در دنیای ساخت و ساز و صنایع سنگین، پیوستگی و مقاومت قطعات به خصوص در سازه‌های فولادی و فلزی، اهمیت فوق‌العاده‌ای دارد. یکی از روش‌های ایجاد اتصال‌های قوی و ماندگار، استفاده از جوشکاری است. اما آیا تمام جوش‌ها، مخصوصاً خال جوش‌ها، از نظر مقاومت در برابر بار و نیروهای وارده یکسان‌اند؟ خال جوش که یک نقطه اتصال کوچک و اما مهم در سازه‌های مختلف است، باید تحمل کافی در برابر نیروهای فشاری و کششی را داشته باشد. کیفیت و استحکام خال جوش بستگی به عوامل زیادی مثل روش جوشکاری، نوع سیم جوش، و حتی آزمون‌های سنجشی پس از جوشکاری دارد.
در این مقاله از مجله پکیلون، قصد داریم به بررسی جامع مقاومت یک خال جوش در قطعات تراشکاری و سازه‌های فولادی و ساختمانی بپردازیم و ببینیم چطور انواع روش‌های جوشکاری مانند جوشکاری قوس الکتریکی، جوشکاری آرگون و دیگر تکنیک‌ها، مقاومت نهایی خال جوش را تعیین می‌کنند. همچنین نگاهی دقیق به انواع آزمون‌های سنجش خال جوش خواهیم داشت تا درک کنیم چه مشخصاتی برای تضمین یک اتصال قوی و پایدار لازم است.
خال جوش، به عنوان نقطه‌ای از اتصال، در بخش‌های مختلفی از قطعات و سازه‌ها نقش حیاتی ایفا می‌کند. در صنعت تراشکاری و ساخت سازه‌های فلزی، خال جوش‌ها به اتصال قطعات کمک می‌کنند و مانع از جدا شدن آن‌ها در هنگام وارد شدن نیروهای مختلف می‌شوند. همچنین این خال‌ها به عنوان نقاط کلیدی برای تحمل فشارهای جانبی، عمودی و حتی ضربه‌ای عمل می‌کنند. مقاومت خال جوش به عوامل مختلفی مثل نوع الکترود جوشکاری، ضخامت فلز، و همچنین روش جوشکاری وابسته است.
خال جوش‌ها در واقع نیروهای اعمال شده را توزیع می‌کنند و این نیروها شامل نیروی کششی، برشی، فشاری و حتی خمشی می‌شود. به همین دلیل، سنجش دقیق مقاومت خال جوش برای اطمینان از ایمنی و طول عمر سازه‌ها ضروری است.
برای تعیین مقاومت و کیفیت خال جوش، از آزمون‌های مکانیکی و غیرمخرب مختلفی استفاده می‌شود که هر کدام ویژگی‌ها و مشخصات خاصی دارند. در ادامه به تعدادی از این آزمون‌ها و ویژگی‌هایشان اشاره می‌کنیم:
۱. آزمون برشی (Shear Test): این آزمون با اعمال نیروی برشی به خال جوش، مقاومت آن را در برابر برش می‌سنجد. در این روش، قطعات به سمت مخالف یکدیگر کشیده می‌شوند تا نیروی لازم برای جدا کردن جوش محاسبه شود. این آزمون برای سنجش مقاومت جوش در برابر نیروهای جانبی ایده‌آل است.
۲. آزمون کششی (Tensile Test): در این روش، قطعه تحت نیروی کششی قرار می‌گیرد تا توانایی جوش برای تحمل نیروی کششی سنجیده شود. این آزمون نشان می‌دهد که خال جوش تا چه اندازه می‌تواند نیروهای کششی را تحمل کند بدون اینکه دچار شکست شود.
۳. آزمون سختی (Hardness Test): برای بررسی سختی جوش و تعیین میزان مقاومت خال جوش در برابر فرسایش و ضربه استفاده می‌شود. روش‌های سختی‌سنجی مانند برینل و ویکرز معمولاً برای این آزمون به کار می‌روند.
