روش های گوناگونی این روزها برای اتصال دو قطعه فلزی وجود دارد که یکی از مشهور ترین آن جوشکاری می باشد . در متن زیر به برخی از عیوب و مزایای روش های مختلف جوشکاری پرداخته ایم. این متن توسط گروه ساختمانی ابنیه پایدار که متخصص در ساخت اسکلت فلزی و سوله و پیچ و مهره ای و همچنین انجام کلیه امور آزمایشگاهی ازجمله تست جوش است.
از محاسن جوشکاری می شود به موارد زیر اشاره کرد:
- اتصالات جوشكاری شده از نوع دایم بوده و پس از اجرا قابل تفكيك نمی باشند.
- برای ايجاد يك اتصال جوشی محدوديت ضخامت نداريم.
- اتصالات جوشكاری شده آبندی هستند.
- استحكام استاتيكی فلز جوش می تواند از فلز پايه بيشتر باشد.
- اتصالات جوشکاری شده باعث افزایش انعطاف پذیری در طراحی می شوند.
همچنین محدودیت ها و معایب جوشکاری هم به شرح زیر می باشد:
- اتصالات جوشی از نوع دائم بوده و پس از اجرا قابل تفكيك نمی باشند.
- ساختار و خواص متالوژيكی فلز پايه در مجاورت محل جوش به شكلی نامطلوب دچار تغيير می شود.
- اتصالات جوشی نيازمند بازرسی پس از جوشكاری هستند.
- ايجاد یک اتصال جوشی مناسب نيازمند نيروی متخصص و ماهر از حوزه طراحی تا اجرا و پس از آن در زمان بازرسی و در صورت لزوم به هنگام تعمیر می باشد.
- اتصالات جوشی دارای اعوجاج و تنش های پس ماند هستند.
- اتصالات جوشكاری شده نسبت به بارگذاری خستگی ضعيف هستند.
در کنار اهمیتی که تمامی موارد فوق الذکر در انتخاب و یا عدم انتخاب جوشکاری به عنوان روش اتصال اجزای سازه فلزی یا مجموعه فلزی مورد نظر دارند، به باور نگارنده موارد ذیل در هنگام طراحی از اهمیت بیشتری برخوردار اند:
- برای ايجاد اتصالات جوشکاری شده محدوديت ضخامت نداريم.
- استفاده از جوشکاری در ایجاد اتصال به نسبت پیچ و پرچ باعث کاهش سطح مقطع و در نتیجه کاهش وزن سازه می گردد.
- اتصالات جوشکاری شده باعث افزایش انعطاف پذیری طراحی می شوند.
- جوشكاری باعث ایجاد اعوجاج و تنش های پسماند در سازه جوشی می گردد.
- اتصالات جوشكاری شده نسبت به بارگذاری هایی با اثرات خستگی | Cyclic Loading ضعيف هستند.
جوشکاری و لحیم کاری
لحیم کاری از دیگر روش های متداول اتصال مواد مهندسی است که دارای شباهت هایی با برخی از فرایندهای جوشکاری ذوبی | Fusion Welding است. در ادامه برخی از مزایا و معایب جوشکاری نسبت به لحیم کاری آورده شده است:
- در لحیم کاری فلز لحیم بر اساس خواص موینگی در درز اتصال نفوذ کرده و شرایط برقراری اتصال را فراهم می آورد در حالی که در اغلب فرایندهای جوشکاری ذوبی ماده مصرفی (سیم جوش یا الکترود جوشکاری) در درز اتصال رسوب داده می شود.
- استحکام اتصال جوشکاری شده از اتصال لحیم کاری شده بیشتر است.
- نرخ ایجاد اتصال در جوشکاری دستی | Manual Welding بیش از لحیم کاری دستی | Manual Brazing است.
- در لحیم کاری فلز پایه ذوب نمی شود و لذا در لحیم کاری به نسبت جوشکاری تغییرات ناخواسته متالورژیکی کمتری در مقطع اتصال فلز پایه ایجاد می گردد.
