همه چیز درباره فولاد ساختمانی

محصول کوره ذوب آهن، چدن است که معمولاً دارای ناخالصی کربن و مقادیر جزیی ناخالصی‌های دیگر است که به نوع سنگ معدن و ناخالصی‌های همراه آن و همچنین به چگونگی کار کوره بلند ذوب آهن بستگی دارد.  از آنجایی که مصرف عمده آهن در صنعت بصورت فولاد است، از این رو، باید به روش مناسب چدن را به فولاد تبدیل کرد که در این عمل ناخالصی‌های کربن و دیگر ناخالصی‌ها به مقدار ممکن کاهش ‌یابند.  

روشهای تهیه فولاد روش بسمه:

در این روش ناخالصی‌های موجود در چدن مذاب را به کمک سوزاندن در اکسیژن کاهش داده و آن را به فولاد تبدیل می‌کنند.  پوشش جدار داخلی کوره بسمه از سیلیس یا اکسید منیزیم و گنجایش آن در حدود 15 تن است.  نحوه کار کوره به این ترتیب است که جریانی از هوا را به داخل چدن مذاب هدایت می‌کنند، تا ناخالصی‌های کربن و گوگرد به صورت گازهای SO2 و CO2 از محیط خارج شود و ناخالصی‌های فسفر و سیلیس موجود در چدن مذاب در واکنش با اکسیژن موجود در هوا به صورت اکسیدهای غیر فرار P4O10) و (SiO2 جذب جدارهای داخلی کوره شوند و بهترکیبات زودگداز Mg3(PO4)2 و MgSiO3 تبدیل و سپس به صورت سرباره خارج شوند.  سرعت عمل این روش زیاد است، به همین دلیل کنترل مقدار اکسیژن مورد نیاز برای حذف دلخواه ناخالصی‌های چدن غیرممکن است و در نتیجه فولاد با کیفیت مطلوب و دلخواه را نمی‌توان به این روش بدست آورد.

روش کوره باز (یا روش مارتن) : در این روش برای جدا کردن ناخالصی‌های موجود در چدن، از اکسیژن موجود در زنگ آهن یا اکسید آهن به جای اکسیژن موجود در هوا در روش بسمه (به منظور سوزاندن ناخالصی‌هایی مانند کربن، گوگرد و غیره) استفاده می‌شود.  برای این منظور از کوره باز استفاده می‌شود که پوشش جدار داخلی آن از MgO و CaO تشکیل شده است و گنجایش آن نیز بین 50 تا 150 تن چدن مذاب است.  حرارت لازم برای گرم کردن کوره از گازهای خروجی کوره و یا مواد نفتی تأمین می‌شود.  برای تکمیل عمل اکسیداسیون، هوای گرم نیز به چدن مذاب دمیده می‌شود.  زمان عملکرد این کوره طولانی‌تر از روش بسمه است.  از این نظر می‌توان با دقت بیشتری عمل حذف ناخالصی‌ها را کنترل کرد و در نتیجه محصول مرغوب‌تری به دست آورد.  

روش الکتریکی  : از این روش در تهیه فولادهای ویژه‌ای که برای مصارف علمی ‌و صنعتی بسیار دقیق لازم است، استفاده می‌شود که در کوره الکتریکی با الکترودهای گرافیت صورت می‌گیرد.  از ویژگی‌های این روش این است که احتیاج به ماده سوختنی و اکسیژن ندارد و دما را می‌توان نسبت به دو روش قبلی، بالاتر برد.   این روش برای تصفیه مجدد فولادی که از روش بسمه و یا روش کوره باز بدست آمده است، به منظور تبدیل آن به محصول مرغوبتر، بکار می‌رود.  برای این کار مقدار محاسبه شده‌ای از زنگ آهن را به فولاد به دست آمده از روشهای دیگر، در کوره الکتریکی اضافه کرده و حرارت می‌دهند.  در این روش، برای جذب و حذف گوگرد موجود در فولاد مقدار محاسبه شده‌ای اکسید کلسیم و برای جذب اکسیژن محلول در فولاد مقدار محاسبه شده‌ای آلیاژ فروسیلیسیم (آلیاژ آهن و سیلیسیم) اضافه می‌کنند.  

انواع فولاد و کاربرد آنها

از نظر محتوای کربن، فولاد به سه نوع تقسیم می‌شود:

فولاد نرم : این نوع فولاد کمتر از 2/0 درصد کربن دارد و بیشتر در تهیه پیچ و مهره، سیم خاردار و چرخ دنده ساعت و...  بکار می‌رود.  

فولاد متوسط : این فولاد بین 2/0تا 6/0 درصد کربن دارد و برای تهیه ریل و راه آهن و مصالح ساختمانی مانند تیرآهن مصرف می‌شود.  

فولاد سخت : فولاد سخت بین 6/0 تا 6/1 درصد کربن دارد که قابل آب دادن است و برای تهیه فنرهای فولادی، تیر، وسایل جراحی، مته و...  بکار می‌رود.  

اصطلاح فولاد (Steel) برای آلیاژهای آهن که تا حدود 1،5 درصد کربن دارند و غالبا با فلزهای دیگر همراهند، بکار می‌رود.  خواص فولاد به درصد کربن موجود در آن، عملیات حرارتی انجام شده بر روی آن و فلزهای آلیاژ دهنده موجود در آن بستگی دارد.

کاربرد انواع مختلف فولاد

از فولادی که تا 0. 2 درصد کربن دارد، برای ساختن سیم، لوله و ورق فولاد استفاده می‌شود.  فولاد متوسط 0. 2 تا 0. 6 درصد کربن دارد و آن را برای ساختن ریل، دیگ بخار و قطعات ساختمانی بکار می‌برند.  فولادی که 0. 6 تا 1. 5 درصد کربن دارد، سخت است و از آن برای ساختن ابزارآلات، فنر و کارد و چنگال استفاده می‌شود.  

ناخالصی‌های آهن و تولید فولاد

آهنی که از کوره بلند خارج می‌شود، چدن نامیده می‌شود که دارای مقادیری کربن،گوگرد،فسفر، سیلیسیم، منگنز و ناخالصی‌های دیگر است.  در تولید فولاد دو هدف دنبالمی‌شود:

1- سوزاندن ناخالصی‌های چدن

2- افزودن مقادیر معین از مواد آلیاژ دهنده به آهن

منگنز، فسفر و سیلیسیم در چدن مذاب توسط هوا یا اکسیژن به اکسید تبدیل می‌شوند و با کمک ذوب مناسبی ترکیب شده، به صورت سرباره خارج می‌شوند.  گوگرد به صورت سولفید وارد سرباره می‌شود و کربن هم می‌سوزد و مونوکسید کربن (CO) یا دی‌اکسید کربن (CO2) در می‌آید.  چنانچه ناخالصی اصلی منگنز باشد، یک کمک ذوب اسیدی که معمولاً دی‌اکسید سیلسیم (SiO2) است، بکار می‌برند:

MnO + SiO2 -------> MnSiO3

و چنانچه ناخالصی اصلی سیلسیم یا فسفر باشد (و معمولاً چنین است)، یک کمک ذوب بازی که معمولاً اکسید منیزیم (MgO) یا اکسید کلسیم (CaO) است، اضافه می‌کنند:

(MgO + SiO2 -------> MgSiO2

6MgO + P4O10 -------> 2Mg3(PO4)2

کوره تولید فولاد و جدا کردن ناخالصی‌ها

معمولاً جداره داخلی کوره‌ای را که برای تولید فولاد بکار می‌رود، توسط آجرهایی که از ماده کمک ذوب ساخته شده‌اند، می‌پوشانند.  این پوششی مقداری از اکسیدهایی را که باید خارج شوند، به خود جذب می‌کند.  برای جدا کردن ناخالصی‌ها، معمولاً از روش کوره باز استفاده می‌کنند.  این کوره یک ظرف بشقاب مانند دارد که در آن 100 تا 200 تن آهن مذاب جای می‌گیرد.

بالای این ظرف، یک سقف مقعر قرار دارد که گرما را روی سطح فلز مذاب منعکس می‌کند.  جریان شدیدی از اکسیژن را از روی فلز مذاب عبور می‌دهند تا ناخالصی‌های موجود در آن بسوزند.  در این روش ناخالصیها در اثر انتقال گرما در مایع و عمل پخش به سطح مایع می‌آیند و عمل تصفیه چند ساعت طول می‌کشد، البته مقداری از آهن، اکسید می‌شود که آن را جمع‌آوری کرده، به کوره بلند باز می‌گردانند.  

روش دیگر جدا کردن ناخالصی‌ها از آهن

در روش دیگری که از همین اصول شیمیایی برای جدا کردن ناخالصی‌ها از آهن استفاده می‌شود، آهن مذاب را همراه آهن قراضه و کمک ذوب در کوره‌ای بشکه مانند که گنجایش 300 تن بار را دارد، می‌ریزند.  جریان شدیدی از اکسیژن خالص را با سرعت مافوق صوت بر سطح فلز مذاب هدایت می‌کنند و با کج کردن و چرخاندن بشکه، همواره سطح تازه‌ای از فلز مذاب را در معرض اکسیژن قرار می‌دهند.

اکسایش ناخالصی‌ها بسیار سریع صورت می‌گیرد و وقتی محصولات گازی مانند CO2 رها می‌شوند، توده مذاب را به هم می‌زنند، بطوری که آهن ته ظرف، رو می‌آید.  دمای توده مذاب، بی آنکه از گرمای خارجی استفاده شود، تقریبا به دمای جوش آهن می‌رسد و در چنین دمایی، واکنشها فوق‌العاده سریع بوده، تمامی‌ این فرایند، در مدت یک ساعت یا کمتر کامل می‌شود ومعمولاً محصولی یکنواخت و دارای کیفیت خوب بدست می‌آید.  

تبدیل آهن به فولاد

آهن مذاب تصفیه شده را با افزودن مقدار معین کربن و فلزهای آلیاژ دهنده مثل وانادیم،کروم،تیتانیم، منگنز و نیکل به فولاد تبدیل می‌کنند.  فولادهای ویژه ممکن است مولیبدن،تنگستن یافلزهای دیگر داشته باشند.  این نوع فولادها برای مصارف خاصی مورد استفاده قرارمی‌گیرند.  در دمای زیاد، آهن و کربن با یکدیگر متحد شده، کربید آهن (Fe3C) به نام «سمانتیت» تشکیل می‌دهند.  این واکنش، برگشت‌پذیر و گرماگیر است:

Fe3C <-------گرما + 3Fe + C

هرگاه فولادی که دارای سمانتیت است، به کندی سرد شود، تعادل فوق به سمت تشکیل آهن و کربن، جابجا شده، کربن به صورت پولکهای گرافیت جدا می‌شود و به فلز، رنگ خاکستری می‌دهد.  برعکس، اگر فولاد به سرعت سرد شود، کربن عمدتا به شکل سمانتیت که رنگ روشنی دارد، باقی می‌ماند.  تجزیه سمانتیت در دمای معمولی به اندازه‌ای کند است که عملا انجام نمی‌گیرد.
فولادی که دارای سمانتیت است، از فولادی که دارای گرافیت است، سخت‌تر و خیلی شکننده‌تر است.  در هر یک از این دو نوع فولاد، مقدار کربن را می‌توان در محدوده نسبتاً وسیعی تنظیم کرد.  همچنین، می‌توان مقدار کل کربن را در قسمتهای مختلف یک قطعه فولاد تغییر داد و خواص آن را بهتر کرد.  مثلاً بلبرینگ از فولاد متوسط ساخته شده است تا سختی و استحکام داشته باشد و لیکن سطح آن را در بستری از کربن حرارت می‌دهند تا لایه نازکی از سمانتیت روی آن تشکیل گردد و بر سختی آن افزوده شود

ورقهای پلی استایرن

ماهیت منحصر به فرد پلی استون
الف- کل توده این ماده کاملا یکنواخت است، به همین دلیل خراشها و تغییر رنگهای سطح که در اثر حرارت اجسام داغ و سیگار به وجود می آید توسط اسکاچ یا کاغذ سنباده از روی این سطوح پاک می شوند.  در نتیجه پلی استون بسیار بادوام و قابل تعمیر است و این مزیتی است که سایر مواد جایگزین مانند سنگ، چوب و یا صفحات روکش شده ندارند.

ب- پلی استون پس از نصب هیچگونه درز و اتصالی ندارد، در سطوح بزرگ حالتی همچون سنگیکپارچه را به نمایش می گذارد و از زیبایی بی نظیری برخوردار است
ج- پاک کردن سطوح پلی استون از چرکها و آلودگی ها توسط پاک کننده های خانگی به آسانی امکان پذیر است.  هیچ ماده ای به اندازه پلی استون در مقابل لکه ها مقاوم نیست.  این ماده فاقد منفذ است، بنابراین مایعات، جرمها و باکتریها نمی توانند در آن نفوذ کنند.  مجموعه اینخواص پلی استون را تبدیل به ماده ای کاملا بهداشتی و محیطی مناسب برای کار کردن با مواد غذایی می گرداند
د- پلی استون را می توان به هر اندازه برید، چسباند، سوراخ کرد،انحنا داد، تراشید و شکل داد.  این قابلیتهای منحصر به فرد به شما امکان می دهد تا بدون هیچگونه محدودیتی به سفر دردنیای طرحها بپردازید.
ه- پلی استون رنگارنگ است، حتی سینکهای آشپزخانه و کاسه های دستشویی هم در مدلها و رنگهای متنوع ارایه می شوند.
و- پلی استون ظاهری چون سنگ دارد، ولی بر خلاف سنگ گرم می باشد.
ز- پلی استون از مقاومت شیمیایی بسیار خوبی در برابر اسیدها، مواد آلکیلی و حلالهای آلی برخوردار است.
ط- وزن مخصوص پلی استون نصف سنگ است بنابراین جایگزین مناسبی برای سنگ می باشد.

اصول بازرسی چشمی

مقدمه:

دربسیاری از برنامه های تدوین شده توسط سازنده جهت کنترل کیفیت محصولات،از آزمون
چشمی به عنوان اولین تست و یا در بعضی موارد به عنوان تنها متد ارزیابی بازرسی
،استفاده می شود.اگر آزمون چشمی بطور مناسب اعمال شود،ابزار ارزشمندی می تواند
واقع گردد.

بعلاوه یافتن
محل عیوب سطحی، بازرسی چشمی می تواند بعنوان تکنیک فوق العاده کنترل پروسه برای
کمک در شناسایی مسائل و مشکلات مابعد ساخت بکار گرفته شود.

آزمون چشمی
روشی برای شناسایی نواقص و معایب سطحی می باشد.نتیجتا هر برنامه کنترل کیفیت که
شامل بازرسی چشمی می باشد،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 می افتد،میسر میشود.

کشف و تعمیر
این عیوب در زمان فوق،کاهش هزینه قابل توجهی را در بر خواهد داشت.بطوری که نشان
داده شده است بسیاری از عیوبی که بعدها با روشهای تست پیشرفته تری کشف می
شوند،با برنامه بازرسی چشمی قبل،حین و بعد از جوشکاری به راحتی قابل کشف می
باشند.سازندگان فایده یک سیستم کیفیتی که بازرسی چشمی منظمی داشته است را بخوبی
درک کرده اند.

میزان تاثیر
بازرسی چشمی هنگامی بهتر می شود که یک سیستمی که تمام مراحل پروسه
جوشکاری(قبل،حین و بعد از جوشکاری) را بپوشاند،نهادینه شود.

