عنوان تحقیق :
جوشکاری
استاد  ارجمند:
---
گردآورنده :
---
 
 
---
 
 
 
مقدمه:
سازه فولادی مجموعه ای از اعضای باربر،ساخته شده از ورق و یا نیمرخ های فولادی است که به کمک اتصالات، اسکلت ساختمان را بوجود می آورند، نیمرخ های فولادی معمولاً تولیدیهای کارخانه ای هستند که با توجه به تکنولوژیهای پیشرفته ای که در تولید آنها استفاده می شود، غالباً رفتاری در حد انتظار از خود نشان می دهند. موضوعی که موجبات نگرانی طراحان و سازندگان سازه های فولادی را فراهم می کند، چگونگی رفتار اتصالاتی است که الف برای ساخت اعضاء مرکب از نیمرخ و ورق و برای یکپارچه نمودن اعضاء (شامل تیر، ستون و مهاربندها) در محل گره ها مورد استفاده قرار می گیرند.
برای ساخت اعضا و اتصال آنها به یکدیگر از پرچ، پیچ و جوش استفاده می شود. در ایران استفاده از جوش در ساختمانهای متعارف بسیار رایج است. باتوجه به قدمت نسبتاً طولانی استفاده از جوش در ساخت اسکلت فولادی در ایران و دیگر نقاط جهان، پیشرفت های قابل توجهی در شناخت جوش و توسعه فن آوری مربوط به آن صورت گرفته است، اما هنوز هم نگرانی هایی در مورد اتصالات جوشی به ویژه به علت صدمات به وجود آمده در اتصالات جوشی ساختمانهای بلند مرتبه تحت اثر زلزله، در ذهن مهندسان وجود دارد.
بدون شک جوشکاری عامل مهمی در توسعه و تکوین صنایع ساختمانی و به طور کلی پروژه های عمرانی بوده است . که اجرای غیر صحیح آن می تواند خسارات جبران ناپذیری را به لحاظ اقتصادی و اجتماعی به کشور تحمیل نماید.
 
 
 
 
 
دستگاه جوش:


 کلیات
1ـ مساحت ، طول ، اندازه ساق و بعد موثر گلوی جوش
1ـ1ـ جوشهای شیاری
 


مساحت مؤثر جوش مساوی حاصل ضرب طول موثر در بعد موثر گلوی جوش است.
1ـ2ـ جوش گوشه


مساحت مؤثر جوش گوشه مساوی حاصل ضرب طول مؤثر در بعد مؤثر گلو است.
1ـ2ـ1ـ طول مؤثر جوش گوشه، مساوی طول کل نوار تمام اندازه است . در صورتیکه جوش در طول نوار تمام اندازه باشد، هیچ کاهشی به علت شروع و ختم جوش لازم نیست در طول موثر اعمال گردد.
* نوار تمام اندازه ، نواری را گویند که در طول کلی آن اندازه جوش ثابت است.
1ـ2ـ2ـ طول مؤثر نوار جوشی منحنی ، باید در امتداد محور مرکزی گلوی مؤثر، اندازه گیری شود. اگر مساحت جوش گوشه درون سوراخ یا شکاف که بر مبنای تعریف فوق حاصل می گردد، بزرگتر از مساحت بدست آمده در بند 1ـ3ـ3 باشد، مساحت اخیر بعنوان مساحت مؤثر جوش گوشه در نظر گرفته می شود.
1ـ2ـ3ـ حداقل طول جوش گوشه، 4 برابر اندازۀ ساق (پای) جوش است. به بیان دیگر اندازۀ ساق جوش نباید بزرگتر از طول مؤثر آن در نظر گرفته شود.
1ـ2ـ4ـ بعد مؤثر گلوی جوش گوشه، کوتاهترین فاصله از ریشه تا سطح هندسۀ ایده آل مقطع جوش است. در اشکال زیر گلوی موثر در چندین حالت نشان داده شده است:
 3ـ جوش کام و انگشتانه