جوشکاری و پیچ و پرچ | روش های اتصال مکانیکی
استفاده از پیچ و مهره و یا پرچ از قدیمی ترین روش های اتصال مواد مهندسی است. در ادامه به مقایسه برخی از مزایا و معایب جوشکاری نسبت به پیچ و پرچ پرداخته شده است:
- سازه هایی که با استفاده از فرایندهای جوشکاری ساخته می شوند، اغلب نسبت به سازه های مشابه پیچ و پرچی سبکتر هستند، زیرا اتصال دو قطعه با پیچ و یا پرچ نیازمند سوراخ هایی در محل اتصال است که این امر به کاهش سطح مقطع موثر و در نتیجه افزایش ضخامت منتهی خواهد شد. در حالی كه در اتصالات جوشكاری شده به دلیل عدم وجود چنین سوراخ هایی، امکان کاهش ضخامت قطعات و در نتیجه تقلیل وزن سازه وجود دارد.
- ساخت سازه های فلزی با جوشکاری به نسبت روش های ایجاد اتصال موقت مانند پیچ و مهره سرعت بالاتری داشته و در مدت زمان كوتاهتری انجام می‌شود. به عنوان مثال ساخت يك كشتی دویست هزار تنی به وسیله جوشكاری حدود ۳ ماه و با پيچ و پرچ بيش از يك سال به طول خواهد انجامید. سرعت اجرای بیشتر به معنی افزایش صرفه اقتصادی است که مهمترین مزیت جوشکاری نسبت به سایر روش های ایجاد اتصال بوده و باعث شده تا این روش صرف نظر از پیچیدگی ها و معایبی که پیش‌تر به آن اشاره شد، به یکی از پر کاربرد ترین روش های اتصال فلزات تبدیل گردد.
- در اتصالات جوشكاری شده ترك ها می توانند به راحتی از اتصال جوشی عبور كرده و از يك قطعه به قطعه ديگر منتقل شوند، اما در اتصالاتی كه با روش های اتصال موقت مانند پيچ و مهره و یا پرچ ايجاد شده اند، به واسطه عدم پيوستگی كامل اجزای سازه، ترك در محل اتصال متوقف می گردد.
- با در نظر گرفتن تمامی جوانب می توان گفت که جوشكاری به دلیل سرعت اتصال بیشتر، ارزانترين روش اتصال بوده و باعث افزایش انعطاف پذيری طراحی می شود. زيرا به طراح امكان می دهد كه در شرایط مختلف از فلز مناسب در محل مناسب استفاده نمايد، بدون آنکه نگرانی از بابت روش اتصال آنها به یکدیگر داشته باشد.
جوشکاری و ریخته گری
روش های مختلفی برای تولید قطعات و مجموعه های صنعتی وجود دارد که یکی از مهمترین و پرکاربرد ترین آنها ریخته گری | Casting است. ریخته گری نیز مانند هر فرایند ساخت دیگری دارای محاسن و معایب متعددی می باشد. در ادامه برخی از مزایای جوشکاری نسبت به ریخته گری آورده شده است:
- هزينه های ريخته گری بسیار بیشتر از جوشكاری است. هزينه های مربوط به تامين، نگهداری و تعميرات قالب های ریخته گری تنها یکی از عوامل این افزایش هزینه می باشند. به این دلیل تنها هنگامی استفاده از ریخته گری دارای صرفه اقتصادی است که تولید قطعه ای با تیراژ بالا در نظر باشد.
- در ريخته گری، به دليل نياز به جريان مذاب در قالب و يا ماشين كاری پس از آن، ضخامت قطعات می بایست بيش از ضخامت مورد نياز طراحی باشد كه این امر موجب اتلاف مواد و افزايش هزينه و زمان ساخت می شود. این در حالی است که طرح های مختلف اتصالات جوشی می توانند اغلب نیازهای صنعتی را برطرف نمایند.
- به دلیل هزینه بالای تاسیس و نگهداری یک کارگاه ریخته گری، اغلب کارفرمایان قطعات خود را برای ریخته گری به کارگاه های خارج از مجموعه سفارش می دهند که این امر اغلب زمان بیشتری را برای تولید و رفع عیوب قطعات طلب خواهد کرد. این در حالی است که کارفرمایان می توانند با صرف هزینه کمتر، به تاسیس یک کارگاه جوشکاری در مجموعه خود اقدام نموده و قطعات مورد نیاز را با سرعت بیشتر و کیفیت بهتر تولید نمایند.
تست جوش
مطلب فوق توسط دفتر فنی گروه ساخت سوله و ساخت اسکلت فلزی و اسکلت فلزی پیچ و مهره ای و ابنیه پایدار و بازرسی جوش و کنترل کیفیت تهیه شده است که در زمینه ساخت نصب انواع سازه های فلزی و بازرسی جوش و تست جوش فعالیت دارد.