اعوجاج (پیچیدگی) در جوشکاری
یکی از رایج‌ترین مشکلاتی که مهندسان جوشکاری یا افراد متخصص در این حوزه با آن مواجه هستند، بحث اعوجاج (پیچیدگی) در جوشکاری است که می‌تواند با کاهش زیبایی و کارایی محصول، به‌شدت بر نتیجه تأثیر بگذارد و خستگی فرایند جوشکاری را باقی بگذارد! از این‌رو بسیار مهم است که افراد دخیل در فرایندهای جوشکاری با آگاهی از چیستی این پدیده، عوامل مؤثر در به وجود آمدن آن و انواع گوناگون این پیچیدگی، فعالیت خود را آغاز کنند و تمامی راه‌های پیشگیری و کنترل آن را به‌درستی شناخته و به مرحله اجرا درآورند.
محصولات سرپیک گرمکن هواگاز
اعوجاج (پیچیدگی) در جوشکاری چیست؟
اعوجاج یا پیچیدگی و تاب‌برداشتن، پدیده‌ای است که در اثر گرمای موجود در فرایند جوشکاری به وجود می‌آید و جذابیت محصول را از لحاظ زیبایی‌شناسی، به حد زیادی کاهش می‌دهد و همچنین بر قابلیت‌ها و کاربرد آن نیز تأثیرگذار خواهد بود. همچنین اعوجاج (پیچیدگی) در جوشکاری می‌تواند قطعه یا محصول موردنظر را از شکل اصلی خارج کند و موجب شود جز برای کاربرد موردنظر، برای موارد دیگر غیر قابل استفاده شود که این مسئله در فعالیت‌های تجاری صنعتی از لحاظ مالی فوق‌العاده مهم است.
محصولات مشعل جوشکاری میگ
انواع اعوجاج (پیچیدگی) در جوشکاری
- اعوجاج زاویه‌ای (رایج‌ترین)
- انقباض عرضی
- جمع‌شدگی طولی
- تعظیم و ظرف خوری
- کمانش
- پیچش
عوامل مؤثر بر اعوجاج (پیچیدگی) در جوشکاری
گرمای با دمای بالا را که در بیشتر فرایندهای جوشکاری وجود دارد، می‌توان یکی از عوامل مهم به وجود آمدن اعوجاج، تاب‌خوردگی و تنش‌های پسماند دانست. به عبارتی دیگر زمانی که فلز گرم می‌شود، در همه جهات منبسط شده و وقتی که سرد شود در همه جهات منقبض می‌شود. با این حال از آنجا که در فعالیت‌های جوشکاری، هر قطعه فلز بخشی از یک قطعه فلز بزرگ‌تر است، معمولاً تا دمای یکسان گرم نمی‌شود. این گرمایش غیریکنواخت و مهار جزئی را می‌توان اصلی‌ترین دلیل اعوجاج در جوشکاری دانست. همچنین باید اشاره کرد که عوامل دیگری نیز بر میزان پیچیدگی در فعالیت‌های جوشکاری تأثیر خواهد داشت که از جمله آن‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
محصولات سرپیک جوشکاری
خواص فلز پایه
خواص فیزیکی فلزات پایه هنگام جوشکاری باید به‌شدت مدنظر گرفته شود که تا حد امکان از ایجاد این پدیده اجتناب شده یا انتظارات واقع‌گرایانه‌ای متناسب با آن در نظر گرفته شود. ضریب انبساط حرارتی (a) معیاری از میزان انبساط یا انقباض فلزات در زمان تغییر دماست که به‌دلیل خواص مختلف فلزات مختلف، مقدار این ضریب برای هر فلز متفاوت است؛ برای مثال این ضریب برای فولاد ضد زنگ از فولاد کربنی بیشتر است. ضریب انبساطی نقش مهمی در تعیین پیچیدگی در جوشکاری ایفا می‌کند. همچنین مقادیر بالاتر بیانگر این است که فلز در گرما و سرما با حجم بیشتری منبسط و منقبض می‌شود و از چنین فلزی می‌توان تنش‌های انقباضی و درنتیجه مقادیر بیشتر اعوجاج (پیچیدگی) در جوشکاری را انتظار داشت.