قبل از جوشکاری
،یک سری موارد نیاز به توجه بازرس چشمی دارد که شامل زیر است:

1. 
   مرور طراحی
   ها و مشخصات
2. 
   چک کردن
   تاییدیه پروسیجرها و پرسنل مورد استفاده
3. 
   بنانهادن
   نقاط تست
4. 
   نصب نقشه
   ای برای ثبت نتایج
5. 
   مرور مواد
   مورد استفاده
6. 
   چک کردن
   ناپیوستگی های فلز پایه
7. 
   چک کردن
   فیت آپ و تراز بندی اتصالات جوش
8. 
   چک کردن
   پیش گرمایی در صورت نیاز

اگر بازرس توجه
بسیار دقیقی به این آیتم های مقدماتی بکند،می تواند از بسیاری مسائل که بعدها
ممکن است اتفاق بیافتد،جلوگیری نماید.مساله بسیار مهم این است که بازرس باید
بداند چه چیزهایی کاملا مورد نیاز می باشد.این اطلاعات را می توان از مرور
مستندات مربوطه بدست آورد.با مرور این اطلاعات،سیستمی باید بنا نهاده شود که
تضمین کند رکوردهای کامل و دقیقی را می توان بطور عملی ایجاد کرد.

نقاط نگهداری.

باید بنا نهادن
نقاط تست یا نقاط نگهداری جایی که آزمون باید قبل از تکمیل هر گونه مراحل بعدی
ساخت انجام شود، در نظر گرفته شود. این موضوع در پروژه های بزرگ ساخت یا
تولیدات جوشکاری انبوه،بیشترین اهمیت را دارد.

 روشهای جوشکاری.
مرحله دیگر
مقدماتی این است که اطمینان حاصل کنیم آیا روشهای قابل اعمال جوشکاری ،ملزومات
کار را برآورده می سازند یا نه؟مستندات مربوط به تایید یا صلاحیت های جوشکاران
هر کدام بطور جداگانه باید مرور شود.طراحی ها و مشخصات معین می کند که چه
فلزهای پایه ای باید به یکدیگر متصل شوند و چه فلز پرکننده باید مورد استفاده
قرار گیرد.برای جوشکاری سازه و دیگر کاربردهای بحرانی،جوشکاری بطور معمول بر
طبق روشهای تایید شده ای که متغیرهای اساسی پروسه را ثبت می کنند و بوسیله
جوشکارانی که برای پروسه ،ماده و موقعیتی که قرار است جوشکاری شود،تایید شده
اند،انجام می گیرد.در بعضی موارد مراحل اضافی برای آماده سازی مواد مورد نیاز
می باشد.بطور مثال در جاهایی که الکترودهای از نوع کم-هیدروژن مورد نیاز
باشد،وسایل ذخیره آن باید بوسیله سازنده در نظر گرفته شود.

 موادپایه.
قبل از جوشکاری
، شناسایی نوع ماده و یک تست کامل از فلزات پایه ای مربوطه باید انجام
گیرد.اگر یک ناپیوستگی همچون جدالایگی صفحه ای وجود داشته باشد و کشف نشده باقی
بماند روی صحت ساختاری کل جوش احتمال تاثیر دارد.در بسیاری از اوقات جدالایگی
در طول لبه ورقه قابل رویت می باشد بخصوص در لبه هایی که با گاز اکسیژن برش
داده شده است.

 مونتاژ اتصالات. برای یک جوش،بحرانی ترین قسمت ماده پایه،ناحیه ای
است که برای پذیرش فلز جوشکاری به شکل اتصال،آماده سازی می شود.اهمیت مونتاژ
اتصالات قبل از جوشکاری را نمی توان 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:

1. 
   زاویة شیار (Groove
   angle)
2. 
   دهانه ریشه (Root
   opening)
   
3. 
   ترازبندی اتصال (Joint
   alignment)
4. 
   پشت بند (Backing)
   
5. 
   الکترودهای مصرفی (Consumable
   insert)
6. 
   تمیز بودن اتصال (Joint
   cleanliness)
7. 
   خال جوش ها (Tack
   welds)
8. 
   پیش گرم کردن (Preheat)
   هر کدام از این فاکتورها رفتار مستقیم روی کیفیت جوش بوجود
   آمده،دارند.اگر مونتاژ ضعیف باشد،کیفیت جوش احتمالا زیر حد استاندارد خواهد
   بود.دقت زیاد در طول اسمبل کردن یا سوار کردن اتصال می تواند تاثیر زیادی در
   بهبود جوشکاری داشته باشد.اغلب آزمایش اتصال قبل از جوشکاری عیوبی را که در
    استاندارد محدود شده اند را آشکار می سازد،البته این
   اشکالات ،محلهایی می باشند که در طول مراحل بعدی بدقت می توان آنها را بررسی
   کرد.برای مثال،اگر اتصالی از نوع
   T (T-joint)
   برای جوشهای گوشه ای(Fillet
   welds)، شکاف وسیعی از ریشه نشان دهد،اندازه جوش
   گوشه ای مورد نیاز باید به نسبت مقدار شکاف ریشه افزوده شود. بنابراین اگر
   بازرس بداند چنین وضعیتی وجود دارد،مطابق به آن ،نقشه یا اتصال جوش باید علامت
   گذاری شود، و آخرین تعیین اندازه جوش به درستی شرح داده شود.

حین جوشکاری.
در حین جوشکاری،چندین آیتم وجود دارد که نیاز به کنترل دارد تا نتیجتا جوش
رضایتبخشی حاصل شود.آزمون چشمی اولین متد برای کنترل این جنبه از ساخت می
باشد.این می تواند ابزار ارزشمندی در کنترل پروسه باشد.بعضی از این جنبه های
ساخت که باید کنترل شوند شامل موارد زیر می باشد:

(1)   

کیفیت پاس ریشه جوش()weld
root bead

(2)   

آماده سازی ریشه اتصال قبل از جوشکاری طرف دوم

(3)   

پیش گرمی و دماهای میان پاسی

(4)   

توالی پاسهای جوش

(5)   

لایه های بعدی جهت کیفیت جوش معلوم

(6)   

تمیز نمودن بین پاسها

(7)   

پیروی از پروسیجر کاری همچون ولتاژ،آمپر،ورود حرارت،سرعت.

هر کدام از این فاکتورها اگر نادیده گرفته شود سبب بوجود آمدن ناپیوستگی هایی
می شود که می تواند کاهش جدی کیفیت را در بر داشته باشد.

 پاس ریشه جوش. شاید بتوان گفت بحرانی ترین قسمت هر جوشی پاس ریشه جوش می باشد.مشکلاتی
که در این نقطه وجود دارد...

در نتیجه بسیاری از عیوب که بعدها در یک جوش کشف می شوند مربوط به پاس ریشه جوش
می باشند.بازرسی چشمی خوب روی پاس ریشه جوش می تواند بسیار موثر باشد.وضعیت
بحرانی دیگر ریشه اتصال در درزهای جوش دو طرفه هنگام اعمال جوش طرف دوم بوجود
می آید. این مساله معمولا شامل جداسازی سرباره(slag)
و دیگر بی نظمی ها توسط تراشه برداری(chipping)،رویه
برداری حرارتی(thermal gouging) یا سنگ زنی(grinding)
می باشد.وقتی که عملیات جداسازی کاملا انجام گرفت آزمایش منطقه گودبرداری شده
قبل از جوشکاری طرف دوم لازم است.این کار به خاطر این است که از جداشدن تمام
ناپیوستگی ها اطمینان حاصل شود.اندازه یا شکل شیار برای دسترسی راحت تر به تمام
سطوح امکان تغییر دارد.

پیش گرمی و دماهای بین پاس.
پیش گرمی و دماهای بین پاس می توانند بحرانی باشند و اگر تخصیص یابند قابل
اندازه گیری می باشند.محدودیت ها اغلب بعنوان می نیمم،ماکزیمم و یا هر دو بیان
می شوند.همچنین برای مساعدت در کنترل مقدار گرما در منطقه جوش،توالی و جای تک
تک پاسها اهمیت دارد .بازرس باید ازاندازه و محل هر تغییر شکل یا چروکیدگی(shrinkage)
سبب شده بوسیله حرارت جوشکاری آگاه باشد. بسیاری از اوقات همزمان با پیشرفت
گرمای جوشکاری اندازه گیری های تصحیحی گرفته می شود تا مسائل کمتری بوجود آید.

 آزمایش بین لایه ای .
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 می توان
دریافت که آیا بین پاسها بخوبی تمیز شده اند یا نه؟ با این عمل می توان امکان
روی دادن ناخالصی سرباره در جوش پایانی را کاهش داد.بسیاری از این گونه موارد
احتمالا در دستورالعمل جوشکاری اعمالی،آورده شده اند.

در این گونه موارد،بازرسی چشمی که در طول جوشکاری انجام می گیرد اساسا برای
کنترل این است که ملزومات روش جوشکاری رعایت شده باشد. 

بعد از جوشکاری.
بسیاری از افراد فکر می کنند که بازرسی چشمی درست بعد از تکمیل جوشکاری شروع می
شود.به هر حال اگر همه مراحلی که قبلا 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 قبلا طی شده و نتیجتا جوش رضایت بخشی را بوجود آورده
اطمینان حاصل خواهد شد. بعضی از مواردی که نیاز به توجه خاصی بعد از تکمیل
جوشکاری دارند عبارتند از:

(1) ظاهر جوش بوجود آمده

(2) اندازه جوش بوجود آمده

(3) طول جوش

(4) صحت ابعادی

(5) میزان تغییر شکل

(6) عملیات حرارتی بعد از جوشکاری

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 می باشد.بسیاری از
کدها و استانداردها میزان ناپیوستگی هایی که قابل قبول هستند را شرح می دهد و
بسیاری از این ناپیوستگی ها ممکن است در سطح جوش تکمیل شده بوجود آیند.

 ناپیوستگی ها .
بعضی از انواع ناپیوستگی هایی که در جوشها یافت می شوند عبارتند از:

(1)   

تخلخل

(2)   

ذوب ناقص

(3)   

نفوذ ناقص در درز

(4)   

بریدگی(سوختگی) کناره جوش

(5)   

رویهم افتادگی

(6)   

ترکها

(7)   

ناخالصی های سرباره

(8)   

گرده جوش اضافی(بیش از حد)

در حالی که ملزومات کد امکان دارد مقادیر محدودی از بعضی از این ناپیوستگی ها
را تایید نماید ولی عیوب ترک و ذوب ناقص هرگز پذیرفته نمی شود.

برای سازه هایی که تحت بار خستگی و یا سیکلی (Cyclic) می باشند، خطر این ناپیوستگی های سطحی افزایش می یابد. در اینگونه شرایط،بازرسی چشمی سطوح ،پر اهمیت ترین بازرسی است که می توان انجام داد.
وجود سوختگی کناره (Undercut)،رویهم افتادگی(Overlap) و کنتور نامناسب سبب افزایش تنش می شود؛ بار خستگی می تواند سبب شکستهای ناگهانی شود که از این تغییر حالتهایی که بطور طبیعی روی می دهد، زیاد می شود.به همین خاطر است که بسیاری اوقات کنتور مناسب یک جوش می تواند بسیار با اهمیت تر از اندازه واقعی جوش باشد،زیرا جوشی که مقداری از اندازه واقعی کمتر باشد،بدون ناخالصی ها و نامنظمی های درشت،می تواند بسیار رضایت بخش تر از جوشی باشد که اندازه کافی ولی کنتور ضعیفی داشته باشد.

برای تعیین اینکه مطابق استاندارد بوده است ،بازرس باید کنترل کند که آیا همه جوشها طبق ملزومات طراحی از لحاظ اندازه و محل(موقعیت) صحیح می باشند یا نه؟اندازه جوش گوشه ای(Fillet) بوسیله یکی از چندین نوع سنجه های جوش برای تعیین بسیار دقیق و صحیح اندازه
تعیین می شود.

در مورد جوشهای شیاری(Groove)
باید از لحاظ گرده جوش مناسب دو طرف درز را اندازه گیری کرد.بعضی از شرایط ممکن است نیاز به ساخت سنجه های جوش خاص داشته باشند.

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 می گیرد 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 نمی دهد.بعضی از حالات ممکن است نیاز به
عملیات تنش زدایی حرارتی داشته باشند.بطوری که قطعات جوش خورده بتدریج در یک
سرعت مشخص تا محدوده تنش زدایی تقریبا
°F1100
تا F
°1200
(590 تا 650 درجه سانتی گراد) برای اکثر فولادهای کربنی گرما داده می شود.

بعد از نگهداری در این دما به مدت یک ساعت برای هر اینچ از ضخامت فلز پایه،قطعات جوش خورده تا دمای حدود
°F600
(315 درجه سانتی گراد) در یک سرعت کنترل شده سرد می شود. بازرس در تمام این مدت
مسئولیت نظارت بر انجام کار را دارد تا از صحت کار انجام شده و تطابق با ملزومات روش کار اطمینان حاصل نماید 

  آزمایش ابعاد پایانی.
اندازه گیری دیگری که کیفیت یک قطعه جوشکاری شده را تحت تاثیر قرار می دهد صحت
ابعادی آن می باشد. اگر یک قسمت جوشکاری شده بخوبی جفت و جور نشود،ممکن است غیر
قابل استفاده شود اگرچه جوش دارای کیفیت کافی باشد.

حرارت جوشکاری ، فلز پایه را تغییر شکل داده و می تواند ابعاد کلی اجزاء را تغییر دهد.بنابراین، آزمایش ابعادی بعد از جوشکاری ممکن است برای تعیین متناسب بودن قطعات جوشکاری شده برای استفاده موردنظر مورد نیاز واقع شود.

