جوشکاری از فرآیندهای بسیار مهم است که از آن جهت اتصال میان قطعات عمدتا فلزی استفاده می‌شود. در صورتی که جوشکاری به شکل صحیح و اصولی انجام شود، منجر به ایجاد مفاصل جوش با کیفیت بالا می‌گردد. زمانی که جوشکاری به پایان برسد، میتوان به بررسی نتایج آن پرداخته و آن را تست کرد. تست جوش برای تعیین مقاومت و یکپارچگی قطعات و مواد جوش استفاده شده و دارای روش‌های متعددی است. در ادامه به بررسی انواع روش‌های تست جوش می‌پردازیم و با هر یک از آنها بیشتر آشنا می‌شویم.
هدف از انجام تست جوش چیست؟
هدف از انواع تست جوشکاری عبارت است از:
- با انجام آزمایش‌ها و تست‌های جوش میتوان اطمینان حاصل کرد که خواص و مشخصات مکانیکی و متالورژی جوشکاری انجام شده با الزامات کدهای استاندارد تعریف شده متناسب است.
- با تست جوش میتوان اطلاعات وسیعی در رابطه با جوش به دست آورده و نسبت به مورد تایید بودن روش مورد استفاده اطمینان حاصل کرد. همچنین میتوان از مقاوم بودن جوش مطمئن شد.
- در صورتی که مشتری درخواست تاییدیه جوشکاری داشته باشد، میتوان از مدرک تست جوش انجام شده استفاده کرده و آن را جهت تایید اعتبار ارائه داد.
انواع تست و بازرسی جوش
اغلب روش‌ها و تکنیک‌های جوش را میتوان در یکی از دسته‌های تست جوش مخرب و تست جوش غیر مخرب قرار داد. در روش بازرسی جوش غیر مخرب، خبری از شکستن هیچ قطعه‌ای نیست. در واقع بررسی چشمی جوش و یا بازدید داخلی بدون شکستن هیچ قطعه‌ای انجام می‌شود. اما در بازرسی جوش مخرب برای رسیدن به اطلاعات مهمی جوش از بین می‌رود. برای همین این دو فرآیند کاملا متفاوت از هم هستند و هر یک شامل روش‌ها و تکنیک‌های خاصی می‌باشند. در بخش‌های بعدی به بررسی تکنیک‌های تست جوش می‌پردازیم.
انواع تست جوش غیر مخرب
همانطور که متوجه شدیم در بازرسی جوش غیر مخرب، هیچ تخریب و شکستگی وجود ندارد. این بازرسی‌ها به منظور یافتن هرگونه ناپیوستگی بدون تغییر یا تخریب قطعه تمام شده انجام می‌شوند. هدف از تست جوش غیر مخرب، پیدا کردن عیوب واقع در جوش و منطقه متاثر از حرارت است. در برخی موارد خود جوشکار و در برخی موارد یک بازرس جداگانه به بررسی آنها می‌پردازد. این روش از بازرسی شامل 5 تکنیک بوده که عبارتند از:
بازرسی چشمی جوش یا Visual Test
بازرسی چشمی یا VT، یکی از ساده‌ترین، سریع‌ترین و کم هزینه‌ترین روش‌های تست جوش است. برای همین این روش به طور گسترده‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرد. در بازرسی چشمی جوش، افراد به دنبال هر نوع ناپیوستگی قابل توجه در جوش همچون ترک و یا سوختگی هستند. این بازرسی باید به طور منظم بر روی تمام تجهیزات و مواد انجام شود تا بتوان عیوب را شناسایی کرد. با اینکه روش بازرسی چشمی جوش جزو روش‌های محبوب و ساده است، اما معایبی هم دارد. چرا که بینایی انسان خطاپذیر بوده و ممکن است برخی موارد قابل شناسایی نباشند. برای مثال مواردی مانند تخلخل و یا ضایعات سرباره از این طریق قابل شناسایی نیستند. اما از طریق آن میتوان مواردی همچون سر رفتگی جوش، سرباره محبوس و تحدب یا تعقر را بررسی کرد.
