اصول بازرسی چشمی جوش

1-اطلاعات عمومي .در بسياري از برنامه هاي تدوين شده توسط سازنده جهت كنترل كيفيت محصولات،از آزمون چشمي به عنوان اولين تست و يا در بعضي موارد به عنوان تنها متد ارزيابي بازرسي ،استفاده مي شود.اگر آزمون چشمي بطور مناسب اعمال شود،ابزار ارزشمندي مي تواند واقع گردد.

بعلاوه يافتن محل عيوب سطحي، بازرسي چشمي مي تواند بعنوان تكنيك فوق العاده كنترل پروسه براي كمك در شناسايي مسائل و مشكلات مابعد ساخت بكار گرفته شود.

آزمون چشمي روشي براي شناسايي نواقص و معايب سطحي مي باشد.نتيجتا هر برنامه كنترل كيفيت كه شامل بازرسي چشمي مي باشد،بايد محتوي يك سري آزمايشات متوالي انجام شده در طول تمام مراحل كاري در ساخت باشد.بدين گونه بازرسي چشمي سطوح معيوب كه در مراحل ساخت اتفاق مي افتد،ميسر ميشود.

كشف و تعمير اين عيوب در زمان فوق،كاهش هزينه قابل توجهي را در بر خواهد داشت.بطوري كه نشان داده شده است بسياري از عيوبي كه بعدها با روشهاي تست پيشرفته تري كشف مي شوند،با برنامه بازرسي چشمي قبل،حين و بعد از جوشكاري به راحتي قابل كشف مي باشند.سازندگان فايده يك سيستم كيفيتي كه بازرسي چشمي منظمي داشته است را بخوبي درك كرده اند.

ميزان تاثير بازرسي چشمي هنگامي بهتر مي شود كه يك سيستمي كه تمام مراحل پروسه جوشكاري(قبل،حين و بعد از جوشكاري) را بپوشاند،نهادينه شود.

 

2- قبل از جوشكاري. قبل از جوشكاري ،يك سري موارد نياز به توجه بازرس چشمي دارد كه شامل زير است:

  1. مرور طراحي ها و مشخصات
  2. چك كردن تاييديه پروسيجرها و پرسنل مورد استفاده
  3. بنانهادن نقاط تست
  4. نصب نقشه اي براي ثبت نتايج
  5. مرور مواد مورد استفاده
  6. چك كردن ناپيوستگي هاي فلز پايه
  7. چك كردن فيت آپ و تراز بندي اتصالات جوش
  8. چك كردن پيش گرمايي در صورت نياز

اگر بازرس توجه بسيار دقيقي به اين آيتم هاي مقدماتي بكند،مي تواند از بسياري مسائل كه بعدها ممكن است اتفاق بيافتد،جلوگيري نمايد.مساله بسيار مهم اين است كه بازرس بايد بداند چه چيزهايي كاملا مورد نياز مي باشد.اين اطلاعات را مي توان از مرور مستندات مربوطه بدست آورد.با مرور اين اطلاعات،سيستمي بايد بنا نهاده شود كه تضمين كند ركوردهاي كامل و دقيقي را مي توان بطور عملي ايجاد كرد.

 

1-2- نقاط نگهداري.

بايد بنا نهادن نقاط تست يا نقاط نگهداري جايي كه آزمون بايد قبل از تكميل هر گونه مراحل بعدي ساخت انجام شود، در نظر گرفته شود. اين موضوع در پروژه هاي بزرگ ساخت يا توليدات جوشكاري انبوه،بيشترين اهميت را دارد.

 

2-2- روشهاي جوشكاري. مرحله ديگر مقدماتي اين است كه اطمينان حاصل كنيم آيا روشهاي قابل اعمال جوشكاري ،ملزومات كار را برآورده مي سازند يا نه؟مستندات مربوط به تاييد يا صلاحيت هاي جوشكاران هر كدام بطور جداگانه بايد مرور شود.طراحي ها و مشخصات معين مي كند كه چه فلزهاي پايه اي بايد به يكديگر متصل شوند و چه فلز پركننده بايد مورد استفاده قرار گيرد.براي جوشكاري سازه و ديگر كاربردهاي بحراني،جوشكاري بطور معمول بر طبق روشهاي تاييد شده اي كه متغيرهاي اساسي پروسه را ثبت مي كنند و بوسيله جوشكاراني كه براي پروسه ،ماده و موقعيتي كه قرار است جوشكاري شود،تاييد شده اند،انجام مي گيرد.در بعضي موارد مراحل اضافي براي آماده سازي مواد مورد نياز مي باشد.بطور مثال در جاهايي كه الكترودهاي از نوع كم-هيدروژن مورد نياز باشد،وسايل ذخيره آن بايد بوسيله سازنده در نظر گرفته شود.