به جوش در شکاف و سوراخ به حالت پر نشده اطلاق می شود.
* مساحت مؤثر جوشهای کام و انگشتانه به ترتیب مساوی مساحت اسمی شکاف و سوراخ در فصل مشترک دو ورق در حال تماس می باشد.
1ـ4ـ بعد موثر گلوی ترکیبی از جوش شیاری با نفوذ نسبی و جوش گوشه مساوی کوتاهترین فاصله از ریشه تا سطح جوش منهای 3 میلیمتر است. کاهش 3 میلیمتر برای آن دسته از چنین جوشهایی منظور می شود که برای جوش شیاری نظیر مقرر شده است.
2ـ برخی معایب و نارسائیهای اتصالات جوشی و نحوۀ برطرف نمودن آنها
جوشهای غیر قابل پذیرش سازه را باید تعمیر نمود ، برای این کار باید مصالح اضافی جوش یا قسمتی از مصالح پایه برداشته شود که برای انجام آن می توان از تراشکاری ، سنگ زنی، لبه زنی ، و یا شیارزنی استفاده نمود. اعمال مذکور نباید باعث کاهش ضخامت در فلز یا جوش مجاور شوند. در هنگام برداشتن جوشهای مردود (غیر قابل پذیرش) ، مقادیر برداشته شده از فلز پایه باید در حداقل ممکن حفظ گردد. قبل از جوشکاری محل تعمیری ، باید سطح شیار ایجاد شده کاملاً پاک شود . در جوشکاری تعمیری ، کلیه کاهش ضخامتهای ایجاد شده در محل سنگ زده شده ، باید کاملاً پر شوند. سازنده مجاز است جوش مردود را تعمیر نموده یا تمام آن را برداشته و مجدداً به طور کامل جوش دهد. 
نکات دیگری که باید در جوش قطعات به آنها توجه جدی شود:
1ـ تمیز کاری جوش

1ـ1ـ تمیز کاری قبل از اجرای جوش
قبل از انجام هر عبور، باید هرگونه گِل )سرباره) عبورهای قبل برداشته شده و سطح جوش و لبه های فلز پایه با برس سیمی، تمیز گردد. این عمل نه تنها بین لایه های متوالی، بلکه در انتهای جوش و در هنگام تعویض الکترود و یا هر مقطع جوشکاری نیز باید انجام شود.
1ـ2ـ تمیزکاری جوش تکمیل شده
بعد از اتمام جوش، باید سرباره گِل جوشکاری برداشته شده و سطح جوش و فلز اطراف آن ، برس سیمی زده شود. قبل از پذیرش جوش، رنگ آمیزی جوش ممنوع است.
2ـ خاتمۀ جوش
2ـ1ـ در انتهای شیار، جوش باید به نحوی خاتمه یابد که از سلامت جوش اطمینان حاصل گردد. در صورت لزوم باید با تعبیه ناودان ، جوش مقداری از انتهای شیار اصلی ادامه یابد تا اندازه کامل درانتها حاصل گردد.
2ـ2ـ در قطعات تحت بارهای استاتیکی ، حذف ناودان انتهایی لازم نیست ، مگر طبق دستور دستگاه نظارت .
2ـ3ـ در قطعات تحت بارهای دینامیکی ، بعد از سرد شدن جوش ، ناودان باید برداشته شده و لبۀ قطعه سنگ خورده و با فلز پایه هم سطح گردد.
2ـ4ـ در درزهای لب به لب تسمه ها و ورق ها ، در صورتیکه نیاز به هم سطح کردن (سنگ زدن) دو انتهای جوش در دو لبه تسمه یا ورق باشد، سنگ زدن باید به نحوی انجام شود که میزان کاهش عرض تسمه از 3 میلیمتر تجاوز نکند. برداشتن تحدب جوش بزرگتر از 3 میلیمتر در دو لبه تسمه لازم نیست . این تحدب باید به صورت تدریجی با شیب حداکثر 1 به 10 به عرض واقعی تسمه تبدیل شود.
جوشکاری در شرایط زیر مجاز نمی باشد:
1ـ وقتیکه درجه حرارت محیط کار کمتر از 18ـ درجه سانتیگراد است.
2ـ وقتیکه درجه حرارت فلز پایه کمتر از مقادیر ذکر شده در جدول زیر است در روش جوشکاری دستی با الکترود روکش دار.
3ـ وقتیکه سطح کار مرطوب یا در معرض بارش باران و برف است.
4ـ وقتیکه کار در معرض وزش باد با سرعت زیاد است.
5ـ وقتیکه پرسنل جوشکاری تحت شرایط غیر متعادل و سخت هستند.
ضوابط کلی جوشکاری

