بازرسی چشمی جوش
جهت کنترل کیفیت محصولات، از آزمون چشمی به عنوان اولین تست یا در بعضی موارد به عنوان تنها متد ارزیابی بازرسی استفاده میشود. اگر آزمون چشمی بطور مناسب اعمال شود، ابزار ارزشمندی میتواند واقع شود.
آزمون چشمی روشی برای شناسایی نواقص و معایب سطحی است. نتیجتاً هر برنامه کنترل کیفیت که شامل بازرسی چشمی است، باید محتوی یک سری آزمایشات متوالی انجام شده در طول تمام مراحل کاری در ساخت باشد. بدین گونه بازرسی چشمی سطوح معیوب که در مراحل ساخت اتفاق میافتد، میسر میشود. کشف و تعمیر این عیوب در زمان فوق، کاهش هزینه قابل توجهی را در بر خواهد داشت. بطوری که نشان داده شده بسیاری از عیوبی که بعدها با روشهای تست پیشرفتهتری کشف میشوند، با برنامه بازرسی چشمی قبل، حین و بعد از جوشکاری به راحتی قابل کشف هستند. سازندگان فایده یک سیستم کیفیتی که بازرسی چشمی منظمی داشته است را بخوبی درک کردهاند. میزان تاثیر بازرسی چشمی هنگامی بهتر میشود که یک سیستمی که تمام مراحل پروسه جوشکاری (قبل، حین و بعد از جوشکاری) را بپوشاند، نهادینه شود.
قبل از جوشکاری
قبل از جوشکاری، یک سری موارد نیاز به توجه بازرس چشمی دارد که شامل زیر است.
- مرور طراحیها و مشخصات Wps
- چک کردن تاییدیه پروسیجرها و پرسنل مورد استفاده PQR
- بنا نهادن نقاط تست
- نصب نقشهای برای ثبت نتایج
- مرور مواد مورد استفاده
- چک کردن ناپیوستگیهای فلز پایه
- چک کردن فیت آپ و تراز بندی اتصالات جوش
- چک کردن پیش گرمایی در صورت نیاز
اگر بازرس توجه بسیار دقیقی به این آیتمهای مقدماتی بکند، میتواند از بسیاری مسائل که بعدها ممکن است اتفاق بیافتد، جلوگیری نماید. مساله بسیار مهم این است که بازرس باید بداند چه چیزهایی کاملاً مورد نیاز است. این اطلاعات را میتوان از مرور مستندات مربوطه بدست آورد. با مرور این اطلاعات، سیستمی باید بنا نهاده شود که تضمین کند رکوردهای کامل و دقیقی را میتوان بطور عملی ایجاد کرد.
نقاط نگهداری
نقاط تست یا نقاط نگهداری جایی که آزمون باید قبل از تکمیل هر گونه مراحل بعدی ساخت انجام شود. این موضوع در پروژههای بزرگ ساخت یا تولیدات جوشکاری انبوه، بیشترین اهمیت را دارد.
روشهای جوشکاری
برای جوشکاری سازه و دیگر کاربردهای بحرانی، جوشکاری بطور معمول بر طبق روشهای تایید شدهای که متغیرهای اساسی پروسه را ثبت میکنند و به وسیله جوشکارانی که برای پروسه، ماده و موقعیتی که قرار است جوشکاری شود، تایید شدهاند، انجام میگیرد. در بعضی موارد مراحل اضافی برای آماده سازی مواد مورد نیاز است. بطور مثال در جاهایی که الکترودهای از نوع کم-هیدروژن مورد نیاز باشد، وسایل ذخیره آن باید به وسیله سازنده در نظر گرفته شود.
مواد پایه
قبل از جوشکاری، شناسایی نوع ماده و یک تست کامل از فلزات پایهای مربوطه باید انجام گیرد. اگر یک ناپیوستگی همچون جدایی صفحهای وجود داشته باشد و کشف نشده باقی بماند روی صحت ساختاری کل جوش احتمال تاثیر دارد. در بسیاری از اوقات جدایی در طول لبه ورقه قابل رویت است. بخصوص در لبههایی که با گاز اکسیژن برش داده شده است.
مونتاژ اتصالت
برای یک جوش، بحرانیترین قسمت ماده پایه، ناحیهای است که برای پذیرش فلز جوشکاری به شکل اتصال، آماده سازی میشود. اهمیت مونتاژ اتصالات قبل از جوشکاری را نمیتوان به اندازه کافی تاکید کرد. بنابراین آزمون چشمی مونتاژ اتصالات از تقدم بالایی برخوردار است.