 

3-2- موادپايه. قبل از جوشكاري ، شناسايي نوع ماده و يك تست كامل از فلزات پايه اي مربوطه بايد انجام گيرد.اگر يك ناپيوستگي همچون جدالايگي صفحه ای وجود داشته باشد و كشف نشده باقي بماند روي صحت ساختاري كل جوش احتمال تاثير دارد.در بسياري از اوقات جدالايگي در طول لبه ورقه قابل رويت مي باشد بخصوص در لبه هايي كه با گاز اكسيژن برش داده شده است.

 

4-2- مونتاژ اتصالات. براي يك جوش،بحراني ترين قسمت ماده پايه،ناحيه اي است كه براي پذيرش فلز جوشكاري به شكل اتصال،آماده سازي مي شود.اهميت مونتاژ اتصالات قبل از جوشكاري را نمي توان به اندازه كافي تاكيد كرد.بنابراين آزمون چشمي مونتاژ اتصالات از تقدم بالايي برخوردار است. مواردي كه قبل از جوشكاري بايد در نظر گرفته شود شامل زير است:

  • زاوية شيار (Groove angle)
  • دهانه ريشه (Root opening)groove angle & root opening
  • ترازبندي اتصال (Joint alignment)
  • پشت بند (Backing)
  • الكترودهاي مصرفي (Consumable insert)
  • تميز بودن اتصال (Joint cleanliness)
  • خال جوش ها (Tack welds)
  • پيش گرم كردن (Preheat)

هر كدام از اين فاكتورها رفتار مستقيم روي كيفيت جوش بوجود آمده،دارند.اگر مونتاژ ضعيف باشد،كيفيت جوش احتمالا زير حد استاندارد خواهد بود.دقت زياد در طول اسمبل كردن يا سوار كردن اتصال مي تواند تاثير زيادي در بهبود جوشكاري داشته باشد.اغلب آزمايش اتصال قبل از جوشكاري عیوبی را که در استاندارد محدود شده اند را آشكار مي سازد،البته اين اشکالات ،محلهايي مي باشند كه در طول مراحل بعدي بدقت مي توان آنها را بررسي كرد.براي مثال،اگر اتصالي از نوع T (T-joint) براي جوشهاي گوشه اي(Fillet welds)، شكاف وسيعي از ريشه نشان دهد،اندازه جوش گوشه اي مورد نياز بايد به نسبت مقدار شكاف ريشه افزوده شود. بنابراين اگر بازرس بداند چنين وضعيتي وجود دارد،مطابق به آن ،نقشه يا اتصال جوش بايد علامت گذاري شود، و آخرين تعيين اندازه جوش به درستي شرح داده شود.

3- حين جوشكاري. در حين جوشكاري،چندين آيتم وجود دارد كه نياز به كنترل دارد تا نتيجتا جوش رضايتبخشي حاصل شود.آزمون چشمي اولين متد براي كنترل اين جنبه از ساخت مي باشد.اين مي تواند ابزار ارزشمندي در كنترل پروسه باشد.بعضي از اين جنبه هاي ساخت كه بايد كنترل شوند شامل موارد زير مي باشد:

  1. (1)كيفيت پاس ريشه جوش()weld root bead
  2. (2)آماده سازي ريشه اتصال قبل از جوشكاري طرف دوم
  3. (3)پيش گرمي و دماهاي ميان پاسي
  4. (4)توالي پاسهاي جوش
  5. (5)لايه هاي بعدي جهت كيفيت جوش معلوم
  6. (6)تميز نمودن بين پاسها
  7. (7)پيروي از پروسيجر كاري همچون ولتاژ،آمپر،ورود حرارت،سرعت.

 

هر كدام از اين فاكتورها اگر ناديده گرفته شود سبب بوجود آمدن ناپيوستگي هايي مي شود كه مي تواند كاهش جدي كيفيت را در بر داشته باشد.

 

1-3- پاس ريشه جوش. شايد بتوان گفت بحراني ترين قسمت هر جوشي پاس ريشه جوش مي باشد.مشكلاتي كه در اين نقطه وجود دارد...

