مهره جوش همان فلز رسوب شده‌ای است که بر روی سطح کار یا داخل سطح کار ایجاد می‌شود. این فلز در اثر ذوب سیم جوش یا الکترود جوشکاری بر اثر دمای زیاد به وجود می‌آید. برای ایجاد مهره جوش به مهارت بالای جوشکار نیاز است تا شکل‌گیری آن به طور دقیق و مستحکم انجام شود. در ادامه به بررسی بیشتر مهره جوش پرداخته و با انواع آن آشنا خواهیم شد.
مهره جوش چیست؟
مهره جوش (Welding bead) با قرار دادن مواد پرکننده یعنی الکترود یا سیم جوش بین دو قطعه فلز ایجاد می‌شود. به عبارتی یک مهره جوش زمانی ایجاد می‌شود که یک فیلر بین دو قطعه فلز به گونه‌ای قرار بگیرد تا از رسوب و انجماد آن بر روی محل اتصال الگویی پدید آید. زمانی که مواد فیلر به خوبی در جای خود خنک شوند، یک اتصال محکم شکل می‌گیرد. ایجاد مهره جوش با استفاده از حرکت دست جوشکار و سمت و سو دادن به تورچ و فلز جوش بر روی دو قطعه صورت گرفته و ملزم به داشتن مهارت بالای جوشکار است.
نحوه ایجاد مهره جوش با حرکات مختلف تورچ
عامل بسیار مهمی که در ایجاد مهره جوش دخیل است، جاذبه است. اگر جوشکاری در حالت عمودی، بالا و پایین لوله و یا در موقعیت بالاسری باشد، گرانش و جاذبه زمین تاثیر مستقیمی بر روی مهره جوش و نحوه پر شدن محل اتصال می‌گذارد. فرض کنید جوشکار در حال جوشکاری در موقعیت بالا سری باشد. در صورتی که در این موقعیت از حرکت درست و صحیح تورچ خود استفاده نکند و برای مثال به اندازه کافی سریع حرکت نکند، جاذبه میتواند به جای ایجاد مهره جوش سبب چکیدن فلز مذاب بر روی شیلد محافظ و حتی سر و صورت جوشکار شود. برای همین جهت انجام مهره جوش حرفه‌ای و تبدیل شدن به یک جوشکار ماهر باید درک و مهارت مناسبی نسبت به انواع سبک‌ها و تکنیک‌های جوشکاری به دست آورد.
حال اگر جوشکار قصد جوش یک بخش از لوله در حالت عمودی را داشته باشد، دو گزینه پیش رو دارد. در این شرایط یا باید رو به بالا و یا رو به پایین جوشکاری کند. در هر دو حالت هم میتوان قطعه را جوشکاری کرد. تنها باید توجه شود که کدام روش بسته به نوع موادی که جوشکاری می‌شوند، گزینه بهتری برای کار هستند.
بررسی انواع مهره جوش
مهره جوش نتیجه رسوب فلزات پرکننده در گذارهای جوشکاری است. بسته به نوساناتی که فرد جوشکار ایجاد می‌کند، انواع مختلفی از مهره جوش پدید می‌آید. در صورتی که نوسانات بیشتری ایجاد شود، نتیجه کار به شکل مهره‌های بافتنی در می‌آید. در شرایطی هم که محدوده رفت و برگشت محدود باشد، نتیجه کار مهره‌های باریک‌تر یا در اصطلاح مهره‌های رشته‌ای می‌شود. برای ایجاد مهره جوش در طول مفصل چندین روش وجود دارد. در این بخش به بررسی رایج‌ترین تکنیک‌های حرکت مشعل جهت ایجاد مهره‌های جوش مناسب و انواع مهره جوش می‌پردازیم.