                   

<><>
<>
<>
<>

آزمونهای غیر مخرب ( Non Destvuctive Testing) مهندسین معمولاً عادت دارند خواص یک ماده را روی نمونه‌های مخصوصی که از همین ماده تهیه شده‌اند با آزمونهای استاندارد ارزیابی کنند. اطلاعات بسیار ارزشمندی از این آزمونهای به دست می‌آید که شامل خواص کششی، فشاری، برشی و ضربه‌ای ماده مورد نظر است. اما این آزمونها ماهیت تخریبی دارند. بعلاوه خواص ماده به گونه‌ای که با آزمونهای استاندارد تا حد تخریب تعیین می‌شود، به یقین راهنمای روشنی در مورد مشخصات کارایی قطعه‌ای نیست که بخش پیچیده‌ای از یک مجموعه مهندسی را تشکیل می‌دهد. در طی تولید و حمل و نقل امکان دارد که انواع عیوب با اندازه‌های مختلف در ماده یا قطعه به وجود آیند. ماهیت و اندازه دقیق هر عیب روی عملیات بعدی آن قطعه تاثیر خواهد داشت. عیوب دیگری نیز مانند ترکهای حاصل از خستگی یا خوردگی ممکن است در طی کار قطعه ایجاد شوند. بنابراین برای آشکار سازی وجود عیبها در مرحله تولید و نیز جهت تشخیص و تعیین سرعت رشد این نقصها در طول عمر قطعه یا دستگاه ، داشتن وسائل مطمئن ضروری است. منشا بعضی عیوب که در مواد و قطعات یافت می‌شوند، عبارتند از : - عیوبی که ممکن است طی ساخت مواد خام یا تولید قطعات ریختگی به وجود آیند (ناخالصیهای سرباره، حفره‌های گازی، حفره‌های انقباضی، ترکهای تنشی و ... ) - عیوبی که ممکن است طی تولید قطعات به وجود آیند (عیوب ماشینکاری، عیوب عملیات حرارتی، عیوب جوشکاری، ترکهای ناشی از تنشهای پسماند و ...) - عیوبی که ممکن است طی مونتاژ قطعات به وجود آیند (کم شدن قطعات، مونتاژ نادرست، ترکهای ناشی از تنش اضافی و ...) - عیوبی که در مدت کاربری و حمل و نقل به وجود می‌آیند (خستگی، خوردگی، سایش، خزش، ناپایداری حرارتی و ...) روشهای مختلف آزمونهای غیرمخرب در عمل می‌توانند به راههای بسیار متفاوتی در عیب یابی به کار روند. اعتبار هر روش آزمون غیرمخرب سنجشی از کارایی آن روش در رابطه با آشکارسازی نوع و شکل و اندازه بخصوص عیبها است. بعد از آن که بازرسی تکمیل شد، احتمال معینی وجود دارد که یک قطعه عاری از یک نوع عیب با شکل و اندازه بخصوص باشد. هر قدر این احتمال بالاتر باشد اعتبار روش به کار رفته بیشتر خواهد بود. اما باید این واقعیت را به خاطر داشت که بازرسیهای غیرمخرب برای اغلب قطعات به وسیله انسان انجام می‌گیرد و در اصل دو نفر همیشه نمی‌توانند یک کار تکراری مشابه را بطور دقیق همانند یکدیگر انجام دهند. از این رو باید یک ضریب عدم یقین در برآورد اعتبار بازرسی به حساب آورده شود و ارزش تصمیماتی رد و یا قبول قطعه باید از رویدادهای آماری تخمین زده شود. نقش بازرسی غیرمخرب این است که با میزان اطمینان معینی ضمانت نماید که در زمان بکارگیری قطعه برای بار طراحی، ترکهایی به اندازه بحرانی شکست در قطعه وجود ندارند. همچنین ممکن است لازم باشد که با اطمینان، عدم وجود ترکهای کوچکتر از حد بحرانی را نیز ضمانت کند. اما رشد ترکهای کوچکتر از حد بحرانی. بویژه در مورد قطعاتی که در معرض بارهای خستگی قرار دارند و یا در محیطهای خورنده کار می‌کنند، اهمیت دارد، بطوریکه این گونه قطعات، قبل از این که شکست ناگهانی در آنها اتفاق بیفتد، به یک حداقل عمر کار مفید برسند. در برخی حالتها، بازرسیهای مرتب و متناوب جهت اطمینان از نرسیدن ترکها به اندازه بحرانی ممکن است ضروری باشد. بکارگیری ایده‌های مکانیک شکست در طراحی، برای توانایی روشهای مختلف آزمونهای غیرمخرب در آشکارسازی ترکهای کوچک، حد و مرز تعیین می‌کند. اختلاف بین کوچکترین ترک قابل آشکارسازی و اندازه بحرانی آن، میزان ایمنی یک قطعه است. در هر برنامه خاص بازرسی، تعداد عیوب شناسایی شده (هر چند زیاد)، با تعداد واقعی آنها مطابقت پیدا نمی‌کند، بنابراین احتمال شناسایی یک قطعه سالم و بدون عیبهای با اندازه‌های گوناگون کاهش می‌یابد. اما هنگامی که قطعات بسیار مهم مورد نظر هستند، سعی بر این است تا حد امکان عیبهای بیشتری شناسایی شوند و تمایل به قبول تمام نشانه‌های وجود عیبها زیاد است. زیرا اگر قطعه‌ای در طی بازرسی مردود و غیرقابل مصرف معرفی شود، بهتر از آن است که هنگام استفاده منجر به شکست فاجعه آمیز شود. مسلم است مهندسی که ایده‌های مکانیک شکست را مورد استفاده قرار می‌دهد، علاقه‌مند است که بداند به چه اندازه عیبها را در هنگام بازرسی مورد نظر داشته باشد. انتخاب روش با این بررسی اولیه تعیین می‌شود و تمام پارامترهای دیگر در درجه دوم اهمیت قرار می‌گیرند. برای مثال بازرسی ترکهای مربوط به خستگی قطعات فولادی به روش فراصوتی که نسبتاً براحتی قابل اجرا است، در مقابل تجزیه و تحلیل به روش جریان گردابی برای آشکارسازی ترکهایی به طول 5/1 میلیمتر، کنار گذاشته می‌شود زیرا احتمال آشکارسازی این ترکها با فراصوتی 50 درصد و با جریان گردابی 80 درصد است. یکی از فایده‌های بدیهی و روشن به کار بردن صحیح آزمونهای غیرمخرب، شناسایی عیوبی است که اگر بدون تشخیص در قطعه باقی بمانند، موجب شکست فاجعه آمیز قطعه و در نتیجه بروز خسارتهای مالی و جانی فراوان خواهند شد. استفاده از این روشهای آزمون می‌تواند فواید زیادی از این بابت ، در بر داشته باشد. بکارگیری هر یک از سیستمهای بازرسی متحمل هزینه است، اما اغلب استفاده موثر از روشهای بازرسی مناسب موجب صرفه‌جویی‌های مالی قابل ملاحظه‌ای خواهد شد. نه فقط نوع بازرسی، بلکه مراحل بکارگیری آن نیز مهم است. بکارگیری روشهای آزمون غیرمخرب روی قطعات ریختگی و آهنگری کوچک بعد از آنکه کلیه عملیات ماشینکاری روی آنها انجام گرفت، معمولا بیهوده خواهد بود. در اینگونه موارد باید قبل از انجام عملیات ماشینکاری پرهزینه قطعات بدقت بازرسی شوند و قطعاتی که دارای عیوب غیرقابل قبول هستند، کنار گذاشته شوند. باید توجه داشت کلیه معایبی که در این مرحله تشخیص داده می‌شوند، نمی‌توانند موجب مردود شدن قطعه از نظر بازرسی باشند. ممکن است قطعه‌ای دارای ناپیوستگیها و ترکهای سطحی بسیار ریز باشد که در مراحل ماشینکاری از بین بروند. آزمایش پرتو نگاری و تفسیر فیلم Radiographic Testing and Film Interpretation تابش الکترومغناطیسی با طول موجهای بسیار کوتاه، یعنی پرتو ایکس یا پرتو گاما از درون مواد جامد عبور می‌کند اما بخشی از آن، توسط محیط جذب می‌شود. مقدار جذب پرتو در هنگام عبور از ماده به چگالی و ضخامت ماده و همچنین ویژگیهای تابش بستگی دارد. تابش عبوری از درون ماده می‌تواند به وسیله یک فیلم یا کاغذ حساس آشکار شده و روی صفحه فلورسنت مشاهده شود، یا این که توسط دستگاههای حساس الکترونیکی نشان داده شود. اگر بخواهیم دقیقتر بگوییم، عبارت پرتو نگاری به معنی فرایندی است که در نتیجه آن ، تصویری روی فیلم ایجاد شود، بررسی این فیلم را تفسیر می‌گوییم. بعد از این که فیلم عکس گرفته شده پرتو نگاری ظاهر شد، تصویری سایه روشن با چگالی متفاوت مشاهده می‌شود. قسمتهایی از فیلم که بیشترین مقدار تابش را دریافت کرده‌اند، سیاهتر دیده می‌شوند. همچنانکه پیشتر گفته شد، مقدار تابش جذب شده توسط ماده، تابعی از چگالی و ضخامت آن خواهد بود. همچنین وجود عیوب خاص، مانند حفره‌ها و تخلخل درون ماده، بر مقدار تابش جذب شده تاثیر خواهد گذاشت. بنابراین پرتو نگاری می‌تواند برای آشکار سازی انواع خاصی از عیوب در بازرسی مواد و قطعات به کار رود. استفاده از پرتو نگاری و فرآینده‌های مربوط به آن باید به شدت کنترل شود، زیرا قرار گرفتن انسان در معرض پرتو می‌تواند منجر به آسیب بافت بدن شود. آزمایش فراصوتی (Ultrasonic Testing) در این روش، امواج صوتی با بسامد 5/0 تا 20 مگاهرتز به درون قطعه فرستاده می‌شود. این موج پس از برخورد به سطح مقابل قطعه باز تابیده می‌شود. با توجه به زمان رفت و برگشت این موج، می‌توان ضخامت قطعه را تعیین کرد. حال اگر یک عیب در مسیر رفت و برگشت موج باشد، از این محل هم موجی بازتابیده خواهد شد که اختلاف زمانی نسبت به مرحله اول، محل عیب را مشخص می‌کند. روشهای فراصوتی به طور گسترده‌ای برای آشکارسازی عیوب داخلی مواد به کار می‌روند ولی می‌توان از آنها برای آشکارسازی ترکهای کوچک سطحی نیز استفاده کرد. بازرسی با ذرات مغناطیسی (Magnetic Particle Testing) بازرسی با ذرات مغناطیسی، روش حساسی برای ردیابی عیوب سطحی و برخی نقصهای زیر سطحی قطعات فرو مغناطیسی است. پارامترهای اساسی فرآیند به مفاهیم نسبتاً ساده‌ای بستگی دارد. هنگامی که یک قطعه فرومغناطیسی، مغناطیس می‌شود، ناپیوستگی مغناطیسی که تقریباً در راستای عمود بر جهت میدان مغناطیسی واقع است، موجب ایجاد یک میدان نشتی قوی می‌شود. این میدان نشتی در رو و بالای سطح قطعه مغناطیس شده حضور داشته و می‌تواند آشکارا توسط ذرات ریز مغناطیسی دیدپذیر شود. پاشیدن ذرات خشک یا ذرات مرطوب با یک مایع محلول بر روی سطح قطعه، موجب تجمع ذرات مغناطیسی روی خط گسل خواهد شد. بنابراین پل مغناطیسی تشکیل شده، موقعیت، اندازه و شکل ناپیوستگی را نشان می‌دهد. یک قطعه را می‌توان با به کاربردن آهنرباهای دائم، آهنرباهای الکتریکی و یا عبور یک جریان قوی از درون یا برون قطعه، مغناطیس کرد. با توجه به این که با روش آخر می‌توان میدانهای مغناطیسی با شدت زیاد در داخل قطعه ایجاد کرد، این روش به صورت گسترده‌ای در کنترل کیفی محصول به کار می‌رود زیرا این روش حساسیت خوبی برای شناسایی عیوب قطعات و آشکارسازی آنها عرضه می‌دارد آزمایش جریان گردابی (Eddy Current Testing) اساس روشهای آزمون الکترومغناطیسی بر این است که وقتی یک سیم پیچ حامل جریان متناوب، نزدیک ماده‌ای تقریباً رسانا قرار داده شود، جریانهای گردابی یا ثانویه در آن ماده القا خواهد شد. جریانهای القایی، میدانی مغناطیسی ایجاد خواهند کرد که در جهت مخالف میدان مغناطیسی اولیه اطراف سیم پیچ است. تاثیر متقابل بین میدانها موجب ایجاد یک نیروی ضد محرکه الکتریکی در سیم پیچ شده و در نتیجه سبب تغییر مقدار مقاومت ظاهری سیم پیچ خواهد شد. اگر ماده از نظر ابعاد و ترکیب شیمیایی یکنواخت باشد. مقدار مقاومت ظاهری سیم پیچ کاوشگر نزدیک سطح قطعه در کلیه نقاط سطح قطعه یکسان خواهد بود، به غیر از تغییر اندکی که نزدیک لبه‌های نمونه مشاهده می‌شود. اگر ماده ناپیوستگی داشته باشد، توزیع و مقدار جریانهای گردابی مجاور آن تغییر می‌کند و در نتیجه کاهشی در میدان مغناطیسی در رابطه با جریانهای گردابی به وجود می‌آید، بنابراین مقدار مقاومت ظاهری سیم پیچ کاوشگر تغییر خواهد کرد. از روی تحلیل این آثار می‌توان در مورد کیفیت و شرایط قطعه کار نتیجه‌گیری کرد. این روشها بسیار متنوع هستند و با وسیله و روش آزمون مناسب، می‌‌توان آنها را برای آشکارسازی عیوب سطحی و زیر سطحی قطعات و تعیین ضخامت پوشش فلزات به کار برد و اطلاعاتی در زمینه مشخصات ساختاری مانند اندازه دانه بندی و شرایط عملیات حرارتی به دست آورد.همچنین می‌توان خواص فیزیکی مانند رسانایی الکتریکی تراوایی مغناطیسی و سختی فیزیکی را تعیین کرد :(PT)آزمون مایع نافذ

:  اصول ترکهای سطحی و منافذی که با چشم عادی قابل رویت نمی باشند بوسیله آزمون مایع نافذ شناسایی میشوند.این روش در شناسایی منافذ جوش کاربرد فراوانی دارد .قابل ذکر است که فولادهای آستنیتیک و فلزات غیر آهنی که از روش ذرات مغناطیسی (MT) نمیتوان آنها را تست نمود از روش مایع نافذ ارزیابی میشوند. آزمون مایع نافذ را به دو طریق ، با استفاده از رنگ مرئی و فلورسنت میتوان انجام داد.بدین صورت که ابتدا سطح قطعه مورد نظر را تمیز و خشک مینماییم (سطح باید عاری از هرگونه شی خارجی مثل براده ها باشد تا مایع نافذ بخوبی داخل ترکها نفوذ نماید.) سپس بوسیله مایع نافذ(penetrant) سطح موردنظر را می پوشانیم که میتوان این عمل را با اسپری نمودن نافذ و یا غوطه ور ساختن قطعه درون نافذ انجام داد.بر اثر خاصیت مویینگی نافذ به درون ترکها نفوذ میکند و برای اینکه از نفوذ آن اطمینان حاصل نماییم مدتی را صبر کرده(حدود 30 دقیقه) و سپس ماده نافذ اضافی را از روی سطح پاک میکنیم. ظاهر کننده (Developer) که پودر سفید رنگی میباشد را روی سطح فوق اسپری میکنیم . ظاهر کننده باعث میشود مایع نافذ از ترکها بیرون کشیده شود و درنتیجه رنگ بر روی سطح پس میزند. سپس بوسیله بازرسی چشمی تحت نور سفید (در صورت استفاده از رنگ مرئی) و یا نور ماورابنفش (در صورت استفاده از رنگ فلورسنتی) نشانه های رنگی ایجاد شده را مشاهده نموده و محل عیوب و ترکها مشخص میگردد. استفاده های عمومی: شناسایی و تشخیص محل عیوب سطحی در مواد بدون خلل و فرج کاربردها: شناسایی ترک و منفذ در جوش شناسایی عیوب سطحی در ریخته گری شناسایی ترک ناشی از خستگی در اجسام تحت تنش محدودیتها: جسم باید تقریبا سطح غیر متخلخل و صافی داشته باشد. کمتر از یک ساعت

دمای بین پاسی

دمای بین پاسی عبارتست از دمای قطعه در ناحیه جوشکاری درست قبل از اعمال پاس دوم و یا بین هر دو پاس متوالی.  در عمل حداقل دمای بین پاسی اغلب برابر است با دمای پیشگرم قطع، هرچند که طبق تعریف این مورد الزامی نمیباشد.
اهمیت دمای بین پاسی:
اهمیت دمای بین پاسی از نظر تأثیر بر خواص مکانیکی و میکروساختار قطعه، اگر بیشتر از اهمیت دمای پیشگرم نباشد از آن کمتر هم نیست. 