در نتيجه بسياري از عيوب كه بعدها در يك جوش كشف مي شوند مربوط به پاس ريشه جوش مي باشند.بازرسي چشمي خوب روي پاس ريشه جوش مي تواند بسيار موثر باشد.وضعيت بحراني ديگر ريشه اتصال در درزهاي جوش دو طرفه هنگام اعمال جوش طرف دوم بوجود مي آيد. اين مساله معمولا شامل جداسازي سرباره(slag) و ديگر بي نظمي ها توسط تراشه برداري(chipping)،رويه برداري حرارتي(thermal gouging) يا سنگ زني(grinding) مي باشد.وقتي كه عمليات جداسازي كاملا انجام گرفت آزمايش منطقه گودبرداري شده قبل از جوشكاري طرف دوم لازم است.اين كار به خاطر اين است كه از جداشدن تمام ناپيوستگي ها اطمينان حاصل شود.اندازه يا شكل شيار براي دسترسي راحت تر به تمام سطوح امكان تغيير دارد.

 

2-3- پيش گرمي و دماهاي بين پاس. پيش گرمي و دماهاي بين پاس مي توانند بحراني باشند و اگر تخصيص يابند قابل اندازه گيري مي باشند.محدوديت ها اغلب بعنوان مي نيمم،ماكزيمم و يا هر دو بيان مي شوند.همچنين براي مساعدت در كنترل مقدار گرما در منطقه جوش،توالي و جاي تك تك پاسها اهميت دارد .بازرس بايد ازاندازه و محل هر تغيير شكل يا چروكيدگي(shrinkage) سبب شده بوسيله حرارت جوشكاري آگاه باشد. بسياري از اوقات همزمان با پيشرفت گرماي جوشكاري اندازه گيري هاي تصحيحي گرفته مي شود تا مسائل كمتري بوجود آيد.

 

3-3- آزمايش بين لايه اي . براي ارزيابي كيفيت جوش هنگام پيشروي عمليات جوشكاري،بهتر است كه هر لايه بصورت چشمي آزمايش شود تا از صحت آن اطمينان حاصل شود.همچنين با اين كار مي توان دريافت كه آيا بين پاسها بخوبي تميز شده اند يا نه؟ با اين عمل مي توان امكان روي دادن ناخالصي سرباره در جوش پاياني را كاهش داد.بسياري از اين گونه موارد احتمالا در دستورالعمل جوشكاري اعمالي،آورده شده اند.

در اين گونه موارد،بازرسي چشمي كه در طول جوشكاري انجام مي گيرد اساسا براي كنترل اين است كه ملزومات روش جوشكاري رعايت شده باشد.

 

4- بعد از جوشكاري. بسياري از افراد فكر مي كنند كه بازرسي چشمي درست بعد از تكميل جوشكاري شروع مي شود.به هر حال اگر همه مراحلي كه قبلا شرح داده شد،قبل و حين جوشكاري رعايت شده باشد،آخرين مرحله بازرسي چشمي به راحتي تكميل خواهد شد.از طريق اين مرحله از بازرسي نسبت به مراحلي كه قبلا طي شده و نتيجتا جوش رضايت بخشي را بوجود آورده اطمينان حاصل خواهد شد. بعضي از مواردي كه نياز به توجه خاصي بعد از تكميل جوشكاري دارند عبارتند از:

(1) ظاهر جوش بوجود آمده

(2) اندازه جوش بوجود آمده

(3) طول جوش

(4) صحت ابعادي

(5) ميزان تغيير شكل

(6) عمليات حرارتي بعد از جوشكاري

هدف اساسي از بازرسي جوش بوجود آمده در آخرين مرحله اين است كه از كيفيت جوش اطمينان حاصل شود. بنابراين آزمون چشمي چندين چيز مورد نياز مي باشد.بسياري از كدها و استانداردها ميزان ناپيوستگي هايي كه قابل قبول هستند را شرح مي دهد و بسياري از اين ناپيوستگي ها ممكن است در سطح جوش تكميل شده بوجود آيند.