1. مهره جوش رشته‌ای (Stringer Bead)
مهره جوش رشته‌ای، یک مهره مستقیم است که فرد جوشکار تورچ را کشیده و یا در طول محلی که باید به هم متصل شوند آن را فشار می‌دهد. منظور از کشیدن این است که الکترود به سمت گودال هدایت می‌شود. این امر سبب ایجاد جوش قوی و نفوذ حداکثری جوش می‌گردد. برای فلزات حساس به گرما یا فلزات نازک و همچنین در زمان جوشکاری در حالت عمودی و به سمت بالا، جوشکاران تورچ را تحت فشار قرار می‌دهند. این به معنای حرکت الکترود به سمت جلو است. در زمان جوشکاری عمودی فلز مذاب به سمت پایین حرکت می‌کند. برای همین دور کردن گرما از گودال سبب جامد شدن جوش با سرعت بالا می‌شود.
جوشکاران باید توجه داشته باشند که هدف از جوش تنها پر کردن اتصالات با فلز جدید نیست. هم‌جوشی بین جوش ایجاد شده و فلز پایه بسیار مهم است. گاهی اوقات حرکت تورچ باید به اندازه کافی آهسته باشد. به طوری که گودال جوش از هر دو طرف مفصل جریان یابد. این امر سبب دستیابی به هم‌جوشی بسیار خوب و عالی می‌شود.
2. مهره جوش بافته شده (Weave Bead)
برای جوش‌های وسیع و بزرگ، جوشکاری به روش بافتنی جزو سریع‌ترین روش‌های موجود برای جوشکاری است. این روش برای جوش‌های شیاری هم صدق می‌کند. همچنین چنین جوش‌هایی در جوش‌های فیله بسیار متداول هستند. مهره‌های جوش بافته شده انواع مختلفی دارند که نوع آن به جوشکار بستگی دارد. جوشکار میتواند جوش را به صورت زیگ‌زاگ، هلال و یا مجعد انجام دهد. این روش نه تنها برای ایجاد مهره‌های وسیع کاربرد دارد، بلکه برای کنترل گرما در گودال جوش نیز مناسب است. از سوی دیگر جوشکار معمولا در هر دو طرف جوش کمی مکث کرده تا به گره خوبی برسد و از پوسته شدن لبه‌ها جلوگیری نماید. در مهره جوش بافتنی حرکات تورچ به صورت ضربدری و یا بافته شده بر روی گودال جوش است.
برای جلوگیری از گرم شدن بیش از حد گودال و همچنین گسترش آن میتوان یک بافت نیمه دایره‌ای را امتحان کرد. در صورتی هم که به گرمای بیشتری در گودال نیاز باشد، جوش حلقه‌ای بهتر است در پشت حوضچه جوش انجام شود. البته ایجاد بافت در موقعیت سربار کمی چالش برانگیز است. چرا که گرانش و جاذبه تمایل دارد فلز مذاب را از جوش بیرون بکشد.
- مهره جوش بافتی محدب و مقعر: بافت مقعر و بافت محدب معکوس هم هستند. در واقع بافت مقر معکوس بافت محدب است و لبه گرد مهره جوش باید به دور از جهت حرکت تورچ باشد. الگوی آنها هم اغلب با استفاده از فشار تورچ ایجاد می‌شوند.
- مهره جوش بافتی دایره‌ای: بافت فردر ترکیبی از الگوهای محدب و مقعر است که با حرکت مشعل به صورت رو به بالا و گرد بر روی جوش محدب شروع می‌شود.
3. مهره جوش مثلثی
بافت مثلثی با ایجاد یک سری مثلث متصل به هم با استفاده از تورچ ایجاد می‌شود. با حرکت تورچ به سمت پایین در سراسر مفصل و سپس حرکت مورب به سمت بالا در سراسر مفصل، میتوان الگوی مثلثی را ایجاد کرد که البته به مهارت و دقت زیادی نیاز دارد. بافت مثلثی یا مهره جوش مثلثی زمانی استفاده می‌شود که جوشکار به جوش عمودی رو به بالا نیاز دارد.
