوش و انتخاب الکترود

ایمنی در جوشکاری

فرایندهای جوشکاری
جوش قوس الکتریکی با الکترود روکشدار (SMAW)

جوش قوس الکتریکی تحت حفاظت گاز (GMAW)

جوش قوس الکتریکی با الکترود توپودری (FCAW)

جوش قوس الکتریکی زیر پودری (SAW)

جوش قوس الکتریکی با الکترود روکشدار Shielded Metal Arc Welding ( SMAW )

دستگاههای جوش
ترانسفورماتور

رکتیفایر ( یکسوکننده)

دینام

موتورجوش
موتور جوش دیزلی
موتور جوش بنزینی

مزایای دستگاه جوشکاری جریان مستقیم
خطر کار با جریان مستقیم کمتر است.

انتخاب قطب آزاد بوده و میتوان الکترود را به قطب مثبت یامنفی وصل کرده وبا جریان مستقیم امکان تقسیم حرارت بصورت مفیدتری وجود دارد.

پایداری و ثبات قوس بیشتر است .

مزایای دستگاه جوشکاری جریان متناوب
هزینه نگهداری دستگاه کمتراست .

سرمایه اولیه تهیه وسایل ودستگاههای آن کمتراست .

هزینه مصرف برق کمتراست .

انحراف قوس درجوشکاری وجود ندارد.

DCEP : جریان مستقیم الکترود مثبت

DCEN : جریان مستقیم الکترود منفی

DCRP: جریان مستقیم قطب معکوس

DCSP : جریان مستقیم قطب مستقیم

DCEP = DCRP 2/3 حرارت در الکترود ، 1/3 حرارت در قطعه

DCEN = DCSP 1/3 حرارت در الکترود ، 2/3 حرارت در قطعه

در جریان متناوب ( AC) حرارت در قطعه و الکترود بصورت یکسان توزیع می شود

الکترودها ی جـــوشکاری بــــا قوس الـــــکتریکی از دو قسمت تشکیل شده اند:
مفتول

روکش

وظایف مفتول
هدایت جریان الکتریکی

تامین فلزپرکننده درزجوش

وظایف روکش
تامین بعضی ازعناصرآلیاژی درجوش

تامین و ایجاد پایداری قوس

ایجاد یک محیط عایق در اطراف حوضچه مذاب

تامین یک سرباره پوششی برای حفاظت ازگرده جوش

ایجاد گاز محافظ هنگام جوشکاری

تقسیم بندی الکترودها
بر اساس نوع پوشش الکترود

بر اساس جنس مفتول الکترود

بر اساس ضخامت پوشش

پوشش
الکترودهای باپوشش بازی یا قلیایی

الکترودهای با پوشش روتیلی

الکترودهای با پوشش سلولزی

جنس مفتول
الکترودهای با مفتول فولاد نرم ( معمولی )

الکترودهای با مفتول فولادهای زنگ نزن

الکترودهای با مفتول نیکلی

الکترودها ی با مفتول آلومینیمی

ضخامت پوشش
الکترودها با پوشش نازک

الکترودها با پوشش متوسط

الکترودها باپوشش ضخیم

الکترودها با پوشش خیلی ضخیم

مفاهیم مربوط به خواص مکانیکی جوش
استحکام کششی برحسب PSI یا (N/mm2)

نقطه تسلیم برحسب PSI یا (N/mm2)

درصد ازدیاد طول نسبی

مقاومت به ضربه (میزان چقرمگی ) یا تافنس ( Toughness)

طبقه بندی( نام گذاری ) الکترودها بر اساس استاندارد AWS

طبقه بندی ( نام گذاری ) الکترودها براساس استاندارد AWS
مثال : E7018
E : Electrode

70 : حد اقل استحکام کششی نهایی جوش برحسب KSI

1 : حالات جوشکاری
1 : تمام حالات جوشکاری ( تخت ، افقی ، عمودی، سقفی )
* در الکترودهای قلیایی 1 حالت عمودی سرازیر را شامل نمی شود .

2 : تخت و افقی

3 : تخت

4 : تمام حالات بجز عمودی سربالا
8 : پودر آهن – کم هیدروژن – جریان DCEP یا AC

اطلاعات درمورد آنالیز شیمیایی
کربن
گوگرد
فسفر
منگنز
سیلیسیم
کروم
نیکل
مولیبدن

مشخصات وکاربرد الکترودها
الکترود E6013

الکترود E6010

الکترود E7024

الکترود E7018

خواص و کاربرد الکترودها ی مصرفی در جوشکاری ساختمان
روتیلی
استحکام معمولی
تافنس خوب
استحکام معمولی تافنس پایین
در فولادهای معمولی
St 37
جوشکاری در همه حالات

E 6010

سلولزی
در مواردی که نفوذ مطرح است ( پاس اول )
جوشکاری در همه حالات
E 7018
قلیایی
( کم هیدروژن )
استحکام بالاتر تافنس بالا
ا
فولاد با استحکام بالاتر
، قطعه ضخیمSt 52
در همه حالات بجز سرازیر
E 7024
روتیلی
استحکام بالاتر تافنس پایین
دارای درصد پرکنندگی بالا
فقط در حالت افقی و تخت
E 6013

جوش قوس الکتریکی تحت حفاظت گاز Gas Metal Arc Welding ( GMAW ) MIG : Metal Inert Gas Arc Welding MAG : Metal Active Gas Arc Welding

مزایای روش جوشکاری با گاز محافظ ( GMAW )
راندمان جوشکاری بالاتر است .
جوشکاری بصورت اتوماتیک قابل انجام است .
به علت عدم وجود گل جوش ، عیب حبس سرباره را نخواهیم داشت .
برای جوشکاری ورقهای نازک مناسب است .
جوشکاری میتواند بصورت ممتد صورت گیرد ، لذا کیفیت جوش بالاتر خواهد بود .