بعنوان مثال استحکام تسلیم و استحکام کششی فلز جوش تابعی از دمای بین پاسی میباشند.  مقادیر بالای دمای بین پاسی باعث کاهش استحکام فلز جوش میشود.  علاوه بر این دماهای بین پاسی بالا اغلب باعث  بهبود خواص ضربه و تافنس جوش میشود.  هرچند که در صورت افزایش این دما به بالاتر از ۲۶۰ درجه سانتیگراد این اثر عکس خواهد شد.

حداکثر دمای بین پاسی:

هنگامی که دستیابی به خواص مکانیکی مشخصی در فلز جوش مد نظر باشد٫ کنترل حداکثر دمای بین پاسی اهمیت ویژه ای میابد.  درصورتیکه طراح حداقل استحکام را برای قطعه ای که ممکن است در اثر شرایط جوشکاری به دماهای بین پاسی بالایی برسد٫ مشخص کرده باشد٫ باید حداکثر دمای بین پاسی نیز تعیین گردد.  در غیر اینصورت ممکن است استحکام جوش بشدت کاهش یابد. کنترل حداکثر دمای بین پاسی همچنین در جوشکاری فولادهای کونچ و تمپر شده (مانند A514 ) نیز اهمیت خاصی دارد.  بدلیل اینکه عملیات حرارتی خاصی روی این فولادها اجرا شده است٫ دمای بین پاسی باید در محدوده مجاز کنترل شود تا به خواص مکانیکی مورد نظر در فلز جوش و HAZ دست یابیم.  البته کنترل حداکثر دمای بین پاسی در همه موارد الزامی نیست. در مورد فلزات حساس٫ حداقل دمای بین پاسی باید به حد کافی باشد تا از ایجاد ترک جلوگیری نمای، در حالیکه حداکثر دمای بین پاسی نیز جهت دستیابی به خواص مکانیکی مناسب باید کنترل شود.  برای رسیدن به یک تعادل بین ایندو٫ پارامترهای زیر نیز باید مد نظر قرار گیرد: زمان بین اعمال پاسها٫ ضخامت فلز پایه٫ دمای پیشگرم٫ شرایط محیطی٫ خصوصیات انتقال حرارت و حرارت ورودی حین جوشکاری. برای مثال جوشهایی با سطح مقطع کوچکتر طبیعتاً دمای بین پاسی را افزایش میدهند.  بدین صورت که با ادامه عملیات جوشکاری دمای قطعه بدلیل انتقال حرارت کمتر٫ بطور مداوم افزایش میابد.  بعنوان یک قانون کلی اگر سطح مقطع جوش کمتر از ۱۳۰ سانتیمتر مربع باشد، دمای بین پاسی در اثر اعمال هر پاس ( درصورت ثابت بودن سرعت عملیات ) افزایش میابد.  در حالیکه اگر سطح مقطع بیشتر از ۲۶۰ سانتیمتر مربع باشد، دمای بین پاسی در صورت عدم وجود منبع حرارتی دیگری، در خلال جوشکاری کاهش میابد.

اندازه گیری و کنترل دمای بین پاسی:

یک روش پذیرفته شده برای کنترل دمای بین پاسی استفاده از دو شمع حرارتی یکی با دمای ذوبی برابر با حداقل دمای بین پاسی یا دمای پیشگرم و دیگری با دمای ذوبی برابر با حداکثر دمای بین پاسی میباشد.  جوشکار ابتدا ناحیه اتصال را گرم میکند تا زمانی که شمع حرارتی اول ذوب شده و رسیدن به دمای پیشگرم را تایید کند.  پس از اینکه قطعه به دمای پیشگرم رسید پاس اول اجرا میشود.  درست قبل از اعمال پاس دوم ( و پاسهای بعدی) حداقل و حداکثر دمای بین پاسی توسط شمعهای حرارتی در محلهای مناسب کنترل میشود.  بدین صورت که شمع اولی (با دمای ذوب کمتر) باید ذوب شود (نشاندهنده رسیدن به حداقل دمای بین پاسی) در حالیکه شمع دوم ( با دمای ذوب بیشتر) نباید ذوب شود ( نشاندهنده عدم عبور دمای بین پاسی از حداکثر تعیین شده).  اگر شمع حرارتی مربوط به دمای ذوب کمتر ذوب نشود باید حرارت بیشتری به قطعه اعمال گردد و درصورتیکه شمع حرارتی مربوط به دمای بیشتر ذوب شود باید قطعه در هوای محیط به آهستگی سرد شود تا حدی که دیگر شمع دمای بالاتر ذوب نشده ولی شمع اولی ذوب شود.  در این هنگام میتوان پاس بعدی را اعمال کرد.

محل اندازه گیری دمای بین پاسی:

محل اندازه گیری دمای بین پاسی در استانداردها مشخص شده است.  بعنوان مثال در AWS D 1. 1 و AWS D 1. 5 چنین آمده که دمای بین پاسی باید در فاصله ای حداقل برابر با ضخامت قطعه ضخیمتر ( اما نه کمتر از ۳ اینچ یا ۷۵ میلیمتر) در تمامی جهات از نقطه جوشکاری٫ اندازه گیری شود.  این حالت برای اندازه گیری حداقل دمای بین پاسی قابل درک است.  اما وقتی کنترل حداکثر دمای بین پاسی نیز ضروری باشد٫ دمای ناحیه مجاور جوش ممکن است بسیار بالاتر از حد مشخص شده باشد.  در این حالت بهتر است دما در فاصله یک اینچی از کناره گرده جوش ( Weld Toe ) اندازه گیری شود.  در موارد دیگری نیز صنایع خاص دستورالعملهای مخصوص به خود را دارند.  بعنوان مثال در صنایع کشتی سازی٫ دمای بین پاسی معمولاً در فاصله یک اینچی از کناره گرده جوش و در ۳۰۰ میلیمتر اول از نقطه آغاز جوشکاری اندازه گیری میشود.  در این حالت خاص پیشگرم از طرف مقابل محل اندازه گیری اعمال میشود تا از پیشگرم شده کامل ضخامت قطعه اطمینان حاصل شود.

نکاتی در مورد جوشکاری ساختمانهای فلزی

فرآیند برپا سازی اسکلت ساختمانهای فلزی (غالباً مسکونی و تجاری های کوچک) در زمان کوتاهی٬ حدوداً یک روزه٬ انجام می شود.  به همین دلیل نمی توان تمام جوشکاریها را در همان روز انجام داد.  در این حالت در قدم اول جوشکار سعی می کند تیر و ستونهای ساختمان را با حداقل جوش بر پا کند و بعد از رفتن جرثقیل٬ هزینه ساعتی اجاره جرثقیل زیاد است و برای همین نمی توان چند روز از آن استفاده کرد مضافاً اینکه اگر حتی یک ساعت در روز از آن استفاده شود باید هزینه کل روز را پرداخت نمود٬ شروع به جوشکاری کامل کند.

برای همین است که پایداری ساختمان فلزی در چند روز اول که جوشکاری ها هنوز نیمبند هستند بسیار کم است.  بلای جان این وضعیت٬ باد است.  بله وزش باد.  من خود ساختمانی را به چشمم دیدم که بر اثر وزش باد پاییزی براحتی ناپایدار شد و فرو ریخت.  صحنه وحشتناکی بود.  تیرآهنهای ساختمان بهنگام فروریختن٬ بدلیل کوچکی عرض کوچه٬ از پنجره به خانه ملک روبرویی رفته بودند.  واقعاً خطرناک بود. چه باید کرد؟

خب٬ این خودش یک بحث علمی را میطلبد.  آیا تابه حال به واژه "بارهای حین ساخت"  (Construction Loads) برخورده اید؟ اساس قضیه اینست که تکنولوژی ساخت نیز علاوه بر بارهای اعمالی بر سازه٬ ممکن است بارهای جدیدی را به سازه اعمال کند.  مثلاً در مبحث پل سازی٬ اگر برای ساخت پل مجبوریم که از تکنولوژی ساخت خاصی استفاده کنیم٬ شاید که لازم باشد سازه را برای یک بارگذاری جدید که ریشه آن فقط و فقط روش ساخت است طراحی کنیم.  حالا جالب است که بعضی مواقع این بارها هستند که در طراحی سازه حاکم می شوند.  بهر حال٬ می توان یک تحقیق علمی خوب در این زمینه مربوط به مسیله ای که اشاره شد انجام داد.  اما اگر بخواهیم این مسئله را بصورت تقریبی و تجربی حل کنیم٬ بهتر است که دستورالعمل های ساده ای را رعایت کنیم.

 - به هواشناسی اهمیت دهیم.  روزهایی که وزش باد زیاد است (Windy Weather) از الم کردن سازه اجتناب کنیم.

 - اگر که مجبور به ادامه کار در حین وزش باد هستیم در طول برپا سازی به ارتفاع و عرض سازه عمود بر جهت وزش باد (سطح بادگیر سازه) دقت کنیم.  طوری باید کار را پیشرفت داد که همواره این عامل حداقل باشد.  

 - اگر در یک سایت با محوطه باز هستید احتمال تغییر جهت باد به نفع خود با آرایش و چیدمان مهندسی و حساب شده ماشین آلات کانتینرها و هر چیز دم دستتان که دارای حجم و سطح مناسبی است را بررسی کنید.  

 - استفاده از حایل برای افزایش پایداری هم گزینه مناسبی است.  

 - از علم مهندسی سازه نیز استفاده کنید.  در حین علم سازی سازه دقت کنید که اگر بعضی از اتصالات کامل جوشکاری شوند می توانید حداقل یک سازه معین پایدار داشته باشید.  اکنون باید مطمئن باشید که سازه معین انتخابی شما پایدار است.

 - موارد دیگری که نسبت به جایی که شما هستید احتمالاً وجود دارند که شما باید از خلاقیت خود کمک بگیرید.

جوشهای بی کیفیت ساختمانها

ساختمان ها اغلب به وسیله سازندگان غیرمتخصص و غیرمتعهد ساخته می شود. بنابراین رعایت نکردن الزامات کیفی در ساخت سازه‌ها و ساختمان‌ها تعجب‌آور نیست. این بخشی از گفته‌های مهندس علی امامیان استاد دانشگاه است. وی در خصوص «اهمیت جوش و بازرسی جوش» در سازه و ساختمان معتقد است: « فقدان نظارت صحیح و نبود آیین‌نامه‌های مدون و استاندارد از یک سو و نبود احساس نیاز به حضور مهندس و بازرسی جوش در سازه‌های فلزی از طرف دیگر موجب شده تا کیفیت ساخت کاهش یافت.»

به گفته وی آگاه نبودن مجریان، ناظران و پیمانکاران به علم مهندسی جوش و اعتقاد نداشتن به ضرورت حضور بازرسان جوش به عنوان یک فرآیند ویژه، اطلاعات و اصطلاحات اشتباه و دور از هر گونه پشتوانه علمی را در صنعت ساختمان رایج کرده است.
«در حال حاضر حضور یک بازرس جوش برای کنترل و تضمین کیفیت در جوش امری دور از ذهن، لوکس و غیرعملی به نظر می‌رسد.»
به اعتقاد این استاد دانشگاه تنها یک بررسی اجمالی نشان می‌دهد که بی‌توجهی به این مقوله پیامدهای جانی و مالی بسیاری را به کشور تحمیل کرده است.
« اگر بم و کرمان را مورد مطالعه قرار دهیم خواهیم دید این مناطق از سال‌های 1233 در معرض زمین لرزه‌های شدید بوده که البته تلفات جانی و مالی قابل توجهی به بار آورده است، با وجود تکرار این حوادث برنامه‌ریزی خاصی در بخش طراحی و ساخت و ساز در کشور انجام نگرفته است.»
وی در ادامه به بحث جوش در سازه اشاره کرده و می‌گوید: «هزینه‌های گزافی صرف انجام عملیات تعمیری و رفع اشکال در مقاطع زمانی خاص می‌شود و همین ما را با مسایل جدیدی مثل پیچیدگی و ضعیف شدن خواص مکانیکی در منطقه جوش و اطراف آن روبه‌رو می‌کند.»
راه حلی که مهندس امامیان ارایه می‌دهد، آموزش مهندسان ناظر، دخالت دادن مهندسان جوش و بازرسان صلاحیت دار از سوی وزارت مسکن و شهرسازی و سازمان نظام‌ مهندسی است.
آموزش جوشکاران و انجام آزمون‌های تعیین صلاحیت از آنها و برگزاری دوره‌های آشنایی و مقدماتی، تخصصی در هر یک از مقاطع به طور زمان‌بندی شده و مداوم موارد دیگری است که امامیان بر آن تاکید می‌کند.
وی معتقد است در صورت بی‌توجهی به اهمیت جوش و بازرسی جوش در ساختمان دور از ذهن نخواهد بود که اتفاقات بم بار دیگر تکرار شود.

طبقه‌بندی الکترود (Electrode Classification)

طیف و انواع مختلفی از الکترودهای جوشکاری در صنعت تولید می‌شود و تحت عنوان‌های مختلف به بازار عرضه می‌شود. انجمن جوشکاری آمریکا (American Welding Society) به کمک یک سری اعداد الکترودها را طبقه‌بندی می‌کند که مختصر شرح این طبقه‌بندی بصورت زیر می‌باشد

11ـ حرف E قبل از یک عدد چهار یا پنج رقمی EXXXXX منظور الکترود می‌باشد که در روشجوشکاری با قوس الکتریکی مورد استفاده قرار می‌گیرد. چنانچه جوشکاری با روش گازانجام گیرد از کلمه E استفاده نمی‌شود بلکه بجای آن از کلمه RG استفاده می‌شود و منظور ایناست:

 22ـ دو یا سه رقم عدد چهار یا پنج رقمی بعد از حرف E مشخص کننده استحکام کششی جوش می‌باشد. مثلاً Elooxx, E60xx  که منظور 60k.s.i یا 60000P.S.i و 100k.s.i یا 100,000منظور استحکام کششی جوش است که ممکن است بر حسب Welded  As یا تنش زدائی شده (Stress Relieved) بیان گردیده باشد که این موضوع توسط دستورالعمل سازنده مشخص می‌گردد.
ـ دومین عدد از سمت راست مشخص کننده موقعیت جوشکاری می‌باشد که الکترود برای آن حالت طراحی شده است. بطور مثال الکترود با این کد EXX1X برای تمامی موقعیت‌های جوشکاری مورد استفاده می‌باشد:
 
جدول 5ـ رقم سوم یا چهارم در طبقه‌بندی الکترودها (EXXXX) Welding Rod Used for Gas Welding p.s.i 33

EXX1X	کاربری الکترود در همه موقعیت‌ها می‌باشد. All Position	منظور از 1
EXX2X	کاربری الکترود فقط برای Flat & Horizontal  می‌باشد.	منظور از 2
EXX3X	کاربری الکترود فقط برای حالت Flat می‌باشد.	منظور از 3
EXX4X	کاربری الکترود در همه موقعیت‌ها و V- down	منظور از 4

44ـ دو عدد آخر سمت راست مشخص‌کننده چندین عامل نظیر نوع منبع قدرت مورد استفاده (AC-DCSP-DCRP) همچنین نوع پوشش الکترود که آیا مثلاً در پوشش پودر آهن وجود دارد یا نه و یا اینکه مشخص کننده الکترود کم هیدروژن است و یا هر دو.
به منظور بکارگیری الکترود دو عدد سمت راست (آخر) بایستی تواماً با یکدیگر مورد توجه قرار گیرند تا به کمک آنها بتوان ترکیب پوشش وکاربرد صحیح الکترود را تشخیص داد.
 به طور مثال:
EXX10                                               High cellulose, Sodium

EXX11                                               High cellulose, Potassium 

EXX12                                               High Titania or Rutile, Sodium

EXX13                                               High Titania or Rutile, Potaxxium

EXX14                                               Iron Powder, Titania

EXX15                                               Low Hydrogen Sodium

EXX16                                               Low Hydrogen Potasium

EXX18                                               Iron Powder, Low Hydrogen

EXX20                                               High Iron Oxide

EXX24                                               Iron Powder, Titania

EXX27                                               Iron Powder, Iron Oxide

 EXX28                                               Iron Powder, Low Hydrogen  

در این راستا جداولی وجود دارد که موقعیت (Position) و کاربرد (Application) و قطبیت (Polarity) را برای انواع الکترودها مشخص می‌نماید.