مواردی که قبل از جوشکاری باید در نظر گرفته شود شامل زیر است.
- شیار زاویه (Groove angle)
- ریشه دهانه (Root opening)
- اتصال ترازبندی (Joint alignment)
- پشت بند (Backing)
- مصرفی الکترودهای (Consumable insert)
- تمیز بودن اتصال (cleanliness Joint)
- خال جوشها (welds Tack)
- پیش گرم کردن (Preheat)
هر کدام از این فاکتورها رفتار مستقیم روی کیفیت جوش بوجود آمده،دارند. اگر مونتاژ ضعیف باشد، کیفیت جوش احتمالاً زیر حد استاندارد خواهد بود. دقت زیاد در طول اسمبل کردن یا سوار کردن اتصال میتواند تاثیر زیادی در بهبود جوشکاری داشته باشد.
حین جوشکاری
در حین جوشکاری، چندین آیتم وجود دارد که نیاز به کنترل دارد تا نتیجتاً جوش رضایت بخشی حاصل شود. آزمون چشمی اولین متد برای کنترل این جنبه از ساخت است. این میتواند ابزار ارزشمندی در کنترل پروسه باشد. بعضی از این جنبههای ساخت که باید کنترل شوند شامل موارد زیر است.
- کیفیت پاس ریشه جوش
- آماده سازی ریشه اتصال قبل از جوشکاری طرف دوم
- پیش گرمی و دماهای میان پاسی
- توالی پاسهای جوش
- لایههای بعدی جهت کیفیت جوش معلوم
- تمیز نمودن بین پاسها
- پیروی از پروسیجر کاری همچون ولتاژ، آمپر، ورود حرارت، سرعت.
هر کدام از این فاکتورها اگر نادیده گرفته شود سبب بوجود آمدن ناپیوستگیهایی میشود که میتواند کاهش جدی کیفیت را در بر داشته باشد.
پاس ریشه جوش
شاید بتوان گفت بحرانیترین قسمت هر جوشی پاس ریشه جوش است. مشکلاتی که در این نقطه وجود دارد در نتیجه بسیاری از عیوب بوده مربوط به پاس ریشه جوش است. بازرسی چشمی خوب روی پاس ریشه جوش میتواند بسیار موثر باشد. وضعیت بحرانی دیگر ریشه اتصال در درزهای جوش دو طرفه هنگام اعمال جوش طرف دوم بوجود میآید.
پیش گرمی و دماهای بین پاس
پیش گرمی و دماهای بین پاس میتوانند بحرانی باشند و اگر تخصیص یابند قابل اندازه گیری هستند. محدودیتها اغلب به عنوان مینیمم، ماکزیمم یا هر دو بیان میشوند. همچنین برای مساعدت در کنترل مقدار گرما در منطقه جوش، توالی و جای تک تک پاسها اهمیت دارد. بازرس باید از اندازه و محل هر تغییر شکل یا چروکیدگی (shrinkage) سبب شده به وسیله حرارت جوشکاری آگاه باشد. بسیاری از اوقات همزمان با پیشرفت گرمای جوشکاری اندازه گیریهای تصحیحی گرفته میشود تا مسائل کمتری بوجود آید.
آزمایش بین لایهای
برای ارزیابی کیفیت جوش هنگام پیشروی عملیات جوشکاری، بهتر است که هر لایه بصورت چشمی آزمایش شود تا از صحت آن اطمینان حاصل شود. همچنین با این کار میتوان دریافت که آیا بین پاسها بخوبی تمیز شده اند یا نه. با این عمل میتوان امکان روی دادن ناخالصی سرباره در جوش پایانی را کاهش داد. بسیاری از این گونه موارد احتمالاً در دستورالعمل جوشکاری اعمالی، آورده شدهاند. در این گونه موارد، بازرسی چشمی که در طول جوشکاری انجام میگیرد، اساساً برای کنترل این است که ملزومات روش جوشکاری رعایت شده باشد.
بعد از جوشکاری
بسیاری از افراد فکر میکنند که بازرسی چشمی درست بعد از تکمیل جوشکاری شروع میشود. به هر حال اگر همه مراحلی که قبلاً شرح داده شد، قبل و حین جوشکاری رعایت شده باشد، آخرین مرحله بازرسی چشمی به راحتی تکمیل خواهد شد. از طریق این مرحله از بازرسی نسبت به مراحلی که قبلاً طی شده و نتیجتاً جوش رضایت بخشی را بوجود آورده اطمینان حاصل خواهد شد. بعضی از مواردی که نیاز به توجه خاصی بعد از تکمیل جوشکاری دارند به شامل موارد زیر است.