معایب روش جوشکاری با گاز محافظ ( GMAW )
جوشکاری اغلب در محیط های بسته قابل انجام است .
امکان جوشکاری در فواصل دور از دستگاه جوش وجود ندارد .
هزینه تجهیزات بالاتر است .
برای ورق های خیلی ضخیم مناسب نمی باشد .

جوش الکتریکی با الکترود توپودری Flux Cored Arc Welding (FCAW )

مزایای روش جوشکاری توپودری نسبت به GMAW
نفوذ جوش بالاتر است .

سطح جوش منظم تر و صافتر است .

به علت وجود گل جوش ، سرد شدن جوش آرامتر صورت می گیرد .

برای ورقهای ضخیمتر مناسب است .

جوش قوس الکتریکی زیرپودری Submerged Arc Welding (SAW )

مزایای روش جوشکاری زیر پودری :
راندمان جوشکاری بسیار بالاست .

جوش از کیفیت یکنواختر و بالاتری برخوردار است .

جوشکاری بصورت ممتد قابل انجام است ، لذا کیفیت جوش بهتر است .

چون جوشکاری بصورت اتوماتیک انجام می شود لذا کیفیت جوش بالاتر خواهد بود ( به دلیل حذف خطای جوشکار )

ظاهر سطح جوش بهتر است .

میزان نفوذ جوش بالاست .
اشعه قوس رویت نمی شود .

دود جوشکاری کم است .

معایب روش جوشکاری زیر پودری :
برای ورق های نازک مناسب نمی باشد .

جوشکاری فقط در حالت تخت و افقی (گوشه) قابل انجام است .

هزینه تجهیزات بالاتر است .

محل درز اتصال در حین جوشکاری قابل کنترل نیست.

عوامل موثر در انتخاب الکترود و روش جوشکاری :
جنس و استحکام فلز مبنا
خواص مکانیکی و شیمیایی مورد انتظار از جوش
ضخامت قطعه
وضعیت جوشکاری
وجود محیط خورنده ( بویژه خوردگی اتمسفری )
نوع درز یا شیار( بویژه نفوذی بودن جوش )
راندمان جوشکاری
دمای کاری
هزینه

ایمنی در جوشکاری
ماسک جوشکاری با لنز تیره
دستکش ساق بلند نسوز
تن پوش چرمی
عینک دور دار
پاپوش چرمی
انبردست

ماسک جوشکاری

اصول حفاظتی در جوشکاری
خطرات ناشی از جوشکاری :
خطر تشعشع شعله
خطر برق زدگی
خطر سوختگی
خطر قلم زنی و پاک کردن سرباره
خطر دود و گازهای زیان آور

عیوب در جوش
پیچیدگی در جوش

معرفی عیوب اساسی جوش

علل پیدایش و روشهای رفع عیوب

پیچیدگی در جوش و روشهای کنترل آن

عیوب اصلی
روی هم افتادگی Overlap
سوختگی یا بریدگی کناره جوشUndercut
آخالهای سربارهSlag Inclusion
ذوب ناقص(L.O.F) Lack of fusion
تخلخل Porosity
همراستا نبودن اتصالJoint Misalignment
نفوذ ناقص(L.O.P) Lack of penetration
ترک جوشWeld Cracking

روی هم افتادگی ( انباشتگی جوش در کناره ها) ( Over Lap )
علت :
سرعت حرکت کمتر از حالت نرمال یا طبیعی
زاویه نادرست الکترود
استفاده از الکترود با قطر بالا
آمپراژ خیلی کم

برِیدگی کناره ( Under Cut )
علت :
آمپر زیاد
طول قوسی زیاد
حرکت موجی زیاد الکترود
سرعت بسیار زیاد حرکت جوشکاری
زاویه الکترود خیلی به سطح اتصال متمایل بوده است
سرباره با ویسکوزیته زیاد

حبس سرباره ( Slag Inclusion )
علت :
پاک نشدن درست سرباره از پاسهای قبلی
آمپراژ ناکافی
زاویه یا اندازه الکترود نادرست
آماده سازی غلط

ذوب ناقص ( Lack of Fusion = L.O.F )
علت :
استفاده از الکترودهای کوچک برای فولاد ضخیم و سرد
آمپراژهای ناکافی
زاویه الکترود نامناسب
سرعت حرکت بسیار زیاد
سطح کثیف ( پوسته نورد، لکه، روغن و …)

تخلخل ( Porosity )
علت :
سطح فلز پایه آلوده مثل آلودگیهای روغن، غبار، لکه یا زنگار
مرطوب بودن روکش الکترود
محافظت گازی ناکافی قوس
فلزات پایه با مقادیر بالای گوگرد و فسفر

نفوذ ناقص ( Lack of Penetration = L.O.P )
علت :
آمپر بسیار پایین
فاصله ریشه ناکافی
استفاده از الکترود با قطر بالا
سرعت حرکت زیاد

همراستا نبودن اتصال جوش
علت :
مونتاژ نادرست قطعاتی که باید جوش شوند .
خال جوشهای ناکافی که می شکند یا بست نزدن ناکافی که موجب حرکت میشود.

ترکهای جوش ( Weld Cracks )
منظور از ترک، پدیده ای است که در اثر عواملی مانند تشکیل ساختار های متالورژیکی ترد ، انجماد و سرد شدن سریع جوش و تنشهای داخلی (که به علت انقباض جوش میبــاشد) ایجاد میشود .

انواع ترکها :
ترک گرم : ترکی که در حین انجماد جوش و یا بلا فاصله پس از قطع قوس صورت میگیرد .