همچنین می‌توان اشاره کرد که رسانایی حرارتی (K) یا همان اندازه‌گیری سرعت انتقال یا جریان گرما از یک فلز، نشان‌دهنده توانایی آن فلز برای انتقال سریع گرما از طریق حجم آن است و هرچه این رسانایی بیشتر باشد، توانایی انتقال فلز بیشتر و حرارت دیفرانسیل، اثر کمتری خواهد داشت. فلزی با K بالاتر، گرمای تولیدشده در ناحیه جوش را به‌سرعت به حجم اطراف فلز تخلیه کرده و از ایجاد اختلاف دمایی زیاد در فلز پایه در حال جوش جلوگیری می‌کند. چنین فلزاتی گرمایش بیش‌ازحد متفاوتی در حجم خود ندارند؛ بنابراین می‌توان انتظار اعوجاج کمتری در حین جوشکاری داشت.
مهار در مفصل
اگر یک اتصال در هیچ جهتی مهار نشود، به‌منظور کاهش تنش‌های حرارتی خود را منحرف می‌کند؛ از این‌رو برای جلوگیری از این امر و ایجاد اعوجاج (پیچیدگی) در جوشکاری، معمولاً از محدودیت‌های فیزیکی مانند سفت‌کننده‌هایی در پشت مفصل لب به لب، گیره‌های کناره‌ها و… استفاده خواهد شد. البته گفتنی است یک اتصال بسیار مهارشده نیز دارای معایبی چون تنش‌های پسماند بیشتر است که این مقادیر بیشتر تنش در جوش می‌تواند برای اتصال به‌شدت مضر باشد و در چنین جوش‌هایی، اعوجاج باید به روش‌های دیگری جز مهار در مفصل کنترل شوند.
طراحی مشترک
زمانی که جوش لب به لب تنها از یک طرف جوش داده شده باشد، می‌توان احتمال داد که اعوجاج زاویه‌ای نسبتاً زیاد داشته باشد، اما اتصال لب به لب جوش داده شده از دو طرف، عقب و جلو، اعوجاج زاویه‌ای بسیار کمتری خواهد داشت؛ چراکه پیچیدگی ایجادشده از سمت عقب در حین جوشکاری، تلاش خواهد کرد تا پیچیدگی ایجادشده از جلو را متعادل کند.
روش جوش
افزایش شکاف ریشه، به حجم بیشتر فلز جوش، انقباض بیشتر فلز و درنتیجه پیچیدگی بیشتر منجر خواهد شد. توالی جوش نیز تأثیر فوق‌العاده‌ای بر اعوجاج (پیچیدگی) در جوشکاری دارد. اگر توالی جوش توزیع‌شده در اطراف محیط به‌ویژه در زمان شروع اتصال انجام شود، گرما عادلانه در اطراف توزیع خواهد شد و این توزیع عادلانه، اعوجاج را به حداقل می‌رساند!
محصولات مشعل جوشکاری تیگ
راه‌های پیشگیری و کنترل اعوجاج (پیچیدگی) در جوشکاری
نحوه جلوگیری از پیچیدگی و تاب‌برداشتن هنگام جوشکاری، مسئله‌ای است که از جوشکار تا مهندس جوش باید به آن توجه ویژه‌ای داشته باشند؛ چراکه تنها برخی از اعوجاج‌ها (پیچیدگی‌ها) در جوشکاری را می‌توان به‌صورت مکانیکی صاف کرد، اما پیشگیری از ایجاد آن با تکنیک‌هایی به‌سادگی در دسترس خواهد بود. از این تکنیک‌ها می‌توان به روش‌هایی چون پیش قراردادن محل کار قبل از جوشکاری به‌طوری‌که اعوجاج جوش آن‌ها را در هندسه نهایی مطلوب باقی می‌گذارد یا مهار قطعات کار به‌طوری‌که آن‌ها نتوانند حرکت کنند و در زمان جوشکاری تغییر شکل دهند، ایجاد رسوبات جوش در هر طرف خط مرکزی به‌صورت متعادل، انتخاب فرایند جوشکاری و توالی جوش مناسب و… که موجب پیشگیری از اعوجاج (پیچیدگی) در جوشکاری خواهند شد، نام برد.
سخن پایانی
در پایان باید اشاره کرد که پدیده اعوجاج (پیچیدگی) در جوشکاری می‌تواند تمام زحمات یک جوشکار یا مهندس جوش را تحت‌الشعاع قرار دهد، اما شناخت عوامل ایجاد آن و تلاش برای پیشگیری از وقوع آن‌ها، می‌تواند همه این مشکلات را برطرف کند.
