جوشکاری یکی از مهم‌ترین فرآیندهای صنعتی است که در تولید و تعمیرات در صنایع مختلف استفاده می‌شود. کنترل کیفیت و اعتبارسنجی جوشکاری از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است، زیرا هر گونه عیب یا نقص در اتصالات جوشی می‌تواند منجر به حوادث و خسارات جدی شود. در این مقاله، به بررسی کنترل کیفیت و آزمون‌های غیرمخرب در جوشکاری پرداخته خواهد شد.

کنترل کیفیت در جوشکاری

کنترل کیفیت در جوشکاری یک فرآیند بسیار حیاتی است که هدف آن اطمینان از کیفیت، دوام و ایمنی اتصالات جوشی است. این فرآیند شامل یک سری اقدامات و فعالیت‌هایی است که به منظور اعتبارسنجی و اطمینان از صحت اتصالات جوشی صورت می‌گیرد. در زیر به برخی از موارد مهم کنترل کیفیت در جوشکاری اشاره خواهم کرد:

• 1. استفاده از استانداردها و راهنماها: استفاده از استانداردها و راهنماهای مربوط به جوشکاری (مانند استانداردهای AWS، ISO و غیره) مهم است. این استانداردها دستورالعمل‌ها و الزاماتی را برای انجام صحیح جوشکاری فراهم می‌کنند.
• 2. آموزش و مهارت اپراتورها: آموزش و آموزش‌های مداوم برای اپراتورها و کارگران جوشکاری بسیار اهمیت دارد. آنها باید دارای مهارت‌های لازم برای انجام جوش با کیفیت و استفاده از تجهیزات و مواد بهینه باشند.
• 3. نظارت و کنترل فرآیند: نظارت دقیق و کنترل فرآیند جوشکاری ضروری است. این شامل نظارت بر پارامترهای جوشکاری، تایمینگ، دما، فشار و سرعت جریان جوش است.
• 4. آزمون‌های غیرمخرب (NDE): استفاده از روش‌های آزمون‌های غیرمخرب (مانند فراصوتی، رادیوگرافی، مگنتیک و غیره) برای تشخیص نقص‌ها و عیوب پتانسیلی در اتصالات جوشی بسیار حیاتی است.
• 5. ثبت و اندازه‌گیری داده‌ها: ثبت و نگهداری داده‌های مربوط به فرآیند جوشکاری و نتایج آزمون‌ها از اهمیت بسیاری برخوردار است. این اطلاعات به منظور پیگیری و بهبود فرآیند جوشکاری استفاده می‌شود.
• 6. اعتبارسنجی و ارزیابی: مرحلهٔ اعتبارسنجی و ارزیابی جوش‌ها و اتصالات جوشی برای اطمینان از کیفیت و استاندارد بودن آنها انجام می‌شود.

کنترل کیفیت در جوشکاری از اهمیت چشمگیری برخوردار است و در صنایع مختلف از جمله صنایع خودروسازی، ساختمانی، هوافضایی، دریایی و صنایع مکانیکی استفاده می‌شود. این فرآیند باعث می‌شود که اتصالات جوشی با کیفیت و ایمن ترسیم شود و خطرات مرتبط با عیوب جوشکاری کاهش یابد.

آزمون‌های غیرمخرب در جوشکاری

آزمون‌های غیرمخرب (Non-Destructive Testing – NDT) در جوشکاری به کارگیری مجموعه‌ای از تکنیک‌ها و روش‌هایی است که اجازه می‌دهد عیوب و نقص‌های پتانسیلی در اتصالات جوشی را بدون تخریب قطعات تشخیص دهد. این آزمون‌ها اهمیت زیادی در صنایع مختلفی از جمله صنایع فلزی، ساختمانی، هوا و فضا، دریایی و خودروسازی دارند. در زیر، چند روش اصلی آزمون‌های غیرمخرب (NDT) در جوشکاری ذکر شده است:

1. آزمون فراصوتی (Ultrasonic Testing – UT):

در آزمون فراصوتی (UT)، از امواج فراصوتی برای تشخیص عیوب در جوش‌ها و مواد استفاده می‌شود. این روش برای اندازه‌گیری و تجزیه و تحلیل امواج صوتی درون جوش‌ها به کار می‌رود. امواج فراصوتی از طریق محل جوش فرستاده می‌شوند و سپس توسط یک دستگاه آزمون فراصوتی دریافت می‌شوند. این دستگاه بر اساس میزان بازتاب و جذب امواج صوتی، الگوهای تصویری یا داده‌های رقمی تولید می‌کند.

برخی از استفاده‌های اصلی این روش در جوشکاری عبارتند از:

• 1. تشخیص ترک و شکستگی: UT می‌تواند ترک‌ها یا شکستگی‌های موجود در جوش‌ها را تشخیص دهد. این امواج صوتی اگر به ترک یا شکستگی برخورد کنند، بازتاب می‌یابند و این بازتابات توسط دستگاه UT تحلیل می‌شوند.
• 2. اندازه‌گیری ضخامت مواد: این روش می‌تواند ضخامت لایه‌های مختلف مواد را اندازه‌گیری کرده و مشکلات مربوط به ضخامت مواد را شناسایی کند.
• 3. تشخیص فاصله بین لایه‌ها: UT به تشخیص فاصله و چگونگی قرار گرفتن لایه‌ها و جوش‌ها کمک می‌کند، که این مورد می‌تواند در اطمینان از اتصالات صحیح کمک کند.
• 4. تحلیل ساختار داخلی جوش: از طریق تحلیل مشخصه‌های صوتی درون جوش، می‌توان نقاط ضعف یا عیوب پتانسیلی در ساختار جوش را شناسایی کرد.