ترک سرد : ترکی که پس از گذشت مدت زمانی از جوشکاری صورت میگیرد .

عوامل ترک گرم
وجود عناصر ناخالصی نظیر گوگرد ، فسفر و قلع در فلز پایه یا جوش

قطع سریع عملیات جوشکاری

کم بودن سطح مقطع جوش

بالا بودن نسبت ارتفاع به عرض جوش

تقعر بیش از حد در جوش

راه های جلوگیری از ترک گرم
استفاده از فلز پایه یا الکترودی که عناصر ناخالصی کمتری داشته باشند .

پیشگرم کردن به منظور کاهش تنشهای انقباضی

افزایش سطح مقطع جوش

استفاده از گاز محافظ پاکیزه و غیر آلوده در جوشکاری با گاز

تغییر طرح و شکل گرده جوش

عوامل ترک سرد
وجود هیدروژن کافی
منابع هیدروژن :
پوشش الکترود
سطح کیف و آلوده به روغن ،چربی ، رنگ ، ضد زنگ و رطوبت

ایجاد ساختارهای مستعد به ترک

وجود تنش های پسماند

راه های جلوگیری از ترک سرد
استفاده از الکترود مناسب و کم هیدروژن

پیشگرم کردن و پسگرم کردن و کنترل دمای بین پاسی به منظور جلوگیری از تشکیل ساختارهای مستعد به ترک

تمیز کردن سطح مورد جوشکاری از آلودگی ها

ترک به صورت خط مرکزی
دلایل :
ترکی که ناشی از جدایش و تفکیک باشد .
ترکی که مربوط به شکل گرده جوش می باشد .

ترک مرکزی ناشی از جدایش

ترک مرکزی ناشی از شکل گرده جوش

ترک مرکزی ناشی از شرایط سطحی جوش

ترک منطقه متاثر از حرارت( منطقه تفتیده ) Heat Affected Zone ( HAZ )
برای اینکه ترک HAZ رخ دهد باید :
هیدروژن به مقدار کافی وجود داشته باشد .
عناصری مانند کربن که باعث تشکیل ساختارهای مستعد به ترک میشوند به مقدار کافی موجود باشد .
باید به حد کافی تنشهای داخلی یا پسماند وجود داشته باشد .
وسیع شدن ناحیه HAZ و رشد دانه ها در این ناحیه

سرعت سرد شدن تعیین کننده خواص منطقه متاثر از جوش میباشد. عواملی که درگسترش ترکهای این منطقه موثرند بصورت زیرمِیباشند:
سرعت انجماد بالا
سختی پذیری بالای فولاد

سرعتهای بالای انجماد بوسیله عوامل زیر تقویت می شوند :
گرمای ورودی پایین فرایند جوشکاری
ضخامتهای بالای فلز پایه
دمای پایین فلز پایه

مقادیر سختی پذیری بالا از عوامل زیر ناشی می شوند :
مقادیر کربن بالا
عناصر آلیاژی

ترک عرضی

مواردی که باید به آنها توجه شود :
ترتیب جوشکاری
پیشگرم
دمای بین پاسی
عملیات حرارتی پس از جوش
طراحی اتصال
روشهای جوشکاری
مواد پرکننده

پیچیدگی ( Distortion)
علل اعوجاج هنگامی که فلز تحت بار، کرنش میکند و تغییر شکل میدهد :

تحت بارگذارهای ضعیف فلزات بصورت الاستیک باقی میمانند .

تحت بار خیلی زیاد، فلزات تا حدی تحــت تنش قرار میگیرند که دیگر به شکل اول خود باز نمیگردند یا شکل نمیگیرند و این نقطه , نقطه تسلیم نامیده میشود .

فلزات با حرارت دیدن انبساط می یابند و وقتی سرد می شوند منقبض میــــشوند . فلزات درحین جوشکاری گرم و سرد می شوند که موجب تنشهای بالای ناگــهانی و اعوجاج می شود.

انواع پیچیدگی
زاویه ای

طولی

عرضی

کنترل پیچیدگی میتواند در سه مرحله انجام شود:

قبل از جوشکاری

حین جوشکاری

بعد از جوشکاری

کنترل پیچیدگی قبل از جوشکاری توسط روشهای زیر انجام می شود :

خال جوش زدن

گیره، بست و نگهدارنده

پِیشگرم کامل و سرتاسری

مونتاژ اولیه مناسب

کنترل پیچیدگی حین جوشکاری
جوشکاری گام به عقب

جوشکاری زنجیری منقطع

جوشکاری متباعد منقطع

جوشکاری متقارن

استفاده از حداقل حجم جوش

کنترل اعواج پس از جوشکاری :
سرد کردن آرام

صافکاری شعله ای ( حرارت دهی معکوس)

تنش زدایی

صافکاری مکانیکی

تنش زدایی :

حرارت دهی یکنواخت قطعـــات جوش شده تا دمایی زیردمای بحرانی است که با ســــــرد کردن آرام دنبـال می شود . این پروسه نقطه تسلیم فلز را کاهش می دهد لذا تنشهای باقی مانده در قطعه آزاد می شوند .