نوع جریان	موقعیت جوشکاری	نوع پوشش	کلاسAWS
DCRP	ALL	سلولز بالا، سدیم	E6010
DCPR, AC	ALL	سلولز بالا، پتاسیم	E6011
DCSP, AC	ALL	رتیل بالا، سدیم	E6012
DCSP,DCRP,AC	ALL	رتیل بالا، پتاسیم	E6013
DCSP, AC	F,H	اکسید آهن بالا	E6020
DCSP,DCRP,AC	F,H	اکسید آهن بالا	E6022
DCSP, AC	F,H	اکسید آهن و پودر آهن	E6027
DCSP,DCRP,AC	ALL	پودر آهن، رتیل	E7014
DCRP	ALL	هیدروژن پائین، سدیم	E7015
DCRP, AC	ALL	هیدروژن پائین، پتاسیم	E7016
DCRP, AC	ALL	هیدروژن پائین، پتاسیم، پودر آهن	E7018
DCSP,DCRP,AC	F,H	پودر آهن، رتیل	E7024
DCSP, AC	F,H	اکسید آهن و پودر آهن	E7027
DCRP, AC	F,H	هیدروژن پائین، پتاسیم، پودرآهن	E7028
DCRP, AC	F, H, V(Down-hill), OH	هیدروژن پائین، پتاسیم، پودر آهن	E7048

جوشکاری در حالات OH, V با الکترودهای نازکتر از 4.8mm و برای الکترودهای گروه E7015،،و E7018 با الکترودهای نازکتر از 4.0mm امکانپذیر است. الکترودهای گروهبرای جوشهای تک پاسه بکار می روند.
برای الکترودهای با استحکام کششی مساوی یا بالاتر از 70,000 psi بعد از چهار یا پنج x آورده شده، بعضی از کدها خط تیره و حرف و عددی نیز بدنبال دارد که x انتهایی نشان دهنده ترکیب شیمیائی فلز جوش (Weld Metal ) می باشد.
بطور مثال:
E6022 E70XX-X E7016 E7014

E80XX-X

E100XX-X

E110XX-X

 E120XX-X 
 
E8010-A1            ½%MO
E8010-B1            ½%Cr-1/2% Mo

E9010-B2 1          ¼% Cr-1/2% Mo
E9010-B3 2          ¼% Cr-1% Mo

E10010-C1 2        ½% Ni
E11015-C2 3        ¼% Ni

E12015-C3           1 % Ni, 0.35 Mo, 0.15 % Cr
E12015D1&D2     0.25-0.45% Mo, 1.25-2.00% Mn
E12015-G             0.5% Min Ni, 0.3%Min Cr 0.2% Min Mo
0.1%MiN V 
 
در حقیقت شماره الکترود توام با حرفی در پشت آن و به دنبال آن عددی گویای الکترودهایفولادی کم آلیاژ می باشد.
مشخص کننده فولاد کربنی مولیبدن دار است.
مشخص کننده فولاد محتوی Cr,Mo.
C مشخص کننده فولاد محتوی Ni.
D مشخص کننده فولاد محتوی Mn , Mo.
G برای سایر الکترودها و عناصر آلیاژی کم (Low Alloy Steel) می باشد.
مثال الکترود E8016-B2
1ـ E مشخص کننده الکترود
ـ 80 مشخص کننده حداقل استحکام کششی 80,000 Psi
3ـ 6 مشخص کننده الکترود کم هیدروژن، با پوشش پتاسیم
ـ عدد 1 بکارگیری الکترود در همه موقعیتها با جریان AC و DCRP
5ـ پسوند B2 مشخص کننده این است که فلز جوش (الکترود) از نوع فولاد کم آلیاژی محتوی Cr وبا درصد ¼ Cr و ½
Mo می باشد B 2 4 Mo A

اثر طراحی و اجرای اتصالات جوشی بر سازه های فولادی

باگذشت حدود 50 سال از کاربرد اتصالات جوشی در صنعت ساختمان در ایران هنوز نقایص زیادی در اجرای ساختمانهای فولادی جدید مشاهده می شود. در یک بررسی اولیه عوامل زیر را می توان به عنوان دلائل اصلی نقایص ذکر کرد:
عدم طرح دقیق اتصالات جوشی با توجه به عملکرد مورد نظر آنها عدم انطباق اجرای معمول ساختمان با آئین نامه ها و دستورالعملهاکیفیت پائین جوش به علت عدم وجود آموزش کلاسیک کافی در این زمینه برای مهندسان و جوشکاراننبود نظارت اصولی و دقیق بر اجرای جوشکاری در ساختمانهای شهری در کشور.در این مقاله بعد از مرور خرابیهای سازه های فولادی در زلزله های گذشته ایران و جهان سعی گردیده تا طراحی و اجرای معمول و سنتی سازه های فولادی جوش شده در کشور با حالت قابل قبول آن مقایسه گردد. برای این منظور از آئین نامه های معمول طراحی سازه های فولادی ایران و آئین نامه های طراحی کشورهای صنعتی زلزله خیز استفاده شده تا مشخص شود که چه مواردی از اجرا یا آئین نامه ها و دستورالعملهای اجرائی همخوانی ندارد. علاوه بر آن مطالعه ای بر روی نقاط ضعفی که ناشی از اجرای جوش می باشد انجام گرفته و در پایان پیشنهاداتی برای بهبود وضع موجود و کاهش خطرات ناشی از زلزله ها در این نوع سازه ها ارایه گردیده است. 

مقدمه

سازه فولادی از مجموعه ای از اعضای باربر ساخته شده از نیمرخهای فولادی یا ورق می باشد که به کمک اتصالات به یکدیگر متصل می گردند.با توجه به روشهای تکامل یافته ای که برای تولید نیمرخ های فولادی به کار گرفته می شود این مقاطع غالبا رفتار در حد قابل انتظاری از خود نشان می دهند. مساله بسیار مهم رفتار اتصالاتی است که الف) برای ساخت اعضای مرکب از نیمرخ و ورق برای یکپارچه نمودن اعضا(شامل تیر و ستون و مهاربندها)در محل گره ها مورد استفاده قرار می گیرد.وسایلی که برای ساخت اعضا و اتصال آنها به یکدیگر به کار می رود شامل پیچ و پرچ و جوش است.در این میان استفاده از جوش در ساختمان سازی متعارف در ایران بسیار رایج است.تا زمان وقوع زلزله نورث ریچ(1994)تصور بر این بود که در صورت رعایت اصول فنی در طرح و اجرای سازه های فولادی جوشی این سازه هادر زلزله عملکرد قابل قبولی از خود نشان می دهند.اما وقوع این زلزله این فرض رازیر سوال برد.در این زلزله مشاهده شد که در بسیاری از اتصالات , در محل درز جوش اتصال , فلز مادر(Base metal) دچار ترک یا بعضا شکست شده است.این مساله باعث شد تا تحقیقات گسترده ای در مورد علت این پدیده صورت گیرد که این تحقیقات تا به امروز ادامه دارد.از طرف دیگر مشاهده و تحقیق درباره وضعیت ساخت و ساز ساختمانهای فولادی نشان می دهد که اتصالات جوشی متداول در ایران از کیفیت مناسبی برخوردار نیستند و با وجود سابقه نسبتا طولانی در استفاده از جوشکاری در صنعت ساختمان هنوز نقایص زیادی در این زمینه مشاهده می شود.
 
عملکرد لرزه ای ساختمانهای فولادی
براساس تجربه های حاصل از زلزله های گذشته و مطالعات انجام گرفته سازه هایی در برابر زلزله دارای عملکرد بهتری هستند که بتوانند ضمن حفظ پایداری و انسجام کلی خود انرژی ناشی از زلزله را تا حد امکان جذب و مستهلک نمایند.با توجه به منحنی نیرو-تغییر مکان سازه ها و توجه به این مطلب که سطح بین منحنی نیرو-تغییرمکان و محور تغییرمکان نشان دهنده میزان انرژی جذب شده توسط سازه است.هر چه سازه شکل پذیرتر باشد انرژی بیشتری را هنگام زلزله جذب کرده و رفتار مطلوبتری دارد.فولاد نرمه به علت طبیعت شکل پذیر از این نظر ماده مناسبی می باشد و می تواند میزان زیادی انرژی جذب کند.اما تجربه نشان داده است که در سازه های فولادی در صورت عدم استفاده از اتصالات مناسب عملکرد مناسب لرزه ای آنها مناسب و قابل قبول نخواهد بود و در اثر زلزله دچار شکست سازه ای و یا انهدام خواهد شد.در زلزله منجیل (1369) مشاهده شد که تعدادی از ساختمانهای فولادی دچار تخریب کامل شدند. رفتار این سازه ها در این زلزله ثابت کرد که در بسیاری از موارد سازه های موجود دارای سیستم مقاوم زلزله مناسبی نیستند.استفاده از تیرهای خورجینی(تیرهای سرتاسری در دو طرف ستون با اتصال نبشی) و عدم شناخت سیستم حاصل و مدل صحیح برای این اتصالات باعث شده این سیستم از نظر مهندسی زلزله بسیار آسیب پذیر تلقی گردد.درس حاصل از این زلزله کیفیت پایین ساخت و ساز شهری بودکه در سالهای اخیر تلاشهایی برای اصلاح آن به عمل آمده است.در زلزله نورث ریچ آمریکا مشاهده شد که در بسیاری ازساختمانهای فولادی اتصال تیرها و ستونها دچار ترک و یا بعضا شکست شد.بیشتر این ترکها و شکستها در بال ستون اتفاق افتاده است.
 
صنعت جوشکاری ساختمان در ایران
با گذشت 50 سال از استفاده از جوش در ساختمان دهه اخیر(80-1370)از نظر تعداد ساختمانهایی که با سازه های فولادی طراحی و اجرا شده اند کاملا استثنایی به شمار می آید.در نیمه دوم این دهه دهها هزار سازه فولادی در تهران و شهرهای بزرگ ایرن به ناگهان سر از زمین برآورد.گسیل سرمایه ها به سوی ساخت و ساز شهری و تبدیل ساخت سرپناه به ماشین سرمایه گذاری جهت سودهای کلان باعث گردید تا رعایت اصول فنی و ایمن سازی ساختمانها در برابر زلزله در برابر منفعت طلبی صاحبکاران عملا مورد توجه قرار نگیرد.از طرف حجم عظیم ساخت و ساز نیروز انسانی زیادی اعم از مهندس و تکنسین و جوشکار احتیاج داشت که باعث ورود افراد غیرمتخصص به این جرگه گردید.تمامی این مسایل دست به دست هم داد تا طرح و اجرای ساختمانهای فولادی آنچنان که باید از کیفیت مطلوبی برخوردار نباشد.تخریب کلی ساختمانهای فولادی در زلزله منجیل موید پایین بودن کیفیت ساختمانهای فولادی کشور می باشد. از میان تمامی عوامل دخیل در طرح و ساخت سازه های فولادی اتصالهای جوشی از نارساییهای بیشتری برخوردارند. علل اصلی پایین بودن کیفیت جوش درساخت و سازهای شهری را می توان به صورت زیر بیان نمود :  

عدم انطباق اجرای معمول سازه های فولادی با آیین نامه ها و دستورالعملها
کیفیت پایین جوش به علت عدم آموزش کلاسیک کافی در این زمینه برای جوشکاران و مهندسان
نبود نظارت اصولی و دقیق بر اجرای جوشکاری در ساختمانهای شهری در کشور
عدم طرح دقیق اتصال جوشی با توجه به عملکرد مورد نظرآنها
عدم انطباق اجرای معمول سازه های فولادی با آیین نامه ها و دستورالعملها 
در بسیاری از موارد طرز اجرای متداول جوش باجزییات ارایه شده در آیین نامه تطابق ندارد.این موارد ناشی از موارد متعددی است که از میان آنها به موارد زیر می توان اشاره کرد:
الف) آشنا نبودن مهندسین سازه به مسایل اجرایی و در نتیجه ارایه نقشه ها و جزئیات غیرقابل اجرا
ب) گران تر بودن هزینه اجرای جزییات آئین نامه نسبت به روش سنتی اجرا
پ)آگاه نبودن کارفرما و یا مهندس مجری طرح به جزییات آئین نامه و عدم
 
توانایی در تمیز دادن حالات مختلف از یکدیگر
بعد از اجباری شدن آیین نامه2800(1368) اهمیت وجود سیستم مقاوم در برابر زلزله از یک طرف و محدودیتهای معماری برای استفاده از سیستم مهاربندی از طرف دیگر باعث استفاده روزافزون از سیستم قاب خمشی در جهت عرضی ساختمانها شد.در این سیستم اتصال تیر به ستون از نوع گیردار بوده یعنی باید توانایی انتقال برش و لنگراز تیر به ستون وجود داشته باشد.در این نوع اتصالات از ورقهای بالاسری و زیرسری که در محل اتصال به ستون برای ایجاد جوش نفوذی کامل خورده است استفاده می شود. اما از آنجاییکه متاسفانه عملیات جوشکاری در محل کارگاههای ساختمانی و نه در محل کارخانه صورت می گیرد کنترل کیفیت جوش بخصوص در هنگام مونتاژ درارتفاع زیاد از سطح زمین حتی به صورت عینی(Visual) امکان پذیر نمی باشد. همچنین معمولا در محل اتصال ورق به ستون به جای جوش نفوذی از جوش گوشه استفاده می شود در نتیجه هنگام زلزله این نقاط علاوه بر تحمل نیروی کمتر در حالت تردشکن گسیخته خواهد شد. زمانی که در یک عضو فشاری ازدومقطع در کنار یکدیگر استفاده می شود باید هم پایداری کل عضوبه عنوان یک المان و هم پایداری تک تک مقاطع کنترل شود تاهیچکدام تحت تاثیر نیروی فشاری به طور جداگانه دچار کمانش نشوند.برای این منظور این مقاطع باید در فواصل مشخص به یکدیگر متصل شوند تاطول آزاد آنها کاهش یابد. بسیاری از اوقات بادبندهای دوبل در طول خود به یکدیگر وصل نمی شوند و در نتیجه دومقطع بایکدیگر عمل نمی کنند و بار بحرانی عضو کمتر از مقداری است که مهندس سازه در محاسبات خود منظور نموده است. مبحث دهم مقررات ملی ساختمان حداکثر فاصله بین جوش دومقطع در ستونهای ترکیبی را مقرر نموده است.اما در موارد زیادی مشاهده می شود که فاصله بین جوش ستونها بیشتراز این مقدار است.
 
