یکی از چالشهای مهم در صنعت جوشکاری، شکستن جوش یا ترک خوردن جوش است. این مشکل میتواند باعث کاهش مقاومت سازه، توقف پروژه و افزایش هزینهها شود. ترک جوش معمولاً ناشی از اشتباهات فنی، مواد نامرغوب یا شرایط نامناسب جوشکاری است.
در این مقاله به صورت جامع به بررسی دلایل شکستن جوش، انواع ترکها، عوامل موثر، روشهای پیشگیری و تعمیر میپردازیم و نکات کاربردی برای جوشکاران و مهندسان ارائه میکنیم.
شکستن جوش چیست؟
شکستن جوش یا Weld Cracking به وضعیتی گفته میشود که در آن فلز جوش یا منطقه اطراف آن تحت تنش ترک میخورد. این ترکها میتوانند کوچک و سطحی باشند یا باعث شکست کامل سازه شوند.
شکست زودهنگام: ترک قبل از بارگذاری شدید ظاهر میشود.
شکست تحت بار: ترک در حین یا بعد از استفاده از سازه اتفاق میافتد.
انواع ترک جوش
۱. ترک سرد (Cold Cracking)
ظاهر: بعد از جوشکاری و هنگام خنک شدن فلز
علت: وجود هیدروژن محلول، تنش باقیمانده، سرعت خنک شدن زیاد
ویژگی: معمولاً در فولادهای کم آلیاژ و استیل رخ میدهد
۲. ترک گرم (Hot Cracking)
ظاهر: در دمای بالا، حین انجام جوش
علت: ناخالصیها، ترکیب نامناسب فلز جوش، سرعت بالای جوشکاری
ویژگی: بیشتر در جوشکاری آلیاژهای آلومینیوم و فولاد ضدزنگ دیده میشود
۳. ترک سطحی (Surface Cracking)
ظاهر: روی سطح جوش یا نزدیک به آن
علت: تنش سطحی، تغییرات سریع دما، گازهای محبوس شده
ویژگی: بازرسی ظاهری قابل تشخیص است
۴. ترک عمقی (Root Cracking)
ظاهر: در عمق جوش، ناحیه اتصال فلز پایه
علت: نفوذ نامناسب، ترکیب شیمیایی نامناسب
ویژگی: تشخیص آن به دستگاههای غیرمخرب (NDT) نیاز دارد
دلایل اصلی شکستن جوش
۱. تنشهای باقیمانده
جوشکاری باعث ایجاد تنش حرارتی در فلز میشود.
اگر این تنشها کنترل نشوند، ترک بعد از جوشکاری ظاهر میشود.
۲. استفاده از مواد نامرغوب
فلز پایه یا فلز جوش با کیفیت پایین باعث کاهش چقرمگی و افزایش احتمال ترک میشود.
۳. هیدروژن محلول
هیدروژن ناشی از رطوبت یا گاز محافظ باعث ترک سرد میشود.
جوشکاری در محیط مرطوب یا استفاده از الکترود مرطوب خطرناک است.
۴. سرعت جوشکاری بالا
جوش سریع باعث خنک شدن ناگهانی و افزایش تنشهای حرارتی میشود.
۵. طراحی نامناسب اتصال
زوایای جوش، فاصله بین پاسها و ضخامت فلز اگر مناسب نباشد، احتمال ترک را افزایش میدهد.
عوامل موثر در ترک خوردن جوش
عامل | تاثیر |
ضخامت فلز پایه | فلز ضخیم با سرعت جوش بالا احتمال ترک بیشتر دارد |
ترکیب شیمیایی فلز جوش | کربن بالا یا عناصر حساس به ترک، مقاومت جوش را کاهش میدهد |
تکنیک جوشکاری | پاسهای متعدد بدون پیشگرم باعث ترک سرد میشود |
| خنک شدن سریع | افزایش تنش و احتمال ترک سرد |
رطوبت و آلودگی | هیدروژن محلول و ناخالصیها باعث ترک سرد و گرم میشوند |
روشهای پیشگیری از شکستن جوش
۱. پیشگرم و کنترل دما
پیشگرم فلز پایه قبل از جوشکاری باعث کاهش تنش حرارتی میشود.
برای فولادهای کم آلیاژ و ضخیم، دمای پیشگرم بین ۱۰۰ تا ۲۰۰ درجه سانتیگراد توصیه میشود.
۲. استفاده از الکترود و سیم جوش استاندارد
استفاده از فلز جوش با ترکیب شیمیایی مناسب و خشک
جلوگیری از ورود هیدروژن با استفاده از گاز محافظ خشک
۳. کنترل سرعت جوشکاری
جوش آهسته و یکنواخت
جلوگیری از خنک شدن ناگهانی فلز
۴. طراحی صحیح اتصال
رعایت زاویه و فاصله مناسب پاسها
جلوگیری از تمرکز تنش در یک نقطه
۵. پسگرم و تنشزدایی
جوشکاران حرفهای بعد از جوشکاری ضخیم، فلز را پسگرم میکنند تا تنشها کاهش یابد
عملیات تنشزدایی حرارتی برای قطعات حساس و فولادهای آلیاژی ضروری است
تعمیر و اصلاح ترک جوش
بررسی ترک با NDT
استفاده از روشهایی مانند اولتراسوند، رادیوگرافی و تست مایع نافذ
حذف ناحیه ترکخورده
تراش یا فرز کردن ترک تا رسیدن به فلز سالم
جوشکاری مجدد
استفاده از الکترود و تکنیک مناسب
کنترل خنک شدن و تنشها
پیشگرم و پسگرم مناسب
سوالات متداول
۱. چرا جوش ترک میخورد؟
دلایل اصلی شامل هیدروژن محلول، تنش حرارتی، مواد نامرغوب و تکنیک اشتباه جوشکاری است.
۲. آیا ترک جوش همیشه قابل مشاهده است؟
خیر، برخی ترکها مانند ترکهای ریشه و داخلی نیاز به بازرسی غیرمخرب دارند.
۳. چگونه میتوان ترک سرد را پیشگیری کرد؟
با پیشگرم، پسگرم، کنترل رطوبت و استفاده از الکترود استاندارد میتوان ترک سرد را کاهش داد.
جمعبندی
شکستن جوش یا ترک خوردن جوش یکی از مشکلات مهم جوشکاری صنعتی است که میتواند باعث کاهش مقاومت سازه و افزایش هزینه شود.
علل اصلی: تنش حرارتی، هیدروژن محلول، مواد نامرغوب، سرعت بالای جوشکاری و طراحی نامناسب اتصال
راهکارها: پیشگرم، استفاده از مواد استاندارد، کنترل سرعت و دما، طراحی صحیح و تنشزدایی
تعمیر ترک: با NDT، حذف ناحیه ترک و جوشکاری مجدد
با رعایت این اصول، میتوان کیفیت جوش را افزایش داد و خطر شکست سازه را به حداقل رساند.