صافکاری مکانیکی شامل :
پرس کاری
چکش کاری

اصول طراحی و عملی ذیل می تواند در کنترل پیچیدگی موثر باشد :
حتی الامکان حذف یا کاهش جوشکاری
پرهیز از ایجاد جوش زیاد
استفاده از جوشکاری منقطع به جای جوشکاری پیوسته
انجام جوشکاری حتی الامکان نزدیک به محور خنثی
استفاده از اتصال X بجای V ویا استفاده ازاتصال U
استقاده از جوشکاری متقارن
کم کردن تعداد پاسها ( برای پیچیدگی زاویه ای)
استفاده از جوشکاری گام به عقب
پیش خمش و ایجاد زاویه معکوس در اتصال برای جلوگیری از انقباض
استفاده از گیره ، نگهدارنده و بست
کم کردن حرارت ورودی
چکش کاری

بازرسی جوش در سازه های فلزی
مطابق با استاندارد AWS D1.1 – 2002
( Structural Welding Code – Steel )

ضرورت بازرسی در جوش

خصوصیات و وظایف بازرس جوش

بازرسی قبل از جوشکاری

بازرسی حین جوشکاری

بازرسی بعد از جوشکاری

ضرورت بازرسی

خصوصیات بازرس
بازرس جوش بایستی با نقشه هـای مهندسی آشنایی کامل داشته و از روی علائم جوش، محل اتـــصالات جوش و نوع جوش را شناسایی کند.

با استانداردهای جوش سازه های فلزی آشنایی کافی داشته باشد.

از فرآیندهـای جوشکاری و مواد مصرفی جـــــــوش اطلاعات کافی داشته باشد.

با آزمایشات مخرب وغیر مخرب آشنایی داشته باشد.

توانایی آزمایش تائید صلاحیت جوشکار را داشته باشد.

اطلاعات کافی از متالورژی جوش داشته باشد تا در هنگام ضرورت قادر به تجزیه و تحلیل مسائل مهندسی باشد.

درجوش تجربه داشته باشد و عیوب جوش را بشناسد و روشهای پیشگیری یا رفع آنها را بدانند.

روشهای بازرسی جوش را آموخته و تجربه کافی در این زمینه داشته باشند.
گزارشات کنترل کیفیت را در مراحل مختلف ساخت ، تهیه و ثبت نمایند.

مراحل بازرسی جوش

بازرسی قبل از جوشکاری

بازرسی حین جوشکاری

بازرسی بعد از جوشکاری

بازرسی قبل از جوشکاری
اطلاع از کیفیت مورد نظر کار و میزان حساسیت سازه
مطالعه دقیق نقشه ها و مشخصات فنی
مطالعه استانداردهای مربوطه
اطمینان از مناسب بودن شرایط کاری و محیطی برای جوشکاری :
دمای محیط کار بالاتر از 18- درجه سانتی گراد باشد.
دمای ورق بالاتر از صفر درجه سانتی گراد باشد.
محل جوشکاری در معرض وزش باد و طوفان نباشد.
محل جوشکاری در معرض ریزش باران و برف نباشد.
موقعیت استقرار جوشکار مناسب و مساعد جوشکاری باشد.

مطالعه دستورالعمل جوش (WPS)
شناسایی فلز پایه (ورق)
بازرسی مواد مصرفی جوشکاری
آزمون جوشکاران و اپراتورها
بازرسی تجهیزات جوشکاری
بازرسی طرح اتصال
بازرسی در بکارگیری قید و بندها و خال جوش دادنها

بازرسی قطعات متصل شونده و درزهای جوشکاری

بازرسی محلهای جوش و ســــطوح مجاور به منـــــظور اطمینان از تمیزی و عدم آلودگی با موادی که اثرات زیانبخش بـــر جوش دارند

بازرسی سطوح برشکاری شده یا شیارزده با شعله، از نــظر پوسته، ترک و غیره

بازرسی ترتیب و تـــوالی جوشکاری، بمنـــظور کنترل پیچیدگی ناشی از جوشکاری

بازرسی نحوه استفاده مواد مصرفی جوشــــکاری از نظر دارا بودن شرایط مطلوب وگرم و خشــــــک کردن الکترودهای روپوش قلیائی طبق دستور العمل های مصوبه
بازرسی موقع جوشکاری

بررسی وضعیت جوشکاران و اپراتورهای جـــوشکاری از نظر داشتن مهارت و قبولی در آزمون مربوطه

بازرسی پیشگرم کردن و حفظ درجه حرارت بین پـاسی در صورت لزوم
در جوشکاری ورقــــــها با ضخامت بزرگتر از 25 میلیمتر که تحت بارهای دیـــنامیکی قرار دارند، فقط باید از الکترودهای کم هیدروژن استفاده نمود.
هرقدر گــــیرداری قطعه مورد جوش بیشتر باشد، دمــــای پیش گرمایش باید افزایش یابد.
حداکثر دمــــای پیشگرم و بین پاسی برای ورقهای با ضخـــامت کمتر از 40 مــــیلیمتر 200 درجه سانتی گراد و بــالاتر از این ضخامت 230 درجه سانتی گراد می باشد.

اگر دمای ورق زیر صفر درجه سانتی گراد برسد بایستی تا 20 درجه سانتی گراد ورق را گرم نمود.

تمیزکاری بین پاسی جوش ها

کنترل آمــــپراژ دستگاه جوش متـــناسب با نوع الـــــکترود مصرفی و نیز نوع پلاریته

بازرسی بعد از جوشکاری
بازرسی سطح ظاهری جوشها

مــــــعیارهای پذیرش عـیوب در بازرسی چشمی مطابق استاندارد AWS D1.1 ویرایش 2002 :
کیفیت جوش تحت بار استاتیکی :
جوش ترک نداشته باشد .
ذوب کامل بین فلز جوش و فلز مبنا با جوش و بین لایه های جوش حاصل شده باشد.
همه چاله جوشها پر شده باشند مگر در جوشهای منقطع که اگر چاله جوش خارج از طول موثر جوش باشد نیازی به پر کردن آن نیست .
بریدگی کنار جوش طبق این شرایط قابل قبول است :

در ضخامت های کمتر از 25 میلیمتر ، عمق بریدگی نباید بیشتر از 1 میلیمتر باشد . در هر 300 میلی متر طول جوش ، 50 میلیمتر آن میتواند تا عمق 2 میلیمتر بریدگی داشته باشد .
در ضخامتهای بالای 25 میلیمتر ، حداکثر مجاز عمق بریدگی کناره جوش برای هر طول جوش 2 میلیمتر است .