بازرسی مایعات نافذ یا Pain test
بازرسی مایع نافذ یا PT از دیگر روش‌های تست جوش غیر مخرب است که به آن تست نفوذ رنگ نیز گفته می‌شود. هدف از این تست پیدا کردن عیوب سطحی جوش و منطقه متاثر از حرارت است. با این روش از تست جوش میتوان به شناسایی ترک‌های مویی یا میکروسکوپی بر روی سطح جوش پرداخته که ممکن است با چشم غیر مسلح قابل مشاهده نباشند.
روش بازرسی جوش نافذ مایع به این صورت است که در ابتدا سطح به وسیله یک برس سیمی تمیز می‌شود و کلیه مواد اضافی از روی آن پاک می‌شوند. پس از آن یک رنگ روشن و یا فلورسنت بر روی سطح جوش پخش شده و خشک می‌شود. بعد از خشک شدن رنگ به دلیل تضاد شدید میان رنگ با مواد جوش، عیوب کوچک قابل شناسایی می‌شود. این روش هم همچون روش بازرسی چشمی تنها میتواند عیوب سطحی را شناسایی کند و برای بررسی شکست‌های داخلی کاربردی ندارد.
بازرسی جوش ذرات مغناطیسی یا Magnetic Test
تست ذرات مغناطیسی یا MT میتواند عیوب زیر سطحی همچون ترک‌ها و سوراخ‌های کرمی راه نیافته به سطح جوش را شناسایی کند. در این روش یک میدان مغناطیسی در اطراف جوش برقرار می‌شود و پروب‌های مغناطیسی بر روی سطح آن اعمال می‌گردند. در صورتی که ذرات در انتهای آهنربا تجمع کنند، میتواند نشانگر انواع خاصی از ناپیوستگی‌های جوش باشد. اگر هم هیچ ذره‌ای جمع نشود، احتمالا شکافی در جوش وجود ندارد. بازرسی جوش ذرات مغناطیسی در شرایط خاص و تنها بر روی برخی از مواد استفاده می‌شود. با این حال این روش یکی از موثرترین و بهترین تکنیک‌های تست جوش غیر مخرب است.
تست جوش التراسونیک یا Ultrasonic Test
از دیگر تست جوش‌های غیر مخرب باید به تست جوش التراسونیک یا UT اشاره کرد. این تست هم برای پیدا کردن عیوب زیر سطحی و در عمق فاز پایه و فلز جوش انجام می‌شود. در این روش یک فرکانس مکانیکی با توان بالا به قطعه جوش تابیده می‌شود. در صورتی که پرتو به یک ناپیوستگی برخورد کند، به گیرنده‌ای به نام مبدل منعکس می‌شود. در واقع اصول کار این روش شکست و بازتابش امواج فراصوتی در اثر برخورد با مواد خارجی و یا ناخالصی در سطح فلز جوش و فلز پایه است. تست جوش التراسونیک میتواند محل دقیق ناپیوستگی‌های داخلی را به طور قابل توجهی تشخیص دهد. اما نیاز به سطح دانش بالا و همچنین استفاده از تجهیزات گران قیمت دارد.
تست جوش رادیوگرافی یا RT
بازرسی جوش رادیوگرافی برای تشخیص ناپیوستگی‌ها و عیوب جوش موجود در خود قطعه کاربرد دارد. در این روش از اشعه ایکس جهت نمایش ساختار داخلی قطعه جوش بر روی یک قطعه فیلم عکاسی استفاده می‌شود. تغییرات شکل و رنگ روی فیلم هم میتواند نشانگر انواع مختلفی از ناپیوستگی‌های جوش مانند سرباره، تخلخل و ترک باشد. لازم به اشاره است که روش تست جوش رادیوگرافی با خطراتی همراه است و نیاز به تجهیزات ایمنی و همچنین دانش بالا دارد. تنها افراد متخصص و آموزش دیده از این روش برای تست و بازرسی جوش استفاده می‌کنند.