4. مهره جوش نردبانی
مهره جوش نردبانی شامل مجموعه‌ای از مستطیل‌های به هم پیوسته است که با حرکت تورچ ایجاد می‌شوند. حرکت رو به پایین یا رو به بالای تورچ باید یک مقدار به صورت منحنی و مقعر شکل باشد. در انتهای فرآیند هم تورچ باید به صورت افقی حرکت داده شود تا انتهای مستطیل کوتاه‌تر شود.
5.مهره جوش دندانه‌دار
دانه‌ها و مهره‌های دندانه‌دار به مهره جوش نردبانی و مستطیلی شباهت زیادی دارند. تنها تفاوت این است که به جای اینکه تورچ به صورت افقی و عمودی حرکت کند، باید چند حرکت کوچک به سمت بالا و پایین انجام شود. در آخر دندانه‌های مهره جوش باید شبیه به دندانه‌های تیغه اره برقی درآیند. استفاده از این تکنیک سبب ایجاد اتصال محکم در لبه‌های اتصال می‌شود.
6. مهره جوش جوشکاری تیگ
مهره‌های جوشکاری تیگ یا آرگون همچون یک دسته سکه چیده شده بر روی هم هستند. این امر به این خاطر اتفاق می‌افتد که با حرکت قوس تیگ، جوشکار در حال افزودن فاصله‌های یکنواخت از مواد پرکننده است. هر مهره یک شکل دایره‌ای ایجاد کرده که بر روی شکلی که قبل از آن قرار گرفته است کمی همپوشانی دارد. در این روش شکل مهره جوش به سرعت حرکت تورچ بستگی دارد. در صورتی که حرکت تورچ بسیار سریع باشد، سکه‌ها به هم نزدیک‌تر می‌شوند. در صورتی هم که حرکت تورچ آهسته باشد، فاصله سکه‌ها از هم دورتر می‌شود و تنها کمی همپوشانی ایجاد می‌شود.
7. مهره جوش جوشکاری میگ
زمانی که جوشکار تصمیم می‌گیرد قطعه‌ای را با فرآیند میگ جوش دهد، چندین تکنیک مختلف جهت انجام جوش با کیفیت وجود دارد. برخی از جوشکاران از تکنیک‌های کشیدن تورچ و برخی دیگر از فشار دادن تورچ به سمت حوضچه جوش استفاده می‌کنند.
حرکت شلاقی در مهره جوش
در جوشکاری شیار باز توسط الکترود استیک، جوشکار اغلب با مچ دست خود یک حرکت شلاقی بر روی پاس ریشه انجام می‌دهد. این کار جزو اولین مراحل جوشکاری بوده و با این هدف انجام می‌شود که صفحات کار در پایین با یک مهره مسطح از جنس فلز جوش ترکیب شوند. از رایج‌ترین الکترودهای استیکی که برای پاس ریشه بر روی فولاد کم کربن به کار برده می‌شوند باید به E6010 و E6011 اشاره کرد که بسیار سریع سرد می‌شوند. جوشکار الکترود را از طریق شکاف به سمت بالا و در امتداد آن حرکت می‌دهد. این کار برای دستیابی به نفوذ کامل بسیار ضروری است و در نهایت سبب ایجاد یک سوراخ کلید در دهانه بالای حوضچه می‌شود. این یکی از سخت‌ترین ضرباتی است که جوشکار یاد می‌گیرد. چرا که علاوه بر نظارت بر حوضچه جوش باید اندازه سوراخ کلید را هم مدنظر داشته باشد و آن را کنترل کند. در صورتی که سوراخ کلید بیش از حد بزرگ شده و اندازه آن بیش از دو برابر قطر میله شود، امکان ترکیب دو طرف با هم وجود ندارد. برای همین کنترل حرارت در طول پاس ریشه بسیار مهم است.
جمع بندی
در این مطلب با مهره جوش و انواع آن آشنا شدیم. همانطور که متوجه شدیم پر کردن یک مفصل با مواد به نحوه حرکت مشعل یا تورچ جوشکاری ارتباط زیادی دارد. با توجه به روش‌های مختلف و درک تکنیک‌ها میتوان کیفیت جوش را بهبود بخشیده و یک اتصال محکم و قوی برقرار کرد.