اندازه جوش گوشه ( ساق جوش ) در جوشهای پیوسته می تواند کمتر از اندازه واقعی مطابق جدول زیر باشد.

در همه حالات فوق قسمتی که اندازه جوش آن کمتر از اندازه واقعی اســــت نبایستی بیش از 10 درصد طــــول جــــوش باشد. ضمنا در اتصال جان به بال تیر ورقها در دو طرف انتهای تیـــــر ورقها تا دو برابر پهنای بال هیچگونه کــــاهش ساق جوش مجاز نیست .

در جوشهای شیاری با نفوذ کامل اتصالات لب به لب عمــــود بر جهت تنشهای کششی نباید حفره های استوانه ای شکل وجــــــود داشته باشد. برای جوشهای شیاری دیگر و برای جوشهای گوشه نیز مجموع حفره های قابل رویت 1 میلیمتر یــــا بزرگتر نباید از 10 میلی متر در هر 25 میلی متر از طول جوش تجاوز کند . و همینطور در هر 300 میلی مترطول جوش از 20 میلیمتر بــیشتر نشود .

کیفیت جوش تحت بار دینامیکی :
جوش ترک نداشته باشد .
ذوب کامل بین فلز جوش و فلز مبنا با جوش و بین لایه های جوش حاصل شده باشد.
همه چاله جوشها پر شده باشند مگر در جوشهای منقطع که اگر چاله جوش خارج از طول موثر جوش باشد نیازی به پر کردن آن نیست .
در اعضای اصلی ، عمق بریدگی کنار جوش در هنگامی که جهت نیروهای کششی عمود بر امتداد بریدگی باشد نبـــــاید از 25/. میلی متر تجاوز کند(در هر شرایط بارگذاری) . برای سایر موارد ، عمق بریدگی تا 1 میلی متر مجاز است .

در هر 100 میلی متر از طول جوش گوشه نباید بیش از یک حفره استوانه ای وجود داشته باشد و حد اکثر قطر آن نباید از 5/2 میلی متر تجاوز کند .
استثناء : برای جوشهای گوشه ای که برای تقویت جان بکار میروند جمع قطر حفره های استوانه ای نباید از 10 میلیمتر در هر 25 میلی متر طول جوش و از 20 میلی متر برای هر 300 میلی متر طول جوش تجاوز نماید .

اندازه جوش گوشه در جوشهای پیوسته می تواند کمتر از اندازه واقعی مطابق جدول زیر باشد.

در همه حالات فوق ، قسمتی که اندازه جوش آن کمتر از اندازه واقعی اســــت نبایستی بیش از 10 درصد طــــول جــــوش باشد. ضمنا در اتصال جان به بال تیر ورقها در دو طرف انتهای تیــــر ورق تا دو برابر پهنای بال هیچگونه کــــاهش ساق جوش مجاز نیست .

در جوشهای شیاری با نفوذ کامل اتصالات لب به لب عمــــود بر جهت تنشهای کششی محاسبه شده نباید هیچ حفره استوانه ای شکل وجــــــود داشته باشد. برای جوشهای شیاری دیگر نیز در هر 100 میلیمتر طول جوش نباید حفره ای با قطر بیش از 5/2 میلیمتر وجود داشته باشد .

بازرسی بعد و اندازه جوش

جوش گوشه

جوش انگشتانه و کام
حد اقل قطر سوراخ جوش انگشتانه نباید کمتر از ضخامت ورق بعلاوه 8 میلیمتر باشد . حداکثر قطر مساوی حداقل قطر بعلاوه 3 میلیمتر است .
حداقل فاصله مرکز به مرکز سوراخهای جوش انگشتانه 4 برابر قطر سوراخ میباشد .
طول شکاف جوش کام نباید بیش از 10 برابر ضخامت ورقی باشد که در آن ایجاد میشود . عرض شکاف نباید کمتر از ضخامت ورق بعلاوه 8 میلیمتر باشد .حد اکٍثر عرض مساوی ، حداقل عرض بعلاوه 3 مِیلیمتر است .
حداقل فاصله محور به محور شکافها در امتداد عرضی ، چهار برابر عرض شکاف و حداقل فاصله مرکز به مرکز شکافها در امتداد طولی ، مساوی دو برابر طول شکاف است .
انتهای شکاف باید بصورت نیم دایره و یا در صورت گوشه دار بودن دارای گردی با شعاع حداقل ضخامت ورق باشد .
درصورتیکه ضخامت ورق مساوی و یا کوچکتر از 16 میلیمتر باشد تمام سوراخ و یا شکاف باید پر شود . درصورتیکه ضخامت ورق بزرگتر از 16 میلیمتر باشد ضخامت جوش مساوی نصف ضخامت ورق و یا 16 میلیمتر ( هر کدام که بزرگتر است ) می باشد .