- ظاهر جوش بوجود آمده
- اندازه جوش بوجود آمده
- طول جوش
- صحت ابعادی
- میزان تغییر شکل
هدف اساسی از بازرسی جوش بوجود آمده در آخرین مرحله این است که از کیفیت جوش اطمینان حاصل شود. بنابراین آزمون چشمی چندین چیز مورد نیاز است .بسیاری از کدها و استانداردها میزان ناپیوستگیهایی که قابل قبول هستند را شرح میدهد. بسیاری از این ناپیوستگیها ممکن است در سطح جوش تکمیل شده بوجود آیند.
ناپیوستگیها
بعضی از انواع ناپیوستگیهایی که در جوشها یافت میشوند شامل موارد زیر است.
- تخلخل
- ذوب ناقص
- نفوذ ناقص در درز
- سوختگی کناره جوش (بریدگی)
- رویهم افتادگی
- ترکها
- ناخالصیهای سرباره
- گرده جوش اضافی (بیش از حد)
برای سازههایی که تحت بار خستگی یا سیکلی هستند، خطر این ناپیوستگیهای سطحی افزایش مییابد.
وجود سوختگی کناره (Undercut)، رویهم افتادگی (Overlap) و کنتور نامناسب سبب افزایش تنش میشود. بار خستگی میتواند سبب شکستهای ناگهانی شود که از این تغییر حالتهایی که بطور طبیعی روی میدهد، زیاد میشود. به همین خاطر است که بسیاری اوقات کنتور مناسب یک جوش میتواند بسیار با اهمیت تر از اندازه واقعی جوش باشد، زیرا جوشی که مقداری از اندازه واقعی کمتر باشد،بدون ناخالصیها و نامنظمیهای درشت، میتواند بسیار رضایت بخش تر از جوشی باشد که اندازه کافی ولی کنتور ضعیفی داشته باشد.
عملیات حرارتی بعد از جوشکاری
به لحاظ اندازه،شکل، یا نوع فلز پایه ممکن است عملیات حرارتی بعد از جوش در روش جوشکاری اعمال شود. این کار فقط از طریق اعمال حرارت (گرما) در محدوده دمایی بین پاس یا نزدیک به دمای آن ،صورت میگیرد تا از لحاظ متالورژیکی خواص جوش بوجود آمده را کنترل نمود. حرارت دادن در درجه حرارت دمای بین پاس، ساختار بلوری را به استثناء موارد خاص تحت تاثیر قرار نمیدهد. بعضی از حالات ممکن است نیاز به عملیات تنش زدایی حرارتی داشته باشند.
آزمایش ابعاد پایانی
اندازهگیری دیگری که کیفیت یک قطعه جوشکاری شده را تحت تاثیر قرار میدهد صحت ابعادی آن است. اگر یک قسمت جوشکاری شده بخوبی جفت و جور نشود، ممکن است غیر قابل استفاده شود اگر چه جوش دارای کیفیت کافی باشد. حرارت جوشکاری، فلز پایه را تغییر شکل داده و میتواند ابعاد کلی اجزاء را تغییر دهد. بنابراین، آزمایش ابعادی بعد از جوشکاری ممکن است برای تعیین متناسب بودن قطعات جوشکاری شده برای استفاده مورد نظر مورد نیاز واقع شود.
ويژگیها و وظايف بازرس جوش
دستهبندی بازرسان
- بازرس استاندارد
- بازرس کارفرما
- بازرس پيمانکار
- آزمونهای مخرب متخصص
- آزمونهای غيرمخرب متخصص
ويژگیهای بازرس جوش
- آشنايی با نقشهها و مشخصات فنی
- نقشه خوانی علائم قراردادی جوش
- آزمونهای غيرمخرب
آشنايی با زبان جوشکاری
- استفاده ار اصطالحات درست و رايج جوشکاری
- مطالعه فرهنگ جوشکاری
- آشنايی با عيوب جوشکاری
- آشنايی با روشهای بازرسی
- عدم استفاده از نامهای تجاری
آشنايی با فرايندهای جوشکاری
- شرح فرايند
- منبع حرارتی مورداستفاده
- چگونگی کنترل فرايند
- جنبههای عملياتی و مسايل امنيتی
