هنگامی‌که تنش‌های موضعی از مقاومت کششی نهایی فلز پایه، فراتر رود ترک رخ می‌دهد و معمولا در رسوبات جوش، منطقه متاثر از حرارت (HAZ) و مواد پایه ایجاد می‌شود.
به مفهومی ساده‌تر، به جدایی ماده‌ای که کل یا جزئی از سطح مقطع اتصال و یا ماده جوشکاری را دربر نمی‌گیرد ترک گفته می‌شود که در اکثر اوقات نقطه شروع شکستگی نیز می‌باشد.
ترک‌ها یکی از مهمترین و عمده‌ترین عیوب جوشکاری اتصالات هستند که به دلیل امکان پیشرفت سریع، گاهی باعث بروز خطرات جبران‌ناپذیری می‌شوند.
انواع ترک‌ها در جوشکاری
ترک‌ها را می‌توان بر اساس اندازه، جهت شکل‌گیری و یا نحوه پیدایش آنها به چندین بخش تقسیم‌بندی کرد. به‌طور مثال، ترک‌های جوش را بر اساس اندازه می‌توان به دودسته زیر طبقه‌بندی نمود:
1) ترک‌های ماکرو، که با چشم غیرمسلح و یا ذره‌بین قابل‌مشاهده هستند.
2) ترک‌های میکرو، که تنها زیر میکروسکوپ متالوگرافی دیده می‌شوند.
همچنین، ترک‌ها با توجه به درجه حرارتی که در آن به وجود می‌آیند نیز به دو گروه ترک‌های گرم و ترک‌های سرد تقسیم می‌شوند .که در ادامه به معرفی و توضیح انواع آنها خواهیم پرداخت:
1. ترک گرم
این نوع ترک‌جوش، در اثر حرارت بالا و سرد شدن ناگهانی جوش‌ها بعدازاینکه فلز جوش رسوب و شروع به انجماد کرد، رخ می‌دهد و به همین دلیل نام دیگر این ترک، ترک انجماد نیز می‌باشد.
اکثر ترک‌های جوشکاری، ترک گرم هستند و اگر این نوع ترک، در فلز جوش اتفاق بیفتد،ترک گرم و اگر در مجاورت جوش، رخ دهد پارگی گرم نامیده می‌شود.
علت‌های به وجود آمدن ترک‌جوش گرم
- وجود بیش‌ازحد میزان گوگرد، فسفر، کربن و قلع در فلز پایه
- وجود گوگرد یا روی در فلزات غیر آهنی
- نسبت عمق به عرض جوش ( نسبت 2 به 3 ): این نوع از ترک در جوش با نفوذ و عمق زیاد اتفاق می‌افتد و اگر اصلاح نشود، از لایه‌های بعدی نیز می‌تواند بگذرد.
- کوچک بودن سطح مقطع گرده جوش در قیاس با سطح فلز پایه در پاس ریشه
- تنش‌های کششی بالا در فلز جوش ( به دلیل اعمال نیروهای برشی در اثر انقباض و انبساط اتصال )
- ساختار انجماد ( انجماد هم‌محوری باعث درشت‌دانه شدن ساختار منطقه جوش می‌شود)
- بالا بودن ضخامت قطعه کار( سرد شدن سریع و سخت شدن ساختار )
- قیدوبند اتصال ( چنانچه تنش کششی زیادی در جوش به علت وجود قیدوبندها ایجاد شود و میزان تنش از مقاومت فلز جوش تجاوز کند زمینه ایجاد ترک فراهم می‌شود )
- بالا بودن شدت‌جریان
- رقت بیش‌ازحد فلز پرکننده
- بالا بودن سرعت جوشکاری
- مونتاژ ضعیف و….
نحوه پیشگیری از بروز ترک‌جوش گرم
- گرم کردن محل جوشکاری قبل از شروع کار، به جهت کاهش انقباض جوش
- استفاده از گازهای محافظ و غیر آلوده در حین جوشکاری با گاز
- افزایش مساحت سطح مقطع گرده جوش
- تغییر شکل و طرح گرده جوش
- به کار بردن فلز مبنایی که دارای حداقل عناصر گوگرد، فسفر، کربن و قلع باشد
- کاهش عمق حوضچه مذاب
- در برخی از فرایندهای جوشکاری مانند فرایند جوشکاری زیر پودری (SAW) احتمال رخداد این نوع ترک بیشتر است
- در ورق‌های مستعد به این نوع ترک، در صورت امکان استفاده از جوش‌های نفوذ ناقص و نیز جوش‌های مقطع توصیه می‌شود.