بازرسی پیچیدگی و تغییر شکلهای ناشی از جوشکاری

بازرسی عملیات پسگرم کردن و تنش زدایی

شماره مشخص کننده انواع درز
شیار لاله ای
شیار لاله ای دو طرفه
شیار نیم لاله ای
شیار نیم لاله ای دو طرفه
شیار پیشانی
بدون پخ
شیار جناغی یک طرفه
شیار جناغی دو طرفه
شیار نیم جناغی
شیار نیم جناغی دوطرفه

علائم اختصاری فرآیندهای جوشکاری
SMAW – جوشکاری قوس الکتریکی دستی با الکترود

S – جوشکاری زیر پودری( SAW )

G– جوشکاری گازی فلزی( GMAW )

F – جوشکاری توپودری( FCAW )

علائم اختصاری فلز پایه و نوع نفوذ
P – جوش با نفوذ ناقص ( PJP)

L – ضخامت ورق محدود در نفوذ کامل ( CJP )

U– ضخامت ورق نا محدود در نفوذ کامل

علائم اختصاری وضعیت های جوشکاری
F – تخت

V – قائم

ALL – تمام وضعیت ها

H – افقی

OH – سقفی

علائم اختصاری تذکرات فنی
1 : برای جوش گاز با مدار کوتاه پیش پذیرفته نیست

2 : جوشکاری باید از یک طرف درز انجام شود.

3 :در بارگذاری های دینامیکی جوشکاری محدود به حالت افقی می باشد

4 : قبل از جوشکاری طرف دیگر ، پشت جوش تا رسیدن به فلز سالم برداشته شود

5 : جزئیات طرح اتصال SMAW می تواند برای روشهای GMAW ( بجز GMAW –S)و FCAW مورد استفاده قرار گیرد .

6 : حداقل اندازه گلوگاه موثر در آیین نامه

7 : اگر از جوش گوشه برای تقویت جوش شیاری در اتصالات سپری یا کنج استفاده می شود باید اندازه آن یک چهارمT1 در نظر گرفته شود ولی از 10 میلیمتر بیشتر نباشد.

8: جوش های شیاری دوطرفه می توانند عمق های نامساوی داشته باشند ولی در هیچ حالت نباید عمق شکاف از یک چهارم ضـــخامت قطعه نازکتر، کمتر باشد.
: 9
10 : زاویه دو قطعه می تواند بین 135 درجه تا 180 درجه تغــــییر یابد . زاویه بین قطعات اتصال کنج می تواند از 45 تا 135 درجه و اتصال سپری از 45 تا 90 درجــــــه تغییریابد .

11 :
12 : اندازه گلوی موثر براساس جوشـهایی که سطح آنها مسطح است تعیین می شود.

آزمایشات غیر مخرب Nondestructive Tests

1- عیوب سطحی
آزمایش مایعات نافذ ( Penetrant Test = PT )
آزمایش ذرات مغناطیسی( Magnetic Particle Test =MT )

2- عیوب داخلی
آزمایش فراصوتی ( Ultrasonic Test = UT )
آزمایش پرتونگاری ( Radiography Test = RT )

آزمایش مایعات نافذ ( PT )

مراحل انجام آزمایش

1- پاک کردن گل جوش

2- تمیز کردن جوش با اسپری ( بی رنگ ) ( Cleaner )

3- پاک کردن سطح جوش با دستمال تمیز

4- استفاده از اسپری نفوذ کننده ( قرمز رنگ ) ( Penetrant )

5- تمیز کردن سطح جوش با دستمال تمیز ( پس از گذشت حدود 10 دقیقه )

6- استفاده از اسپری آشکار ساز ( سفید رنگ ) ( Developer )

درصد انجام آزمایشات غیر مخرب
1- بازرسی چشمی جوشها : 100 درصد

2- کلیه جوشهای با نفوذ کامل که تحت بارهای دینامیکی قرارمیگیرند باید بوسیله رادیوگرافی یا اولتراسونیک آزمایش شوند .

3- سایر جوشهای با نفوذ کامل بایستی بوسیله رادیوگرافی یا التراسونیک بصورت اتفاقی حد اقل به میزان 20 درصد آزمایش شوند .

4- جوش های با نفوذ نسبی به لحاظ کنترل میزان نفوذ جوش و کیفیت جوش بصورت اتفاقی تا 10 درصد آزمایش التراسونیک شوند .

5- جوش های گوشه به لحاظ کنترل عیوب سطحی و زیر سطحی جوش بصورت اتفاقی تا میزان 20 درصد توسط ذرات مغناطیسی و یا مایعات نافذ آزمایش میشوند .

* در صورت مشاهده عیوب بالاتر از میزان 5 درصد ، میزان آزمایشات افزایش یافته تا حدی که اطمینان لازم برای بازرس حاصل شود .

دستور العمل جوشکاری
Welding Procedure Specification

دستورالعمل جوشکاری ((WPS

تشریح یک نمونه از فرم WPS
بند یک : در این قسمت شماره شناسایی WPS ، تــاریخ تنظیم، شماره و تاریخ بازبینی، تایید کننده، نام شرکت و شماره گزارش ارزیابی درج میگردد.
بند دو: در اِین بخش روش یا روشهای جوشــــکاری مورد اســــــتفاده در ایجاد اتصال ذکر می شود که می تواند بصورت دستی، نــیمه اتوماتیک و یا ماشینی باشد .
بند سه : دراین بخش طرح اتصال ارایه می گردد. ایـن مشخصات موارد زیر را شامل می شود :
نوع درز: می تواند شیاری (Groove) و یا گوشه (Fillet) باشد.
پشت بند : در صورت نیاز به استفاده از پشت بند باید جنس وابعاد پشت بند مشخص شود . جنس پشت بند معمولا تسمه های فولادی ساده کربنی، ورقه های مسی و یا سرامیک است.
شیار زنی : در صورتیکه شیارزنی مورد نیاز باشد، بایســـــــتی روش شیارزنی قید گردد. برداشتن پشت جوش می تواند توسط سنگ زنی و یا گوجینگ انجام شود .