1ـ ضوابط فلز الکترود فلز پرکننده
1ـ1ـ وقتیکه طبق جداول 4 و 5 و یا موارد مشابه استفاده از جوش سازگار الزام شده باشد، مشخصات فلز الکترود و مشخصات ترکیبات روکش (پودر) الکترود باید مطابق جدول 3 باشد.
1ـ2ـ تراز مقاومتی لازم برای فلز الکترود در جوشهای شیاری با نفوذ کامل و نفوذ نسبی، و یا جوش گوشه باید منطبق بر مشخصات مقرر در جداول 4 و 5 باشد.
1ـ3ـ بعد از اینکه الکترودها از بسته بندی اولیه خارج شدند ، باید طوری محافظت یا انبار شوند که مشخصات و خواص جوشکاری آنها تغییر نکند.
1ـ4ـ در فولادهای ضد زنگ ، در حالت نمایان و بدون رنگ آمیزی ، لازم است فلز الکترود از نوع ضد زنگ طبق مشخصات فلز پایه باشد (جدول شماره 2). در صورتیکه جوش چند عبوره باشد، برای عبورهای داخلی می توان از الکترودهای معمولی (طبق جدول 3) استفاده نموده، لیکن حداقل در دو لایه فوقانی و لبه ها ، الکترودها باید از نوع ضد زنگ باشند.
جوشکاری قوسی دستی با الکترود روکش دار


1ـ الکترود برای جوشکاری قوسی با الکترود روکش دار
1ـ1ـ مشخصات الکترودهای روکش دار باید منطبق بر استانداردهای ملی و یا معتبر بین المللی باشد.
1ـ2ـ شرایط انبارکردن الکترودهای کم هیدروژن
الکترودهای با روکش کم هیدروژن باید در بسته بندیهای ضد رطوبت مهر شده خریداری و نگهداری و یا قبل از مصرف به مدت 2 ساعت در دمای بین 300 تا 430 درجه در دستگاه خشک کن ، خشک شوند.پس از خارج نمودن الکترودها از بسته بندی یا دستگاه خشک کن، باید آنها را در دستگاه خشک کن ذخیره با درجه حرارت 120 درجه سانتیگراد نگهداری نمود.
1ـ2ـ1ـ زمان تماس الکترود با هوای آزاد
1ـ2ـ2ـ در صورتیکه به کمک آزمایش بتوان نشان داد که میزان رطوبت جذب شده از 4/0 درصد وزنی تجاوز نمی کند. می توان الکترود را به مقدار ذکر شده در ستون ب جدول شماره (6) در معرض هوای آزاد قرار داد.
1ـ3ـ الکترود برای فولادهای پر مقاومت اصلاح شده
در صورت استفاده از الکترودهای پایین تر از گروه E 100 XX – X برای جوشکاری این فولادها، به استثنای الکترود E 70 18 M یا E 70 XXHZR ، بدون توجه به وضعیت نگهداری قبلی ، باید آنها را حداقل به مدت یک ساعت در دمای بین 370 تا 430 درجه سانتیگراد در دستگاه خشک کن ، خشک نمود.
1ـ4ـ خشک کردن مجدد الکترودها
الکترودهای منطبق با بند 1ـ2، مجاز نیست بیش از یک بار به طور مجدد خشک شوند . و الکترودهایی را که پس از خشک نمودن مجدد مرطوب شده اند نباید مورد استفاده قرار داد.
1ـ5ـ برگ تاییدیه کیفیت
در صورت درخواست مهندس مشاور ، پیمانکار باید برگ تاییدیه کیفیت و شناسایی کارخانه را به منظور انطباق مشخصات الکترود ارائه نماید.
دستورالعمل جوشکاری قوسی با الکترود روکش دار
1ـ تا حد امکان جوشکاری باید در وضعیت تخت انجام شود.
2ـ رده و قطر الکترود ، طول قوس، اختلاط پتانسیل (ولتاژ) شدت جریان (آمپر) ، باید متناسب با ضخامت مصالح ، نوع شیار، وضعیت جوشکاری و سایر شرایط محیطی، انتخاب شوند.
ارزیابی جوش قوسی با الکترود روکش دار
متغیرهای اساسی در این روش جوشکاری به قرار زیر می باشد:
1ـ افزایش در تراز مقاومت فلز الکترود برای مثال تغییر از E 70 XX به E 80 XX – X
ولی نه برعکس(
2ـ تغییر از الکترود کم هیدروژن به الکترود غیر کم هیدروژن (ولی نه برعکس(
3ـ تغییر در قطر الکترود به مقدار یک میلیمتر یا بیشتر
4ـ تغییر در شدت جریان و اختلاف پتانسیل (آمپراژ و ولتاژ) خارج از محدودۀ توصیه شده توسط کارخانه سازنده الکترود.
5ـ تغییر به مقدار بیش از 25 + درصد در تعداد عبورها. در صورتیکه سطح مقطع شیار افزایش
- یابد، می توان تعداد عبورها را به نسبت سطح مقطع تغییرداد.
6ـ تغییر در وضعیت جوشکاری مطابق قسمت 5ـ8 آیین نامه جوشکاری ساختمانی ایران (نشریه شماره 228 معاونت امور فنی سازمان مدیریت و برنامه ریزی کشور(
7ـ تغییر در نوع شیار (برای مثال تغییر از شیار خباغیV به شیار لاله ای U )
8ـ تغییر به مقدار بیش از رواداریهای بندهای 2ـ9 و 2ـ10 آیین نامه جوشکاری ساختمانی ایران، در هندسۀ هر یک از انواع درز شامل:
الف ـ کاهش در زاویه شیار
ب ـ کاهش در فاصله ریشه شیار
پ ـ کاهش در ضخامت ریشه شیار
ت ـ حذف پشت بند (نه اضافه شدن پشت بند(
9ـ کاهش به مقدار بیش از 15 درجه سانتیگراد در دمای پیش گرمایش یا درجه حرارت عبورهای میانی.
10ـ در جوشکاری قائم ـ (سربالا) ، تغییر جهت جوشکاری از رو به بالا به رو به پایین.
11ـ حذف شیار زنی و جوش پشت (نه اضافه کردن آن (
12ـ حذف یا اضافه نمودن اصلاح حرارتی بعد از جوشکاری.
 بررسي كيفيت جوش و تاثير آن
در طـرح هـاي عمـرانــي
 