کیفیت پایین جوش به علت عدم آموزش کلاسیک کافی در این زمینه برای جوشکاران و مهندسان
یکی از مهمترین اشکالات موجوددر اجرای ساختمانهای فولادی در کشور کیفیت پایین جوشکاری ساختمان می باشد.عوامل مختلفی در این امر تاثیر می گذارند.استفاده ازجوشهای کارگاهی حتی در مورد جوشهای نفوذی و اجرای کل جوشکاری درکارگاه ساختمانی و استفاده از نیروی انسانی غیرمجرب از عوامل اصلی پایین آمدن کیفیت جوشکاری ساختمان می باشد.در نتیجه عوامل برشمرده شده مشکلات عدیده ای گریبانگیر اتصالات جوشی می باشد.
در بسیاری از موارد سطح فلز در حال جوش آلوده به روغن یا مواد نامناسب دیگر است و یا اینکه روی فلززنگ زده یا رنگ خورده جوش داده می شود.گاه در فاصله بین پاسهای متوالی جوش حتی از جدا نموده گل جوش نیز خودداری می شود و یابدون برداشتن گل جوشکاری اقدام به زدن رنگ ضدزنگ می شود.از انواع جوشهایی که در کارهای ساختمانی بسیار از آن استفاده می شود جوش سربالا می باشد. به علت سختی اجرا در غالب موارد این نوع جوش از کیفیت پایینی برخوردار است. در بسیاری از موارد در اثر استفاده از تکنیکهای نامناسب جوشکاری نقایصی چون تابیدگی و پیچش در قطعات اتفاق می افتد.
عیوبی نظیر نفوذ ناقص بریدگی کناره جوش اختلاط سرباره تخلخل و وجود ترک درفلز مادر باعث کاهش ظرفیت باربری قطعات می شود. یکی از متداولترین اشکال مقاطع مورد استفاده در سازه های فولادی تیرهای لانه زنبوری می باشد.بسیاری از مجریان طرح این تیرها را در وضعیت نامطلوبی در کارگاه ساختمانی مونتاژ می کنند. در بسیاری از موارد جوش میانی تیر از کیفیتت پایینی برخورداراست و با توجه به اهمیت عملکرد مناسب این قسمت و تقویتهای لازم درمجل تکیه گاه تیر و وسط آن صورت نمی پذیرد. متاسفانه طراحی و اجرای پلکانهای فولادی در ساختمانها نیز از کیفیت پایینی برخوردار است و با توجه به اهمیت عملکرد مناسب این قسمت ساختمان پس از زلزله دقت لازم در ساخت آن مبذول نمی شود .
 
نبود نظارت اصولی و دقیق بر اجرای جوشکاری در ساختمانهای شهری در کشور
با توجه به اهمیتی که شهرداری برای مسایلی از قبیل پارکینگ و نورگیرها و مسایلی از این دست قایل است مشاهده می شود که بیشتر توجه مهندسان نیز به این امور معطوف می باشد و توجه چندانی به مسایل سازه ای نمی شود.البته باید به این نکته نیز اشاره شود که به علت عدم وجود آموزش جوشکاری در واحدهای درسی دانشجویان عمران مهندسینی که از دانشگاه فارغ التحصیل می شوند در این زمینه دارای اطلاعات کافی نیستند و به عنوان مهندس ناظر نمی توانند مسوولیت خود را به نحواحسن انجام دهند.البته باید به این موارد مساله سختی کار را نیز افزود.به علت جوشکاری در ارتفاع غالب مهندسین از انجام بازدید از این جوشها طفره می روند. در نهایت امر اینکه آنطور که از ظواهر امر مشخص است شهرداریها نیز در این زمینه کوچکترین نقشی ایفا نمی کنند و هیچگونه نظارتی بر اجرای ساختمانها ندارند.
 
عدم طرح دقیق اتصال جوشی با توجه به عملکرد مورد نظرآنها
بسیاری از کارفرمایان عمل طراحی سازه و ایجاد تمهیدات مقابله با زلزله را یک امر زاید می دانند و تلاش می کنند تا کمترین هزینه ممکن را صرف این کار نمایند.از طرف دیگر شهرداریها کمترین نظارتی بر طرح و اجرای سازه ها نداشته فقط به مسایل معماری دقت می کنند. این عوامل دست به دست هم می دهد تا فقط حق امضای مهندسین سازه اهمیت داشته باشد و طرح از حداقل اهمیت برخوردار باشد به خاطر همین موضوع مهندسین سازه اغلب کمترین وقت را صرف این عمل می نمایند و بالطبع دقت لازم را در طرح اتصالات جوشی مبذول نمی شود. بعضی اوقات از اتصالات طرح شده برای یک ساختمان در نقشه های دیگر ساختمانها استفاده می شود. در بسیاری از موارد جزییات اتصالات موجود در نقشه ها نامفهوم بی دقت و ناقص است.
 
نتیجه گیری و پیشنهادات
از بررسی های انجام شده بر روی ساخت وساز ساختمانهای فلزی در سطح تهران مشخص است که هنوز مشکلات زیادی در طرح و اجرای این سازه ها وجود دارد. و عمده مشکلات و نقایص مربوط به اتصالات جوشی است.اجرای جوش کارگاهی و نبود آموزش کافی برای مهندسان عمران و عدم نظارت کافی بر حسن اجرای جوش و ... مشکلاتی است که این صنعت را رنج میدهد.و برای رفع این موارد بهترین راه در صورت امکان استفاده از جوش در کارخانه به جای جوش کارگاهی
بالابردن سطح آگاهی عمومی جامعه درباره زلزله بر ساختمانها
آموزش جوشکاری به جوشکاران و دادن گواهینامه به جوشکاران ماهر ساختمانی
آموزش جوشکاری به عنوان واحد درسی به مهندسین عمران و یا ایجاد شاخه جدیدی
تحت عنوان بازرسی جوش اسکات برای مهندسین ناظر
تقو یت سیستم نظارتی موجود و ایجاد سیستم های نظارتی ناظربر کار مهندسین عمران
 
جوشکاری با گاز یا شعله
جوشکاری با گاز شعله یکی ازاولین روشهای جوشکاری معمول در قطعات آلومینیومی بوده و هنوز هم در کارگاههای کوچک در صنایع ظروف آشپزخانه و دکوراسیون و تعمیرات بکارمیرود.در این روش فلاکس یا روانساز یا تنه کار برای برطرف کردن لایه اکسیدی بکار میرود.
مزایا:سادگی فرایند و ارزانی و قابل حمل و نقل بودن وسایل
محدوده کاربرد:ورقهای نازک 8/0تا 5/1میلیمتر
محدودیتها:باقی ماندن روانساز لابلای درزها و تسریع خوردگی - سرعت کم – منطقه H.A.Zوسیع است .
قطعات بالاتر از 5/2میلیمتر را به دلیل عدم تمرکز شعله و افت حرارت بااین روش جوش نمیدهند.
 
حال می پردازیم به چگونگی تامین حرارت در این فرایند
حرارت لازم در این روش از واکنش شیمیایی گاز با اکسیژن بوجود می آید.
حرارت توسط جابجایی و تشعشع به کار منتقل می شود.قدرت جابجایی به فشار گاز و قدرت تشعشع به توان چهارم درجه حرارت شعله بستگی دارد. لذا تغییر اندکی در درجه حرارت شعله می تواند میزان حرارت تشعشعی و شدت آنرا بمقدار زیادی تغییر دهد.درجه حرارت شعله به حرارت ناشی از احتراق و حجم اکسیژن لازم برای احتراق و گرمای ویژه و حجم محصول احتراق(گازهای تولید شده) بستگی دارد. اگر از هوا برای احتراق استفاده شود مقدار ازتی کهوارد واکنش سوختن نمی شود قسمتی از حرارت احتراق راجذب کرده و باعث کاهش درجه حرارت شعله می شود.بنابراین تنظیم کامل گاز سوختنی و اکسیژن لازمه ایجاد شعله بادرجه حرارت بالاست. گازهای سوختنی نظیر استیلن یا پروپان یا هیدروژن و گاز طبیعی نیز قابل استفاده است که مقدار حرارت احتراق و در نتیجه درجه حرارت شعله نیز متفاوت خواهد بود. در عین حال معمولترین گاز سوختنی گاز استیلن است.
تجهیزات و وسایل اولیه این روش شامل سیلندر گاز اکسیژن و سیلندر گاز استیلن یا مولدگاز استیلن و رگولاتور تنظیم فشار برای گاز و لوله لاستیکی انتقال دهنده گاز به مشعل و مسعل جوشکاری است.
استیلن با فرمول C2H2 و بوی بد در فشار بالا ناپایدار و قابل انفجار است و نگهداری و حمل و نقل آن نیازبه رعایت و مراقبت بالا دارد.فشار گاز در سیلندر حدودpsi 2200 است و رگولاتورها این فشار را تا زیر psi 15 پایین می آورند.و به سمت مشعل هدایت می شود.(در فشارهای بالا ایمنی کافی وجود ندارد).توجه به این نکته نیز ضروری است که اگر بیش از 5 مترمکعب در ساعت ازاستیلن استفاده شود از سیلندر استن بیرون خواهد زد که خطرناک است.
بعضی اوقات از مولدهای استیلن برای تولید گاز استفاده می شود. بر اساس ترکیب سنگ کاربید با آب گاز استیلن تولید می شود.
CaC2 + 2 H2O = C2H2 + Ca(OH)2 
   

روش تولید گاز با سنگ کاربید به دو نوع کلی تقسیم می شود.
1-روشی که آب بر روی کاربید ریخته می شود.
2-روشی که کاربید با سطح آب تماس حاصل می کند و باکم و زیاد شده فشار گاز سطح آب در مخزن تغییرمی کند.
رگولاتورها ( تنظیم کننده های فشار) هم دارای انواع گوناگونی هستند و برای فشارهای مختلف ورودی و خروجی مختلف طراحی شده اند.رگولاتورها دارای دو فشارسنج هستند که یکی فشار داخل مخزن و دیگری فشار گاز خروجی را نشان می دهند. رگولاتورها در دو نوع کلی یک مرحله ای و دومرحله ای تقسیم می شوند که این تقسیم بندی همان مکانیزم تقلیل فشار است. ذکر جزییات دقیق رگولاتورها در اینجا میسر نیست اما اطلاع از فرایند تنظیم فشار برای هر مهندسی لازم است(حتما پیگیرر باشید).
کار مشعل آوردن حجم مناسبی از گاز سوختنی و اکسیژن سپس مخلوط کردن آنها و هدایتشان به سوی نازل است تا شعله مورد نظر را ایجاد کند.
اجزا مشعل: الف-شیرهای تنظیم گاز سوختنی و اکسیژن ب-دسته مشعل ج-لوله اختلاط د-نازل
قابل ذکر اینکه طرحهای مختلفی درقسمت ورودی گاز به لوله اختلاط مشعل وجود دارد تا ماکزیمم حرکت اغتشاشی به مخلوط گازها داده شود و سپس حرکت گاز در ادامه مسیر در ادامه مشعل کندتر شده تا شعله ای آرام بوجود آید.
در انتها یادآور می شود مطالب بسیار زیادی در این خصوص وجود داشت که بدلیل عدم امکان نمایش تصاویر که عمدتا اسکن هم نشده اند بیش از این به شرح و توضیح آنها نپرداختم.از جمله این مطالب شناسایی نوع شعله(از لحاظ قدرت و کاربرد) بود.یا نشان دادن چند نوع رگولاتور از نمای شماتیک و ... .اما هیچکدام از این مطالب و عکسها جایگزین چند ساعت تمرین عملی در کارگاه نیست. 
  
 پیچیدگی((Distortion
پیچیدگی وتغییرابعاد یکی ازمشکلاتی است که در اثراشتباه طراحی و تکنیک عملیات جوشکاری ناشی می شود. با فرض اجتناب از ورود به مباحث تئوریک تنها به این مورد اشاره می کنیم که حین عملیات جوشکاری به دلیل عدم فرصت کافی برای توزیع یکنواخت بار حرارتی داده شده به موضع جوش و سرد شدن سریع محل جوش انقباضی که میبایست در تمام قطعه پخش می شد به ناچار در همان محدوده خلاصه می شود و این انقباض اگر در محلی باشد که از نظر هندسی قطعه زاویه دار باشد منجر به اعوجاج زاویه ای(Angular distortion) می شود.در نظر بگیرید تغییر زاویه ای هرچند کوچک در قطعات بزرگ و طویل چه ایراد اساسی در قطعه نهایی ایجاد می کند.
حال اگر خط جوش در راستای طولی و یا عرضی قطعه باشد اعوجاج طولی و عرضی(Longitudinal shrinkage or Transverse shrinkage) نمایان میشود.اعوجاج طولی و عرضی همان کاهش طول قطعه نهایی قطعه می باشد. این موارد هم بسیار حساس و مهم هستند.
نوع دیگری از اعوجاج تاول زدن یا طبله کردن و یا قپه Bowing)) می باشد.
ذکر یکی از تجربیات در این زمینه شاید مفید باشد. قطعه ای به طول 20 متر آماده ارسال برای نصب بود که بنا به خواسته ناظر میبایست چند پاس دیگر در تمام طول قطعه جوش داده می شد.تا ساق جوش 2-3میلیمتر بیشتر شود.بعد از انجام اینکارکاهش 27میلیمتری در قطعه بوجود آمد. واین یعنی فاجعه .چون اصلاح کاهش طول معمولا امکان پذیر نیست و اگر هم با روشهای کارگاهی کلکی سوار کنیم تنها هندسه شکل رااصلاح کرده ایم و چه بسا حین استفاده از قطعه آن وصله کاری توان تحمل بارهای وارده را نداشته باشد وایرادات بعدی نمایان شود.
بهترین راه برای رفع این ایراد جلوگیری ازبروز Distortion است. و(طراح یا سرپرست جوشکاری خوب) کسی که بتواند پیچیدگی قطعه را قبل ازجوش حدس بزند و راه جلوگیری از آن راهم پیشنهاد بدهد.
 