بند چهارم : در این قسمت مشخصات فـــــلز پایه (Base Metal) از قبیل جنـــــــس فلز پایه ، ضخامت فلز پایه و قطر آن درج میشـــــود. در صورتیکه جوش شیاری و یا گوشه، ضخامت قطعاتی که به هم متصل می شوند یکسان نباشند بایستی ضخامت هر دو قطعه مشخص گردد .
بند پنجم : در این بخش مشخصات فلز پــر کننده (Filler Metal) مطابق جدول 4-2 (A) ذکر می شود، ضمناً این مشخصات موارد زیر را شامل میشود :
در صورتیکه از الکترود دستی برای جوشکاری استفاده میشود باید نوع الکترود و قطر و نوع روکش آن مشخص شود.
برای جوشکاری با گاز مـــــــــحافظ (GMAW) باید نوع سیم ، قطرآن ، نوع ترکیب گاز محافظ و دبی گاز محافظ مشخص گردد .
برای جوشکاری بــــه روش زیرپودری (SAW)، باید نوع پــــــودر، نوع سیم و قطرآن مشخص شود.
در صورتیکه نیاز به خــــــشک کردن الکترود و یا پودر قبل از جـــوشکاری می باشد باید دما و زمان خشک کردن قید گردد.
در صورتیکه برای پر کردن درز اتصـــــــال از چند نوع الکترود و یــــــا چند نوع روش جوشکاری استفاده می شود بایستی در این قسمت مشخص گردد.

بند ششم : دراین قسمت وضعیت یا حالت جوشکاری (Welding Position) مشخص می شود . این وضعیتها برای جوش شیاری ورقهای 1G،2G،3G،4G و برای جوش گوشه ورقها 1F،2F،3F و4F می باشد.
بند هفتم : در ایـــن بند تکنیک جوشـــــــکاری که می تواند بــــــصورت زنجیری (Stringer) یا زیگ زاگ (Weave) باشد و نیز تعداد پاسها ذکر می شود.
بند هشتم : در این بند پیشگرم، دمای بین پاسی و در صورت نیاز به عمــــلیات پسگرم (Post Heat) دمای پسگرم و مدت زمان آن مشخص می گردد.
بند نهم : دراین قسمت که بصورت یک جدول آورده شده است بایستی هــــندسه درز، شماره پاسها یا لایه ها، روش جوشکاری هر پاس، نوع فلز پــــــرکننده و قطر آن (برای هر پاس)، نوع قطبیت و آمپر مورد استـــــفاده، ولتاژ و سرعت حرکت مشخص گردد.

ارزیابی دستورالعمل جوشکاری
Procedure Qualification Record

دستورالعمل های پیش پذیرفته:
شدت جریان، اختلاف پتانسیل، قطبیت، سرعت جوشکاری، دبــی گاز محافظ و نوع آن به صورت مناسب انتخاب شده باشد.

نوع فلز پرکننده براساس نوع فلز پایه مطابق جدول 4-3 انتخاب شده باشد.

دمای پِیشگرم و بین پاسی مطابق پیشنهاد اســــتاندارد AWS D1.1 مــــــورد استفاده قرار گیرد (جدول 3-2)

شکل طرح اتصال مـطابق پیشنهاد استاندارد AWS D1.1 باشد. بــــــرخی از طرح اتصال های پیشنهاد شده از سوی استاندارد مذکور در ضمیمه اورده شده است .

در صورتیکه جوش شــــیاری با نفوذ کامل بدون استفاده از پشت بند و یا جوش پشت مد نظر باشد بایستی طرح اتصال مطابق شکل 4-3 (B) باشد.

حداکثر قطر الکترود مـــصرفی در هر حالت جوشکاری و حداکثر بعد و اندازه جوش مطابق جدول 4-4 باشد.

ضوابط کلی در ارزیابی دستورالعمل جوشکاری :
ارزیابی دستورالعمل جوشکاری برای فولادی از گروه 1 جدول 4-3 ، سایر فولادهای این گروه و یا ترکیبی از آنها را نیز پوشش می دهد.

ارزیابی دستورالعمل جوشکاری برای فولادی از گروه 2 جدول 4-3 ، سایر فولادهای این گروه و فولادهای گروه
ویا ترکیبی از آنها را نیز پوشش می دهد .

متغیرهای اساسی در ارزیابی دستورالعمل جوشکاری:
افزایش در استحکام فلز پرکننده

تغییر از الکترود کم هیدروژن به الکترود غیرکم هیدروژن

تغییر یک الکترود به الکترود دیگری که توســــط استـــاندارد AWS A5.1 یا AWS A5.5 پوشش داده نمی شود.

تغییر در قطر الکترود به مقدار 0.8 میلیمتر یا بیشتر

تغییر در شدت جریان و اختلاف پتانسیل خارج از محــــدوده توصیه شده توسط سازنده الکترود
افزایش در حرارت ورودی به مقدار بیش از ده درصد

تغییر به مقدار بیش از 25 درصد در تعداد پاسها. در صورتیکه سطـــــح مقطع شیار تغییر یابد، می توان تعداد پاسها را به نسبت سطح مقطع تغییر داد.

تغییر در وضعیت جوشکاری بصورتیکه در جدول 4-5 ارزیابی نشده است .

تغییردر ضخامت یا قطر فلز پایه بصورتیکه در جدول 4-6 ، 4-7 ارزیابی نشده است .

تغییر در جنس فلز پایه خارج از محدوده ارایه شده در بخش ضوابط کلی در ارزیابی دستورالعمل جوشکاری
تغییر در نوع شیار
کاهش به مقدار بیش از 15 درجه سانتی گراد در دمای پیشگرم یا بین پاسی مشروط بر ا ینکه از حداقل تعیین شده از سوی استاندارد کمتر نشود .