 

1-4- ناپيوستگي ها . بعضي از انواع ناپيوستگي هايي كه در جوشها يافت مي شوند عبارتند از:

  1. (1)تخلخل
  2. (2)ذوب ناقص
  3. (3)نفوذ ناقص در درز
  4. (4)بريدگي(سوختگي) كناره جوش
  5. (5)رويهم افتادگي
  6. (6)تركها
  7. (7)ناخالصي هاي سرباره
  8. (8)گرده جوش اضافي(بيش از حد)

 

در حالي كه ملزومات كد امكان دارد مقادير محدودي از بعضي از اين ناپيوستگي ها را تاييد نمايد ولي عيوب ترك و ذوب ناقص هرگز پذيرفته نمي شود.

براي سازه هايي كه تحت بار خستگي و يا سيكلي (Cyclic) مي باشند، خطر اين ناپيوستگي هاي سطحي افزايش مي يابد. در اينگونه شرايط،بازرسي چشمي سطوح ،پر اهميت ترين بازرسي است كه مي توان انجام داد.

وجود سوختگي كناره (Undercut)،رويهم افتادگي(Overlap) و كنتور نامناسب سبب افزايش تنش مي شود؛ بار خستگي مي تواند سبب شكستهاي ناگهاني شود كه از اين تغيير حالتهايي كه بطور طبيعي روي مي دهد، زياد مي شود.به همين خاطر است كه بسياري اوقات كنتور مناسب يك جوش مي تواند بسيار با اهميت تر از اندازه واقعي جوش باشد،زيرا جوشي كه مقداري از اندازه واقعي كمتر باشد،بدون ناخالصي ها و نامنظمي هاي درشت،مي تواند بسيار رضايت بخش تر از جوشي باشد كه اندازه كافي ولي كنتور ضعيفي داشته باشد.

براي تعيين اينكه مطابق استاندارد بوده است ،بازرس بايد كنترل كند كه آيا همه جوشها طبق ملزومات طراحي از لحاظ اندازه و محل(موقعيت) صحيح مي باشند يا نه؟اندازه جوش گوشه اي(Fillet) بوسيله يكي از چندين نوع سنجه هاي جوش براي تعيين بسيار دقيق و صحيح اندازه تعيين مي شود.

در مورد جوشهاي شياري(Groove) بايد از لحاظ گرده جوش مناسب دو طرف درز را اندازه گيري كرد.بعضي از شرايط ممكن است نياز به ساخت سنجه هاي جوش خاص داشته باشند.

 

2-4- عمليات حرارتي بعد از جوشكاري. به لحاظ اندازه،شكل، يا نوع فلز پايه ممكن است عمليات حرارتي بعد از جوش در روش جوشكاري اعمال شود.اين كار فقط از طريق اعمال حرارت(گرما) در محدوده دمايي بين پاس يا نزديك به دماي آن ،صورت مي گيرد تا از لحاظ متالورژيكي خواص جوش بوجود آمده را كنترل نمود. حرارت دادن در درجه حرارت دماي بين پاس،ساختار بلوري را به استثناء موارد خاص تحت تاثير قرار نمي دهد.بعضي از حالات ممكن است نياز به عمليات تنش زدايي حرارتي داشته باشند.بطوري كه قطعات جوش خورده بتدريج در يك سرعت مشخص تا محدوده تنش زدايي تقريبا °F1100 تا F °1200 (590 تا 650 درجه سانتي گراد) براي اكثر فولادهاي كربني گرما داده مي شود.

بعد از نگهداري در اين دما به مدت يك ساعت براي هر اينچ از ضخامت فلز پايه،قطعات جوش خورده تا دماي حدود °F600 (315 درجه سانتي گراد) در يك سرعت كنترل شده سرد مي شود. بازرس در تمام اين مدت مسئوليت نظارت بر انجام كار را دارد تا از صحت كار انجام شده و تطابق با ملزومات روش كار اطمينان حاصل نمايد.

 

3-4- آزمايش ابعاد پاياني. اندازه گيري ديگري كه كيفيت يك قطعه جوشكاري شده را تحت تاثير قرار مي دهد صحت ابعادي آن مي باشد. اگر يك قسمت جوشكاري شده بخوبي جفت و جور نشود،ممكن است غير قابل استفاده شود اگرچه جوش داراي كيفيت كافي باشد.

حرارت جوشكاري ، فلز پايه را تغيير شكل داده و مي تواند ابعاد كلي اجزاء را تغيير دهد.بنابراين، آزمايش ابعادي بعد از جوشكاري ممكن است براي تعيين متناسب بودن قطعات جوشكاري شده براي استفاده موردنظر مورد نياز واقع شود.

منبع: http://inspection.blogfa.com