۴. آزمون خمشی (Bend Test): در این روش خال جوش تحت فشار خمشی قرار می‌گیرد. این آزمون برای تعیین میزان انعطاف‌پذیری و استحکام جوش در برابر خمش مناسب است.
۵. آزمون غیرمخرب (Nondestructive Testing – NDT): شامل روش‌هایی مانند آزمون بازرسی چشمی، پرتونگاری (X-Ray) و اولتراسونیک (Ultrasonic) است که بدون آسیب رساندن به جوش، عیوب سطحی و داخلی آن را مشخص می‌کنند. این روش‌ها برای بازرسی‌های دوره‌ای و در شرایطی که امکان تخریب وجود ندارد، بسیار کاربردی هستند.
انتخاب انواع روش‌های جوشکاری تأثیر زیادی بر مقاومت خال جوش دارد. در ادامه، به مقاومت خال جوش در هر روش همراه با اعداد و واحدهای دقیق اشاره می‌کنیم:
در این روش از یک قوس الکتریکی یا جوشکاری برق برای ایجاد حرارت و اتصال فلزات استفاده می‌شود. جوشکاری قوس الکتریکی معمولاً مقاومت بالایی در برابر نیروهای کششی و برشی فراهم می‌کند. یک خال جوش در جوشکاری قوس الکتریکی می‌تواند حدود ۲۵۰ تا ۸۰۰ کیلوگرم نیرو را تحمل کند که بسته به نوع و ضخامت فلزات متغیر است.
در این روش از گاز آرگون به عنوان محافظ استفاده می‌شود که باعث ایجاد جوش‌هایی تمیز و بدون آلودگی می‌شود. جوشکاری آرگون به دلیل دقت بالا، اغلب برای فلزات نازک و حساس به کار می‌رود. خال جوش‌های ایجاد شده با آرگون می‌توانند حدود ۳۰۰ تا ۶۰۰ کیلوگرم نیرو را تحمل کنند، که این مقاومت برای قطعات ظریف و دقیق مناسب است.
در جوشکاری زیر پودری، سیم جوش زیر یک لایه پودر محافظ قرار دارد. این روش به دلیل توانایی در نفوذ بالا، برای فلزات ضخیم و سنگین بسیار مناسب است. مقاومت خال جوش در جوشکاری زیر پودری بسیار بالاست و می‌تواند تا ۱۰۰۰ کیلوگرم نیرو یا بیشتر را تحمل کند.
در این روش، از گازهای محافظ مثل CO₂ یا مخلوطی از گازهای دیگر برای محافظت از جوش استفاده می‌شود. خال جوش در این روش نسبت به برخی دیگر از روش‌ها مقاومت متوسطی دارد و می‌تواند حدود ۵۰۰ تا ۷۰۰ کیلوگرم نیرو را تحمل کند. این روش برای فلزات متوسط ضخامت و ساختارهای عمومی ساختمانی ایده‌آل است.
این روش به ویژه برای ورق‌های فلزی و اتصال نقاط خاص کاربرد دارد. خال جوش در این روش معمولاً تحمل نیروی کمتری دارد و می‌تواند بین ۲۰۰ تا ۵۰۰ کیلوگرم نیرو را بسته به ضخامت و نوع فلز تحمل کند.
مقاومت خال جوش، عامل بسیار مهمی در ایمنی و پایداری قطعات تراشکاری و سازه‌های ساختمانی است. هر روش جوشکاری با توجه به ویژگی‌ها و مشخصات خود، مقاومت متفاوتی را برای خال جوش ایجاد می‌کند و انتخاب روش مناسب جوشکاری بستگی به نوع و ضخامت فلز، کاربرد سازه، و بارهای وارد بر جوش دارد. آزمون‌های سنجش خال جوش نیز به ما این امکان را می‌دهند که کیفیت و استحکام جوش را پیش از بهره‌برداری مورد ارزیابی قرار دهیم تا از کارایی و ایمنی سازه اطمینان حاصل کنیم.
تمامی حقوق مادی و معنوی وب سایت نزد پکیلون محفوظ می باشد.