در جوشکاری عمودی تغییر جهت جوشکاری از سربالا به سرازیر یا برعکس

تغییر در نوع شیار از بدون پخ (مربعی) و پخ دار و یا بر عکس
حذف شیار زنی و پشت بند
حذف یا اضافه نمودن عملیات حرارتی بعد از جوشکاری

تغییر به مقدار بیش از حد تلرانس تعریف شده در استاندارد در هندسه هر یک از انواع درزها شامل :
کاهش در زاویه شیار
کاهش در فاصله ریشه شیار) Root Opening)
افزایش در ضخامت ریشه شیار ( Root Face)

مراحل انجام ارزیابی دستورالعمل جوشکاری:
آماده سازی ورق و طرح اتصال طبق WPS

انجام عملیات جوشکاری مطا بق WPS

بازرسی چشمی جوش

انجام آزمایشات غیرمخرب و مخرب

انواع آزمایشات برای جوشهای شیاری و گوشه :
آزمایش کشش عرضی

آزمایش خمش ریشه، خمش رویه و خمش جانبی

آزمایش حک (Etch) برای تعیین سلامت و اندازه جوش در جوش شیاری با نفوذ نسبی و جوش گوشه

آزمایشهای پرتونگاری و فراصوتی

آزمایش ضربه برای تعیین تافنس یا مقاومت به ضربه جوش
آزمایش نمونه کششی فلز جوش خالص

شرایط پذیرش نتایج آزمایشها:
بازرسی چشمی
جوش عاری از ترک باشد.

همه چاله جوشها (Craters) پرشده باشند.

سطح جوش بایستی همتراز با سطح فلز پایه باشد و با شــــــیبی ملایم بر روی سطح فلز پایه نشسته باشد. ضمنا بریدگی کنار جــــوش نباید از 1 میلیمتر تجاوز کند و گرده جوش نباید از 3 میلیمتر بیشتر شود.

ریشه جوش بایستی عاری از ترک، ذوب ناقص و نفوذ نامــــناسب باشد. تقعر سطح ریشه جوش تا مـــقادیر زیر مجاز اســــــت مشروط بر اینکه ضخامت جوش مساوی و یا بزرگتر از ضخامت فلز پایه باشد.

حداکثر تقعر ریشه جوش 2میلیمتر باشد و حداکثر ذوب به داخل 3 میلی متر است .

آزمایش کشش عرضی

آزمایشهای خمش ریشه، رویه و جانبی :
طول ترک ها در هر امتداد از سطح محدب نباید از mm3 تجـاوز نماید
مجموع طول ترکهای بین mm1 تا mm3 از 10 میلی متر تجاوزنکند.
ترکهایی که از گوشه نمونه شروع شــــــده اند می تواند تا mm6 بـــاشد مشروط بر اینکه به علت وجود گل جوشکاری یا سایر ناپیوستگی ها نباشد. اگر ترک گوشه به علت وجود گل جوشکاری یا سایر ناپیوســـتگی ها باشد، حداکثر mm3 ملاک عمل خواهد بود .

آزمایش حک :
از نظر آزمایش چشمی مورد تایید باشد .

جوش گوشه باید تا ریشه اتصال نفوذ کرده باشد لیکن لازم نیست فراتر از آن نفوذ نماید .

حداقل اندازه ساق جوش گوشه باید مساوی مقدار پیش بینی شده باشد.
در جوش شِیاری با نفوذ نسبی و جوش گوشه شرایط زیر باید وجود داشته باشد.

در جوش شیاری با نفوذ نسبی، بعد واقعی جوش باید مساوی یا بزرگتر از مقدار مشخص شده باشد .
امتزاج بین فلز جوش و فلز پایه در فصل مشترک و امتزاج بین لایه های جوش انجام شده باشد.
هندسه جوش مطابق با مشخصات تعیین شده باشد.
حداکثر عمق بریدگی کنار جوش mm1 باشد.

ارزیابی جوشکاران :
ضوابط کلی در ارزیابی جوشکاران :

جوشکاری که برای یک نوع فولاد از فولادهای مشخص شده در استاندارد AWS D1.1 تایید شده باشد ، می تواند کلیه فولادهای مذکور را جوشکاری نماید.

اگر جوشکار برای یک روش جوشکاری معیین مورد تایید قــــــرار گرفته باشد، در صورت تغییر روش جوشکاری نیاز به ارزیابی مجدد جــــوشکار می باشد .

در صورتی که جوشکار برای یکی از الکترودهای هر یک از گروهـــهای 1F تا 4F از جدول 4-3 (B) تایید شده باشد ، برای سایر الکترودهـای آن گروه نیز مورد تایید است .

همچنین در صورت تغییر گروه الکترود بــــــه شماره بالاتـــر، بایستی جوشکار با الکترود با شــــــماره گروه بالاتر مجددا مورد ارزیابی قرار گیرد.

تغییر وضعیت جوشکاری به وضعیتی که جوشکار برای آن ارزیابی نشده است، نیاز به ارزیابی مجدد می باشد.

وقتی ورق در وضعیت قائم جوشکاری می شود تغییر در جهت جوشکاری نیاز به ارزیابی مجدد جوشکاری می باشد.

در صورت تغییر در ضخامت فلز پایه، جوشکار بایستی مطابق جدول 4-9 مورد ارزیابی قرار گیرد.

شرایط پذیرش نتایج آزمایشها :
بازرسی چشمی

شرایط پذیرش آزمونه های خمش

آزمایش حک

آزمایش شکست نمونه جوش گوشه

آزمایش رادیوگرافی

معیارهای پذیرش در بازرسی جوش
مطابق استانداردهای ISO,EN,DIN