انواع تست جوش مخرب
بازرسی‌های جوش مخرب، با تخریب همراه هستند و شامل شکستن قطعه جوش داده شده جهت تلاش برای بازرسی و تجزیه و تحلیل آن می‌باشند. این روش از تست جوش معمولا به دلایل مختلفی از جمله بازرسی نمونه‌گیری، بازرسی تحقیقاتی، تجزیه و تحلیل شکست جوش و صدور گواهینامه انجام می‌شود. تست جوش مخرب هم شامل روش‌های متعددی است که در اینجا به بررسی برخی از آنها می‌پردازیم.
تست جوش ماکرو اچ
در بازرسی جوش Macro ETCH بخش‌های کوچکی از محل اتصال جوش جدا شده و با دقت صیقل داده می‌شوند. سپس این قطعات در مرکز خود با یک مخلوط اسیدی ملایم حک می‌شوند. بعد از آن نمونه اسید اچ میتواند تصویری چشمی از ساختار داخلی جوش مانند شکستگی یا ترک در همجوشی داخلی را ارائه نماید. به این روش از تست جوش، بازرسی برش و اچ نیز گفته می‌شود.
تست جوش کششی عرضی
این روش از تست جوش برای کمک به تعیین کشش در واحد سطح مقطع یک قطعه جوش داده شده است. در بازرسی جوش کشش عرضی، یک نمونه به سمت شکست هل داده شده و حداکثر بار مورد نیاز برای انجام آن بر سطح مقطع تقسیم می‌شود. تست جوش کششی عرضی یک روش عالی جهت تعیین محدودیت‌ها و حداقل الزامات هنگام کار با مواد مختلف و جدید است.
تست جوش خم هدایت شونده
در بازرسی جوش خم هدایت شونده، یک قطعه جوش به شعاع خمش از پیش تعیین شده خم می‌شود. تست خمش جهت ارزیابی شکل‌پذیری و یکپارچگی ساختار انواع خاصی از اتصالات جوش داده شده استفاده می‌شود. تست جوش خم خود شامل انواع مختلفی است و اغلب از آنها در آزمون‌های آموزشی و صلاحیت استفاده می‌گردد. بازرسان جوش با فشار دادن جوش‌ها میتوانند اطمینان حاصل کنند که جوشکار آماده ارائه مهارت‌های خود در شرایط مختلف است.
منظور از مراحل سه گانه بازرسی جوش چیست؟
مراحل سه گانه بازرسی جوش شامل بازرسی و تست پیش از عملیات جوشکاری، بازرسی در حین عملیات جوشکاری و بازرسی بعد از عملیات جوشکاری است. موارد اشاره شده در بخش‌های قبلی یعنی تست جوش مخرب و غیر مخزب شامل بازرسی‌های پس از جوشکاری هستند. اما در رابطه با بازرسی‌های پیش از جوشکاری و در حین جوشکاری میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- بازرسی‌های پیش از جوشکاری: انتخاب استانداردهای اجرایی، مطالعه دقیق نقشه‌ها و مشخصات فنی، انتخاب و ارزیابی روش جوشکاری، انتخاب و بازرسی مواد مصرفی، بررسی تجهیزات جوشکاری، آزمون جوشکار و اپراتور و غیره.
- بازرسی‌های در حین جوشکاری: بازرسی محل‌های جوش جهت اطمینان از تمیزی، بازرسی سطوح برشکاری شده با شعله، بازرسی ترتیب و توالی جوشکاری، بازرسی مواد مصرفی از نظر دارا بودن شرایط مطلوب و غیره.
جمع بندی
برای بررسی نتایج تست جوشکاری و تاییدیه آن از روش‌های مختلفی استفاده می‌شود. همانطور که مشاهده کردید این روش‌ها در حالت کلی به دو دسته تست جوش مخرب و تست جوش غیر مخرب تقسیم می‌شوند که هر یک از آنها شامل تکنیک‌ها و متدهای مختلفی می‌باشد. با این روش‌ها میتوان از وجود جوش‌های یکنواخت و مقاوم در طول زمان اطمینان حاصل کرد.