- کاهش میزان امتزاج
ترک باز گرمی
به ترکی که براثر وجود عناصر گوگرد، فسفر، سرب و یا عناصر سخت‌کننده مانند کروم، وانادیم، مولیبدن و…. در ساختار فلز پایه و در ناحیه متاثر از حرارت، به هنگام عملیات حرارتی بعد از جوشکاری رخ می‌دهد، ترک باز گرمی گویند.
نحوه پیشگیری از بروز ترک‌جوش باز گرمی
- استفاده از فلز پایه با ترکیب شیمیایی مناسب
- کنترل ترتیب و توالی جوشکاری
- محدود نمودن حرارت ورودی
- کاهش نرخ گرمایش در فرایند عملیات حرارتی پس از جوشکاری
- از انجام عملیات حرارتی بعد از جوشکاری، بر فولادهای کم آلیاژ با استحکام بالا و فولادهای زنگ نزن آستنیتی خودداری کنید
2. ترک سرد
ترک سرد، پیچیده‌ترین و خطرناک‌ترین نوع ترک بوده و با نامهای دیگری مانند ترک هیدروژنی و یا ترک تاخیری نیز شناخته می‌شود و معمولا پس از ساعت‌ها و یا حتی روزها بعد از جوشکاری نمایان شده و به دودسته ترک‌های طولی و ترک‌های عرضی تقسیم‌بندی می‌شود. و از دلایل اصلی بروز این نوع ترک می‌توان به محبوس ماندن هیدروژن در فلز جوش، اشاره نمود.
علت‌های به وجود آمدن ترک‌جوش سرد
- وجود مقدار هیدروژن در فلز جوش
- ایجاد و پیشرفت تنش‌ها از نوع واکنشی و پسماند
- دمای نسبتا پایین
- مهار اضافی اتصال
- با افزایش سختی بیشتر از 400 ویکرز، احتمال وقوع ترک سرد افزایش پیدا خواهد کرد
- احتمال وقوع ترک سرد در خال‌جوش‌ها و ترشحات جوش بیشتر از جوش‌های اصلی می‌باشد
- وجود ساختار ترد
نحوه پیشگیری از بروز ترک‌جوش سرد
- انتخاب درست نوع فولاد مصرفی که توانایی سختی‌پذیری کمتری داشته باشد
- کنترل میزان تنش
- حذف عوامل تولید هیدروژن
- پیش و پس گرم کردن محل جوشکاری
- تغییر تکنیک جوشکاری
- کم کردن سرعت جوشکاری
- رعایت دمای پیش گرم و بین پاسی
- استفاده از الکترودهای کم هیدروژن در فرایند SMAW و رعایت دمای باز پخت
- رعایت ترتیب جوشکاری
- جوشکاری با حرارت ورودی پایین‌تر
- استفاده از الکترودهایی که ترکیب شیمیایی مناسب دارند
- افزایش ضخامت هر پاس جوش
همان‌طور که گفته شد ترک‌ها با توجه به جهت شکل‌گیری و ابعاد و اشکالشان می‌توانند انواع گوناگونی داشته باشند که ما در این مقاله تنها مهمترین و معروف‌ترین آنها را معرفی کرده‌ایم. لذا از انواع دیگر ترک‌ها می‌توان به لیست زیر اشاره نمود:
- ترک چاله جوشی
- ترک سطحی
- ترک در ناحیه تفتیده
- پارگی لایه
- ترک طولی در جوش‌ها
- ترک در پاس ریشه
- ترک در سطح پاس ریشه
- ترک گلویی
- ترک پنجه جوش‌ها
- ترک عرضی جوش‌ها
- ترک زیر سطح
- ترک فصل مشترک
- ترک فلز
- ترک مقاومتی
کلام آخر
همان‌طور که ذکر کردیم، ترک‌جوش می‌تواند باعث بروز حوادث خطرناک و مشکلات بسیاری شود. یکی از عوامل اصلی ترک‌های جوش وجود ناخالصی در فلز پایه و یا مواد جوشکاری می‌باشد، در نتیجه به شما پیشنهاد می‌کنیم برای کسب راهنمایی‌های لازم در مورد خرید تجهیزات جوشکاری مناسب و انتخاب درست آنها با متخصصین و مشاورین پاشاجوش تماس حاصل نمایید.