بعضی راهکارهای مقابله با اعوجاج:
اندازه ابعاد را کمی بزرگتر انتخاب کرده ...بگذاریم هر چقدر که میخواهد در ضمن عملیات تغییر ابعاد و پیچیدگی در آن ایجاد شود.پس از خاتمه جوشکاری عملیات خاص نظیر ماشین کاری...حرارت دادن موضعی و یا پرسکاری برای برطرف کردن تاب برداشتن و تصحیح ابعادانجام میگیرد.
حین طراحی و ساخت قطعه با تدابیر خاصی اعوجاج را خنثی کنیم.
از تعداد جوش کمتر با اندازه کوچکتر برای بدست آوردن استحکام مورد نیاز استفاده شود.
تشدید حرارت و تمرکز آن بر حوزه جوش در اینصورت نفوذ بهتری داریم و نیازی به جوش اضافه نیست.
ازدیاد سرعت جوشکاری که باعث کمتر حرارت دیدن قطعه می شود.
در صورت امکان بالا بردن ضخامت چراکه در قطعات با ضخامت کم اعوجاج بیشتر نمود دارد.
تا حد امکان انجام جوش در دوطرف کار حول محور خنثی
طرح مناسب لبه مورد اتصال که اگر صحیح طراحی شده باشد میتواند فرضا مصالح جوش را در اطاف محور خنثی پخش کند و تاحد زیادی از میزان اعوجاج بکاهد.
بکار بردن گیره و بست و نگهدارنده باری مهار کردن انبساط و انقباض ناخواسته درقطعه
 
عوامل مهم بوجود آمدن اعوجاج :
حرارت داده شده موضعی , طبیعت و شدت منبع حرارتی و روشی که این حرارت به کار رفته و همچنین نحوه سرد شدن درجه آزادی یا ممانعت بکار رفته برای جلوگیری از تغییرات انبساطی و انقباظی. این ممانعت ممکن است در طرح قطعه وجود داشته باشد و یا از طریق مکانیکی (گیره یا بست یا نگهدارنده و خالجوش)اعمال شود. تنش های پسماند قبلی در قطعات و اجزا مورد جوش گاهی اوقات موجب تشدید تنش های ناشی از جوشکاری شده و در مواردی مقداری از این تنش ها را خنثی می کند. خواص فلز قطعه کار واضح است که در شرایط مساوی طرح اتصال(هندسه جوش) و جوشکاری مواردی مانندمیزان حرارت جذب شده در منطقه جوش و چگونگی نرخ انتقال حرارت و ضریب انبساط حرارتی و قابلیت تغییر فرم پذیری و استحکام و بعضی خواص دیگر فلز مورد جوش تاثیر قابل توجهی در میزان تاب برداشتن دارد.مثلا در قطعات فولاد آستنیتی زنگ نزن مشکل پیچیدگی به مراتب بیشتر از فولاد کم کربن معمولی می باشد.
یک نمونه کامل برای PQR که در صفحه یک به شرح اتصال پرداخته شده و در صفحات بعد ۲ و ۳ نتایج ازمایشات ارایه شده.
نکته ای جالب تعدد آزمایشات است و تصور میکنم به خاطر استفاده از استانداردBSاست که سختگیرانه است.در استانداردAWSتعداد آزمایشات از ۶فراتر نمیرود.
دوستان و همکاران گرامی در صورتیکه نکات قابل ذکر و کاربردی در این زمینه دارند برای اطلاع دیگران و اعتلای سطح علمی دیگر همکاران میتوانند در این صفحه در اختیار دیگران بگذارند.با کمال میل منتظر نظرات شما هستم.
 
توضیحاتی پیرامون WPS & PQR
در نظر بگیرید در کارخانه ای بزرگ که تعداد زیادی پروژه در دست انجام است مسوول کنترل کیفی و یا ناظر هستیم. و با انواع و اقسام حالات جوشکاری برخورد می کنیم ....انواع الکترودها,ورقها با ضخامتهای متفاوت, ماشینهای مختلف که تحت شرایط خاصی تنظیم شده است ,جوشکاران که اغلب به روش سنتی(بدون رعایت اصول علمی)جوشکاری میکنند را در نظر بگیرید. بهترین کار چک کردن کار با کتابچه ای است که به عنوان WPS((Welding Procedure spcificationمعروف است. هر چند کاربرد اصلی این دفترچه برای پرسنل تولید است اما در واقع زبان مشترک تولید کننده و بازرس و ناظر می باشد که در بعضی مواقع کارفرماهای بزرگ خودشان WPSمورد قبول خود را به سازنده ارایه می کنند و بنای بازرسی ها را بر اساس آن قرار می دهند. فکر می کنم تا حدودی مفهوم را ساده کرده باشم.
استاندارد مرجعAWSََ حدود 170 نوع اتصال را با پوزیشنهای متفاوت معرفی کرده و انواع پارامترهای جوشکاری را برای تمامی انواع فرایندها(SMAW-MIG/MAG-TIG-SAW-…)معرفی کرده این متغیرها شامل محدوده ضخامت مجاز برای نوع اتصال –دامنه تغییرات مجاز برای آمپر- ولتاژ-قطر الکترود-نوع پودر-زاویه کونیک کردن-روش پیش گرم و پسگرم-و ... می باشد. که بخشی از وظیفه QC_MAN کنترل میزان تطابق روش جاری جوشکاری با روش مشخص شده در WPS است. در بعضی از موارد خاص که استاندارد روش خاصی ارایه نداده اغلب یک طراح جوش بنا به تجربیات خود پروسیجری ارایه می دهد. در بعضی شرکتهای بزرگ برای هر پروژه ای یک دفترچه WPS موجود است اما از آنجا که روشها و امکانات موجود هر کارخانه اغلب ثابت است لذا بنظر میرسد که نیازی به -WPS های متفاوت نباشد. و تجربه نشان داده که برای کارهای مشخص و ثابت بهتر است یک WPS تهیه شود و از تعدد ایجاد مدارک و مستندات دست وپاگیر جلوگیری شود. یک WPS معمولی میتوانید در حدود 200-250 صفحه باشد.یعنی به همین تعداد اتصالات مختلف را نشان داده و روش جوشکاری مربوطه را توضیح داده است.
 
PQR
(Procedure Qualification Record)
)ابتدا توضیح کوتاهی در مورد خود PQR لازم است که باید گفت PQR نتایج آزمایشات مخرب و غیر مخرب در مورد یک نوع مسخص جوش است.که از طرف آزمایشگاههای معتبر باید ارایه شود)
حال به این سوال میرسیم که از کجا اعتبار یک WPS را بفهمیم؟ ومدیران خط تولید یا تضمین کیفیت و یا ناظران و کنترل کیفیت چطور از اعتبار WPS اطمینان حاصل می کنند؟
قطعا آن قسمت از WPSکه از متن استاندارد استخراج شده نیاز به این کار ندارد چراکه تمامی موارد پیشنهادی استاندارد هم حاصل تجربیات گروه زیادی از متخصصان بوده است وفلسفه استفاده از استاندارد کوتاه کردن مسیر تجربه است تا زودتر به نتیجه دلخواه برسیم.ولی جدا از نحوه برداشت ما از استاندارد در استاندارد AWSمشخصا به این موضوع اشاره شده که برای موارد پیشنهادی استاندارد نیازی به PQR نیست.
اما برای آن مواردی که از استاندارد استخراج نشده و پیشنهاد واحد طراحی و یا مشاور طرح بوده باید حتما PQR تهیه شود.
 
روش تهیه PQR:
فرض کنیم نیاز داریم برای 70 نوع از انواع اتصالات PQR تهیه کنیم.آیا باید70نمونه تهیه کنیم؟ و آیا این کار عاقلانه است؟ مسلما خیر.
بنابر جداول مربوط به تهیه نمونه برای PQR می توان تعداد ار کمتری برای تاییدیه روش جوشکاری( PQR) تهیه کرد به این ترتیب که در جداول مربوطه بنا بر تغییرات ضخامت قطعات در اتصالات شبیه یه هم تعداد نمونه و نوع و تعداد آزمایشات برای آن نمونه معرفی شده. که پس از فرستادن قطعات به ازمایشگاههای ذیصلاح و گرفتن جواب مثبت میتوان به آن WPS اعتماد کرد و جوشکاری را آغاز کرد.
 
مثال:
فرض کنید دفترچه WPS را برای تهیه PQR در اختیاردارید.مراحل زیر برای تهیه PQRپیشنهادد می شود.
1-اتصالاتی که در استاندارد وجود دارد راتنها با متن استاندارد مطابقت دهید تا چیزی از قلم نیفتاده باشد و تلرانسها دقیقا استخراج شده باشد و نظایر این...
2-در مورد اتصالات شبیه به هم با مراجع به استاندارد یکی از پرکاربردترین ضخامتها را انتخاب کنید.برای کارهای سازه ای و اتصال نوع Grooveفرض کنید که 45 نوع ضخامت مختلف به شما معرفی شده .بهترین کار این است که با مراجعه به جداول استاندارد بهترین نمونه برای تهیه PQR انتخاب کنیم که این بهترین انتخاب اغلب پرکاربردترین یا حساسترین اتصال است.مثلا Grooveبا ضخامت 30-30که بنابر جدول استاندارد میبینیم که این نوع اتصال محدوده ضخامتیmm 3 تاmm 60 را با اعتبار میبخشد یعنی برای ضخامت 2 تا 60 دیگر نیازی به تهیه PQR نداریم و این از مزایای استفاده از استاندارد است.
3-حال که نمونه مورد نظر راانتخاب کردیم باید در ابعاد مشخص(طول و عرض) که باز هم در استاندارد آمده است آنرا تهیه کنیم و توسط یک جوشکار که دارای کارت صلاحیت جوشکاری در حالت مربوطه(1G-2G-1F-2F و غیره) است جوشکاری انجام شود.
4-قطعه مور نظر را به آزمایشگاه های معتبر ارسال می کنیم تا تحت تستهای مختلف قرار گیرد. این تستها اغلب خمش کناره-رادیوگرافی-ماکرواچ-شکست و ... است.
5-پس از اعلام نتیجه مثبت آزمایشگاه می توان جوشکاری را آغاز نمود.
در پایان این مطلب ذکر این نکته لازم است که شاید توضیحات  کمی ناقص باشد اما اگر کسی در حیطه ای این کار باشد کاملا متوجه توضیحات می شود.اما دوستان دیگر هم اگر سوالی در این مورد داشتند مطرح کنند...در حد توان در خدمت هستم.
 
نکاتی در مورد جوشکاری فولادهای ضدزنگ و ضدخوردگی
خصلت اصلی فولادهای استنلس مقاومت در برابر زنگ خوردگی است (داشتن کرم بیش از 12% موید همین مطلب است). نیکل موجود در این فولادها حتی به مقدار زیاد هم نمی تواند به تنهایی مقاومت در برابر خوردگی را زیاد کند.ولی با حضور کرم می تواند تا حد زیادی این وظیفه را بخوبی انجام دهد.مزیت اصلی نیکل تسهیل ایجاد فاز آستینیت و بهبود خاصیت مقاوم به ضربه فولادهای کرم نیکل دار است. مولیبدن شرائط خنثی سازی این فولاد را تثبیت می کند و عموما عامل افزایش مقاومت به خوردگی موضعی(Pitting) است.
به منظور اطمینان از تشکیل کاربیدهای پایدار که باعث افزایش مقاومت به خوردگی بین دانه ای می شود افزودن Ti و Nb به انواع معینی از فولادهای کرم-نیکل دار ضروری است.
کرم و کربن عناصر اصلی اینگونه از فولادها را تشکیل می دهد. هر چند که مقدار کربن کمتر از 04/0درصد است تاثیر کرم بر استحکام کششی حتی در مقادیر 13 و 17و 20درصد بسیار ناچیز است. در حالیکه در مقادیر زیادتر کربن با عملیات حرارتی مناسب امکان دست یابی به استحکام کششی مناسب و عملیاتت مکانیکی مورد نظر فراهم می شود.
با توجه به زیرساختار فولادهای کرم دار را به شرح زیر می توان دسته بندی کرد:
الف-فولادهای کرم دار-فریتی(12 تا 18 درصد کرم -1/0درصد کربن)
ب- فولادهای کرم دار-نیمه فریتی(12 تا 14 درصد کرم -08/0 تا 12/0 درصد کربن)
ج-فولادهای کرم دار-مارتنزیتی(12 تا 18 درصد کرم و بیش از 3/0 درصد کربن)
د- فولادهای کرم دار-قابل عملیات حرارتی(12 تا 18 درصد کرم -15/0 تا 20/0 درصد کربن)
 
این دسته بندی را در مورد جوش پذیری نیز می توان تکرار کرد.
تحت شرایط حرارتی نامناسب فولادهای فریتی(گروه الف) تمایل به تشکیل دانه های درشت نشان می دهند. انرژی حرارتی ناشی از جوشکاری منجر به رشد دانه بندی می شود که نمی توان آنرا با پس گرمایش برطرف نمود.در نتیجه کاربید رسوب می کند و در مرز دانه های فریت باعث شکنندگی و کاهش شىیى مقاومت به ضربه فلؤ جوش میشود.برای غلبه بر این حالت باید از الکترود آستنیتی تثبیت شده با 19 درصد کرم و 9 درصد نیکل استفاده نمود.فلز جوشی که بدین ترتیب حاصل می شود دارای خاصیت آستینیتی و مقاومت به ضربه بالا است.فلز جوشی که بدین طریق حاصل می شود از نظر مقاومت به خوردگی مطابق فولادهای ضدزنگ فریتی می باشد اما از نظر ظاهر با فلز مبنا تفاوت رنگ دارد.در صورتی که اجبار در یکرنگی باشد باید از فیلر متال مشابه( مثلا 18 درصد کرم به همراه کمی Ti)استفاده شود.Tiدر مقادیر جزیی نقش موثر در ریز دانه کردن فلز جوش دارد.
بعلت رابطه گریز ناپذیر بین رشد دانه ها با از دست رفتن استحکام ضربه ای چاره ای جز کاستن از تنش های حرارتی ناشی از عملیات جوشکاری وجود ندارد و برای نیل به این منظور تمهیداتی نظیر الکترود با قطر کم و سرعت جوشکاری بیشتر و پیش گرمایش 200تا 300 درجه سانتی گراد باید به کار رود. پس گرمایش در حدود 700 تا 800 درجه سانتی گراد خاصیت استحکام به ضربه فلز جوش را بهبود می دهد. همچنین آنیلینگ(Annealing)به مدت کم نیز باعث تجمع کاربید شده و تا حدی شکنندگی فلز جوش را جبران می کند و همینطور به تنش گیری نیز کمک می کند. ولی هرگز باعث رفع کامل درشت دانگی HAZ نمی شود.
اقدامات مشابهی حین جوشکاری فولادهای نیمه فریتی و کوئنچ تمر شده با 12 تا 14 درصد کربن (دسته ب ) نیز ضروری است. می دانیم که سرد کردن سریع باعث تشکیل فاز شکننده مارتنزیتی می شود لذا ضرورت دارد که درجه حرارت قطعه حین انجام جوش بالا نگهداشته شود. قطعه کار ابتدا 300 تا 350 درجه پیش گرم می شود.درجه حرارت بین پاسی(Inter pass) 300 درجه مناسب است و از این کمتر نباید شود.ضمنا قطعه کار باید بلافاصله در دمای 700 تا 760 درجه پس گرم شود.این سیکل حرارتی در مجموع باعث ایجاد فلز جوشی با ساختار یکنواخت و چقرمه در کل طول درز جوش می شود و خطر شکنندگی و رشد دانه ها را تا حدود زیادی مرتفع می کند.
فولادهای کرم دار مارتنزیتی (دسته ج)معمولا قابل جوش نیستند و صرفا به منظور تعمیر و اصلاح عیوب جوشکاری بر روی آنها انجام می پذیرد. برای جوشکاری فولادهای کرم دار با 12 تا 14 درصد کرم مقدار کربن در فیلر متال نباید از 25/0درصد تجاوز کند.این نوع فولاد در هوا سخت می شود.از این رو هیچ اقدام پیشگیرانه موثری به منظور غلبه بر سخت شده HAZوجود ندارد.اما با اعمال پیش گرم زیاد که با پس گرم بلافاصله قطعه همراه باشد می توان تاحدودی مشکل را برطرف کرد و سختی نامطلوب را در حد پایینی نگاه داشت.دمای پس گرم 750 تا 800 توصیه می شود و کمتر از این دما ممکن است باعث تاثسر منفی در مقاومت به خوردگی شود.
آنیلینگ در حرارتی بین650 تا 650 درجه ممکن است باعث رسوب کاربید و بروز خوردگی بین دانه ای شود.  