 
جوشكاري ساختماني:

جوشكاري عبارتست از اتصال چند عضو فلزي مجزا با استفاده از ذوب فلز مبنا و الكترود و امتزاج آنها با يكديگر.
جوشكاري با قوس الكتريكي:
متداولترين نوع جوشكاري در صنعت ساختمان سازي، جوشكاري با قوس الكتريكي مي باشد.
انواع جوش با قوس الكتريكي:
1ـ جوش گوشه
2ـ جوش شياري
3ـ جوش كام
4ـ جوش انگشتانه
دست يابي به جوش با كيفيت مطلوب:
1ـ بازرسي هاي تضمين كيفيت . (Q.A. )
1ـ1ـ روش جوش كاري
1ـ2ـ بررسي تجهيزات و پرسنل
1ـ3ـ آماده سازي لبه ها
1ـ4ـ بررسي دستورالعمل هاي جوشكاري
2ـ بازرسي هاي كنترل كيفيت . (Q.C. )
2ـ1ـ كنترل كيفيت جوش در مرحله مونتاژ، حين جوشكاري و بعد ازجوش كاري
2ـ2- كنترل ابعادي قطعات بعد از جوش كاري
 معايب اصلی مشاهده شده جوش در پروژه های عمرانی :
1ـ نفوذ ناقص. 5 ـ تخلخل
2ـامتزاج ناقص. 6ـ ترك
3ـ بريدگي كناره نوار جوش. 7ـ معايب ابعادي
4ـ اختلاط سرباره يا گل جوش. 8ـ شكنندگي جوش
نفوذ ناقص جوش های شیاری:
توضيح: در همه ساختمان هاي مورد بررسي ، اين ضعف وجود داشت.
 علل وقوع :
1ـ زاويه پخي شيار 7 شكل خيلي كوچك
2ـ اندازه الكترود خيلي بزرگ
3ـ سرعت حركت الكترود خيلي زياد
امتزاج ناقص:
توضيح : در همه ساختمانهاي مورد بررسي، تميز كاري درزها قبل از جوشكاري انجام نمي شود و ماشينهاي مولد نيرو با حداكثر ظرفيت خود كار مي كنند.
 علل وقوع:
1ـ افزايش ناقص درجه حرارت جهت رسيدن به دماي ذوب فلز پايه يا فلز جوش پاس قبل
2ـ كم بودن سرعت حركت الكترود روي فلز پايه يا فلز جوش پاس قبلي.
3ـ سطح آلوده ورق
بريدگي كناره جوش:
 علل وقوع:
1ـ شدت جريان زياد
2ـ بلند بودن طول قوس كه موجب قطع قوس مي شود.
3ـ پر نكردن چاله هاي انتهايي جوش
اختلاط سرباره:
 علل وقوع:
1ـ عدم آماده سازي صحيح شيار و جوش در حين جوشكاري قبل از رسوب هر خط جوش
2ـ عدم پاك كردن كامل سرباره
3ـ عدم حصول اطمينان از ور آمدن كامل سرباره از سطح حوضچه جوشكاري
تخلخل:

علل وقوع:
1ـ عدم انجام پيش گرمايش مناسب
3ـ استفاده از شدت جريان زياد
3ـ استفاده از قوس بلند
ترك در جوش:
در جوشكاري ورق هاي ضخيم اتفاق مي افتد و در ورق هاي نازك مساله مهمي نيست.
ترك در فلز پايه:
اگر جوشكاري از لبه ورق شروع شده و روند آن به سمت داخل باشد يك ترك در طول لبه جوش در قسمت پنجه در نتيجه بريدگي جوش اتفاق مي افتد.
معايب ابعادي:
علل وقوع:
1ـ استفاده از دستورالعمل جوشكاري نادرست.
2ـ عدم استفاده از وسايل كنترلي نظير گيره هاي جوشكاري
3ـ عدم استفاده از پيش گرمايش مناسب
 
 
 جوش هاي تردشكن:
علل وقوع:
استفاده از درجه حرارت زياد كه موجب سوختن فلز جوش يا فلز پايه مي گردد.
هدف از گزارش:
هدف از اين گزارش بررسي كيفيت جوش هاي اجرا شده در ساختمان هاي فولادي دولتي شهرستان اروميه و كنترل ميزان رعايت اصول فني در اجراي آنها مي باشد.
روش بررسي:
1ـ كنترل دستورالعمل ، تجهيزات و پرسنل جوشكاري.
2ـ انتخاب حداقل 50 جوش اجراشده.
3ـ انجام بازرسي عيني نمونه هاي انتخاب شده بر طبق موازين آيين نامه AWS
4ـ استفاده از آزمايش رنگ هاي نافذ جهت كنترل معايب جوش هايي كه از بازرسي عيني قبول شده اند.
توضيح: جهت انجام يك مطالعه اصولي جهت اطلاع از ميزان رعايت موازين فني، سه فرم تهيه شده است كه تحت عناوين ارزيابي پرسنل و تجهيزات ، ارزيابي جوش هاي شياري و ارزيابي جوش هاي گوشه به كار برده مي شوند.
 
 
 
جوشکاری زیرپودری

 
روش‌های جوشکاری زیر پودری
جوشکاری زیرپودری می‌تواند به ۳ روش نیمه خودکار، خودکار و ماشینی انجام گیرد
روش نیمه خودکار
در این روش جوشکاری با استفاده از تفنگ جوشکاری دستی که وظیفه انتقال الکترود و پودر محافظ را دارد، انجام می‌شود. تغذیه سیم جوش
به صورت خودکار بوده و پودر محافظ تحت اثر نیروی گرانش از مخزن با ته مخروطی و یا تحت فشار هوا توسط شیلنگ به محل اتصال، انتقال می‌یابد.
کاربرد این روش در سرعتهای متوسط و برای الکترودهای با قطر کم می‌باشد.
روش خودکار
جوشکاری به روش خودکار توسط دستگاه و کنترل کننده‌های خودکار، بدون دخالت کاربر انجام می‌گیرد.
روش ماشینی
جوشکاری توسط ماشین انجام گرفته ولی شروع، پایان، نظارت بر جوشکاری، کنترل سرعت و تنظیم متغیرهای جوشکاری توسط کاربر انجام می‌گیرد.