 کاربرد این جوش عموما در جوشکاری موارد زیر است
فلزات رنگین از قبیل آلومینیوم...نیکل...مس و برنج(مس و روی) است.
جوشکاری پاس ریشه در لوله ها و مخازن
ورقهای نازک(زیر1mm)
 
مزایای TIG
بعلت اینکه تزریق فلز پرکننده از خارج قوس صورت می گیرد.اغتشاش در جریان قوس پدید نمی آید.در نتیجه کیفیت فلز جوش بالاتر است.
بدلیل عدم وجود سرباره و دود و جرقه ,منطقه قوس و حوضچه مذاب بوضوح قابل رویت است.
امکان جوشکاری فلزات رنگین و ورقهای نازک با دقت بسیار زیاد.
 
انواع الکترودها در TIG
الکترود تنگستن خالص (سبز رنگ)برای جوش آلومینیوم استفاده می شود و حین جوشکاری پت پت می کند. الکترود تنگستن توریم دار که دو نوع دارد الف-1% توریوم دار که قرمز رنگ است ب-2% توریم دار که زرد رنگ می باشد. الکترود تنگستن زیرکونیم دار که علامت مشخصه آن رنگ سفید است. الکترود تنگست

2-فولادهای مقاوم به خوردگی
فولادهای آستینیتی مقاوم به خوردگی کرم-نیکل دار عموما دارای خواش جوشکاری مطلوبی هستند(جوش پذیرند). اما خصوصیاتی چند از این فلزات باید مدنظر قرار گیرد.
الف-ضریب هدایت حرارتی کم.
ب- ضریب انبساط حرارتی زیاد.
ج-سرشت انجماد اولیه این نوع فولادها که تاثیر مهم و تعیین کننده ای بر مکانیزم وقوع ترگ گرم در آنها دارد.وجود مقدار مشخصی از فریت در فلز جوش بیانگر مقاومت ـن به ترک گرم است.
به کمک نمودار شفلر-دولانگ امکان تعیین زیر ساختار بر اساس ترکیبات فلز جوش ممکن است.
نمودار شفلر-دولانگ کمکی عملی در تعیین مقدار تقریبی فریت(فریت دلتا)و سرشت ریز ساختار تشکیل شده حین جوشکاری فولادهای آلیاژی غیر همجنس اراوه می دهد.علاوه بر این برآوردی کلی از تاثیرات مقادیر کم فریت بر مقاومت به ترک گرم فلز جوش آستینیتی را مقدور می سازد.تجربه ثابت کرده که روشهای متفاوت تعیین درصد فریت عملا مساله ساز است و طبق توافق جهانی به جای درصد فریت تعداد فریت را مبنا و ماخذ محاسبات قرار می دهند .
دوستانی که احتمالا از مطالب مربوط به نمودار شفلر آنچنان برداشت منسجم و دقیقی نداشتند کاملا حق دارند و پیشنهاد می کنم به کتب و منابع معتبر برای فهم بهتر مطلب مراجعه کنند. و فرصت بهتر پرداختن به این مطالب مهم فعلا در توان بنده نیست.
 
3-فولادهای مقاوم به حرارت
الف-فولادهای فریتی یا فولادهای فریتی-پرلیتی از نوع (Cr یا Cr-Si و Cr-Si-Al) و فولدهای فریتی-آستنیتی
ب-فولادهای مقاوم به حرارت از نوع آستنیتی از نوع Cr-Ni-Si
در حالیکه در جوشکاری قطعات فولادی از نوع آستنیتی با الکترودها ی همجنس آن پیش گرم قطعه ضرورتی ندارد فولادهای مقاوم به حرارت از نوع فریتی کرم دار را معمولا 100 تا 300 درجه پیش گرم و در 750 درجه هم پس گرم و آنیل می کنند.علت این کار هم غلبه بر درشت دانگی و تمایل به ترد شدن HAZ است.
قطعات ریختگی از جنش فریت_آستنیت را باید در حالت گرم 700تا800 درجه جوش داد و اجازه داد که به تدریج سرد گردد.
جوشکاری فولادهای فریتی و فریتی-پرلیتی با الکترودهای هم جنس قطعه کار کاهش در استحکام ضربه ضربه ای فلز جوش را نشان می دهد لذا پیشنهاد می شود این نوع فولادها را باالکترودهای آستنیتی مقاوم به حرارت جوش داد.در این حالت نیز باید توجه داشت که مقاومت به حرارت فلز جوش آستنیتی در محیط احتراق با گازهای اکسید کننده با هوا تقویت می شود و طبیعتا این مقاومت به حرارت در محیط گازهای احیا کننده به مقدار زیادی کاهش می یابد برای غلبه بر محیط احتراق با مقدار زیاد گاز گوگرد استفاده از الکترودهایی با کرم زیاد توصیه  می گردد.
 
مختصری از بازرسی جوش
دوستی درخواست اطلاعات مختصری در مورد بازرسی جوش کردن بودند که با توجه به گستردگی مطلب فعلا چند جمله ای در مورد اهمیت بازرسی بازرسی جوش می نویسم تا در فرصت مناسبی بتوانم مطلب را باز کنم.
سازه های جوش داده شده نظیر سایر قطعات مهندسی به بازرسی در مراحل مختلف حین ساختو همچنین در خاتمه ساخت نیاز دارند. برای حصول از مرغوبیت جوش و مطابقت آن با نیازمندیهای طرح باید کلیه عوامل موثر در جوشکاری در مراحل مختلف اجرا مورد بازرسی قرار گیرد.  را بشناسیم
بعد از این مرحله به شرح موارد مهم پرداخته می شود. که احتمالا مطالبی در حول و حوش این مسایل می باشد.
وظایف بازرس جوش
دسته بندی بازرسان جوش
تواناییهای بازرس جوش
الف-آشنایی با نقشه ها و مشخصات فنی
ب-آشنایی با زبان جوشکاری
ج-اشنایی با فرآیندهای جوشکاری
د-شناخت روشهای آزمایش
-توانایی گزارش نویسی و حفظ سوابق
و-داشتن وضعیت خوب جسمانی
ز-داشتن دید خوب
ح-حفظ متانت حرفه ای
ط-تحصیل و آموزش آکادمیک
ی-تجربه بازرسی
ک-تجربه جوش 
امیدوارم فرصت مناسبی داشته باشم تا در مورد تک تک اینها تجربیات و اطلاعاتم را در اختیار دوستان قرار دهم. 

معرفی جوش آرگون در چند جمله
در جوش آرگون یا تیگ (TIG) برای ایجاد قوس جوشکاری از الکترود تنگستن استفاده می شود که این الکترود برخلاف دیگر فرایندهای جوشکاری حین عملیاتت جوشکاری مصرف نمی شود.
حین جوشکاری گاز خنثی هوا را از ناحیه جوشکاری بیرون رانده و از اکسیده شدن الکترود جلوگیریمی کند. در جوشکاری تیگ الکترود فقط برای ایجاد قوس بکار برده می شود و خود الکترود در جوش مصرف نمی شود در حالیکه در جوش قوس فلزی الکترود در جوش مصرف می شود. در این نوع جوشکاری از سیم جوش(Filler metal)بعنوان فلز پرکننده استفاده می شود.و سیم جوش شبیه جوشکاری با اشعه اکسی استیلن(MIG/MAG)در جوش تغذیه می شود. در بین صنعتکاران ایرانی این جوش با نام جوش آلومینیوم شناخته می شود. نامهای تجارتی هلی آرک یا هلی ولد نیز به دلیل معروفیت نام این سازندگان در خصوص ماشینهای جوش تیگ باعث شده بعضا این نوع جوشکاری با نام سازندگان هم شناخته شود. نام جدید این فرایند G.T.A.W و نام آلمانی آن WIGمی باشد. همانطور که از نام این فرایند پیداست گاز محافظ آرگون می باشد که ترکیب این گاز با هلیم بیشتر کاربرد دارد. علت استفاده از هلیم این است که هلیم باعث افزایش توان قوس می شود و به همین دلیل سرعت جوشکاری را می توان بالا برد و همینطور باعث خروج بهتر گازها از محدوده جوش می شود.  

انتخاب فرآیند جوشکاری مناسب

در بسیاری موارد اتصال طراحی شده را میتوان با چند فرآیند جوشکاری مختلف ایجاد نمود. اما همواره یک فرآیند است که بهترین نتیجه را (در مجموع) ایجاد میکند. بنابراین یک متخصص جوش باید بتواند با روشی مقبول،  یکی از فرآیندهای ممکن را برای اتصال مورد نظر تعیین نماید. در این متن شما با روال انتخاب فرآیند جوشکاری مناسب آشنا میشوید. این روال شامل  ۴  مرحله میگردد.

مرحله اول: بررسی ویژگیهای مورد نیاز اتصال

در این مرحله باید بزرگ یا کوچک بودن اتصال جوش،  موقعیت و جهت جوشکاری،  و ضخامت فلز پایه باید بررسی گردد.

در جوشکاری،  ملزومات هر اتصالی را میتوان در  ۴  ویژگی خلاصه کرد: پرکنندگی سریع(نرخ رسوب بالا)،  انجماد سریع (در موقعیتهای دشوار جوشکاری)،  سرعت جوشکاری زیاد (سرعت حرکت قوس بالا و بستر جوش بسیار کوچک)،  و نفوذ (عمق نفوذ جوش در فلز پایه).

پرکنندگی سریع هنگامی نیاز است که به مقدار زیادی فلز جوش برای پر کردن اتصال احتیاج باشد. بستر جوشهای بزرگ را تنها میتوان با نرخ رسوب بالا،  در زمان کم ایجاد کرد. در بستر جوشهای کوچک،  پرکنندگی سریع یک پارامتر فرعی میباشد.

انجماد سریع در جوشکاری موقعیتهای دشوار (بالا سری و عمودی) مد نظر قرار میگیرد که نیاز است حوضچه مذاب جوش خیلی سریع منجمد گردد.

سرعت جوشکاری بالا به معنی پیشروی سریع قوس و فلز مذاب و ایجاد یک بستر جوش پیوسته و مناسب بدون انقطاع و بریدگی میباشد. این خصوصیت در جوشهای تک پاسه کوچک،  مانند جوشکاری ورقها،  مد نظر است.

نفوذ با نوع اتصال تغییر میابد. در بعضی اتصالات نفوذ باید عمیق باشد تا به مقدار کافی از فلز پایه با فلز جوش ترکیب شود و در برخی دیگر باید نفوذ محدود شود تا از سوختگی و ترک جلوگیری گردد.

هر اتصال جوشی را میتوان بر اساس  ۴  پارامتر مذکور دسته بندی کرد :

مرحله دوم: تطبیق ویژگیهای مورد نیاز اتصال با فرآیندهای جوشکاری.

اغلب سازندگان دستگاه های جوش اطلاعات مختلفی را در ارتباط با ویژگیها و توانایی دستگاه های خود ارائه میدهند که میتوان از آنها استفاده نمود. در این مرحله با توجه به خصوصیات هر دستگاه و ویژگیهای هر فرآیند میتوان یک یا چند فرآیند را به گونه ای انتخاب کرد که خصوصیات تعیین شده برای اتصال را فراهم سازد. در این حالت بندرت پیش میاید که تنها یک فرآیند انتخاب شود و معمولا دو یا چند فرآیند خصوصیات مد نظر را تامین میکنند.

مرحله سوم: تهیه چک لیستی برای تعیین توانایی فرآیندهای انتخاب شده در تطبیق با شرایط خاص کاری.

پارامترهای دیگری نیز علاوه بر اتصال روی انتخاب فرآیند تاثیر میگذارند. بسیاری از آنها مختص شرایط کار و کارگاه جوشکاری شما میباشند. گاهی این پارامترها تاثیر زیادی بر حذف برخی فرآیندهای انتخاب شده دارند. در این مرحله باید تمامی این پارامترها را بصورت چک لیست درآورده و یکی یکی بررسی نمود.

·   حجم تولید:  باید هزینه دستگاه جوش را با مقدار کار یا تولید مورد نیاز تطبیق داد. اگر حجم کار برای یک کاربرد باندازه کافی نباشد،  میتوان کاربرد دیگری را نیز بطور موازی در نظر گرفت تا هزینه ها تعدیل گردد.

·      خصوصیات جوش:  در صورتیکه یک فرآیند نتواند خواص جوش تعیین شده را تامین نماید،  از لیست انتخابها حذف میگردد.

·   مهارت کاربر:  کاربران ممکن است که مهارت کار با یک فرآیند را خیلی سریعتر از فرآیندهای دیگر کسب نماید. آموزش کاربران برای یک فرآیند جدید هزینه ساز است.

·   تجهیزات کمکی:  هر فرآیند دارای منبع تغذیه و تجهیزات کمکی خاص خود میباشد. اگر یک فرآیند را بتوان با تجهیزات موجو اجرا نمود،  هزینه اولیه بسیار کاهش میابد.

·      تجهیزات جانبی: قابلیت دسترسی و هزینه تجهیزات جانبی مورد نیاز باید مد نظر قرار گیرد.

·   شرایط فلز پایه:  زنگار،  روغن،  لبه سازی،  جوشپذیری و سایر شرایط فلز پایه باید مد نظر قرار گیرد. این پارامترها میتوانند قابلیت یک فرآیند را محدود نمایند.

·   وضعیت قوس:  در صورتیکه درز اتصال نامنظم باشد استفاده از فرآیندهای با قوس آزاد ترجیح داده میشود. اما در مواردیکه بتوان درز جوش را بطور مناسبی قرار داد استفاده از فرآیند زیرپودری ارجح است.

·      قید و بست:  در برخی فرآیندها (بخصوص فرآیندهای نیمه خودکار) نیاز به قید و بست های خاص است که باید مد نظر قرار گیرد.

·   تنگناهای تولیدی:  اگر فرآیندی هزینه تولید را کاهش دهد اما محدودیتها و مشکلاتی برای تولید ایجاد نماید،  ارزش خود را از دست میدهد. دستگاه های بسیار پیچیده که نیاز به سرویسکاری مداوم توسط افراد ماهر دارند میتوانند باعث کاهش سرعت تولید شوند.

 چک لیست تهیه شده باید تمامی فاکتورهای موثر بر اقتصاد تولید را در بر داشته باشد. فاکتورهای دیگری که میتوان اشاره کرد عبارتند از:

·      ملزومات تولید

·      محدوده ابعادی جوش

·      انعطاف پذیری در کاربرد

·      طول درز جوش

·      زمان تنظیم و راه اندازی

·      هزینه اولیه

·      ملزومات بهداشتی و زیست محیطی

 با تعیین این فاکتورها میتوان فرآیند مناسب را از بین فرآیندهای انتخاب شده تعیین نمود. در صورتیکه تمامی شرایط یکسان باشد،  معیار انتخای هزینه کلی خواهد بود.

 مرحله چهارم: بازنگری فرآیند با اطلاعات سازنده دستگاه جوش برای تایید توانایی آن.

 در این مرحله باید چک لیست تهیه شده و ویژگیهای مورد نیاز با نماینده سازنده دستگاه جوش مورد بازنگری قرار گیرد تا از توانایی دستگاه و انتخاب صحیح اطمینان حاصل شود.