با استفاده از داده‌های به دست آمده از این آزمون، می‌توان کیفیت جوشکاری را ارزیابی کرد و هرگونه نقص یا عیب را شناسایی نمود. این روش معمولاً به عنوان یکی از ابزارهای مهم کنترل کیفیت در جوشکاری استفاده می‌شود.

 

2. آزمون رادیوگرافی (Radiographic Testing – RT):

آزمون رادیوگرافی (Radiographic Testing – RT) یکی از متد های غیرمخرب است که در صنایع مختلف برای تشخیص و شناسایی عیوب در جوشکاری استفاده می‌شود. این روش از پرتوهای X-ray یا گاما برای ایجاد تصاویر از داخل جوش‌ها و ساختارهای فلزی استفاده می‌کند.
در این فرآیند، پرتوهای X-ray یا گاما از یک منبع پرتویی ایجاد می‌شوند و به سمت محل جوش فرستاده می‌شوند. در محلی که پرتوها از مواد با چگالی مختلف (مانند فلز، هوا، یا عیوب) عبور می‌کنند، بازتاب می‌یابند یا جذب می‌شوند. سپس یک فیلم رادیوگرافیک یا یک سنسور دیجیتال، این بازتابات را ثبت می‌کند.
با تحلیل تصاویر به دست آمده از فیلم‌ها یا سنسورهای دیجیتال، اپراتورها و تخصص‌مندان می‌توانند عیوبی که در جوشکاری ممکن است وجود داشته باشد را تشخیص دهند. این عیوب شامل ترک‌ها، جریان‌های غیر متقارن، فاصله ناهمگن لایه‌ها، جایگزینی ناصحیح جوش، یا دیگر نقص‌هایی هستند که در جوش‌ها ممکن است بوجود بیایند.
آزمون رادیوگرافی یکی از روش‌های اصلی و موثر برای کنترل کیفیت جوش‌ها و اتصالات فلزی است. این روش می‌تواند اطلاعات مفیدی ارائه دهد و به کارشناسان اجازه می‌دهد تا بهبودهای لازم را در فرآیند جوشکاری اعمال کنند و کیفیت اتصالات جوشی را بهبود بخشند.

3. آزمون مگنتیک (Magnetic Particle Testing – MT):

آزمون مگنتیک (Magnetic Particle Testing – MT) یکی از روش‌های غیرمخرب است که برای تشخیص عیوب و نقص‌های سطحی در جوشکاری و سایر قطعات فلزی استفاده می‌شود. این روش از ویژگی‌های مغناطیسی مواد برای شناسایی و نشانه گذاری ناهمواری‌ها یا عیوب در سطح قطعات فلزی استفاده می‌کند.
راه اندازی این آزمون معمولا به این صورت است:

• 1. ایجاد میدان مغناطیسی: ابتدا، یک میدان مغناطیسی در قطعه یا قطعات فلزی ایجاد می‌شود. این میدان مغناطیسی ممکن است به وسیله یک آهنربا یا دستگاه مخصوصی که دارای سیم های مغناطیسی است، ایجاد شود.
• 2. استفاده از ماده جذب کننده‌ی ذرات فلزی: سپس یک ماده جذب کننده‌ی ذرات فلزی، معمولا پودر یا مایع مغناطیسی که حاوی ذرات فلزی است، روی سطح قرار داده می‌شود.
• 3. شناسایی عیوب: اگر در محلی از قطعه فلزی عیب یا ناهمواری وجود داشته باشد، میدان مغناطیسی از محل عیب متمایل می‌شود و ذرات فلزی موجود در ماده جذب کننده بر روی سطح جایگذاری می‌شوند و نقاط روشن یا خطوطی را ایجاد می‌کنند. این نقاط یا خطوط، ناشی از تغییر در میدان مغناطیسی است که توسط عیوب سطحی ایجاد شده است.

آزمون مگنتیک به ویژه برای تشخیص عیوب سطحی مانند ترک‌ها، خستگی‌های کوچک، خطوط کشیدگی و ناهمواری‌های سطحی کاربرد دارد. این روش به عنوان یکی از روش‌های مؤثر و سریع برای تشخیص عیوب در سطح قطعات فلزی مورد استفاده قرار می‌گیرد و به کنترل کیفیت جوشکاری و تولید قطعات فلزی کمک می‌کند.

4. آزمون پروسه‌ی ترموگرافی (Thermographic Testing – TT):

آزمون پروسه‌ی ترموگرافی (Thermographic Testing – TT) یکی از روش‌های غیرمخرب است که از تصاویر حرارتی برای تحلیل و شناسایی تغییرات دما در جوشکاری و سایر ساختارهای فلزی استفاده می‌کند. این روش بر پایه اندازه‌گیری تغییرات دمایی سطحی یا داخلی جوشکاری است و هر گونه ناهمواری یا عیبی که تغییرات دما را ایجاد کند، قابل شناسایی است.
راه اندازی این آزمون به این صورت است:

• 1. تصویرگیری حرارتی: دستگاه‌های تصویرگیری حرارتی برای اندازه‌گیری و ثبت تغییرات دمایی سطح جوشکاری یا قطعه مورد بررسی استفاده می‌شود.
• 2. تحلیل تصاویر حرارتی: تصاویر حاصله از دستگاه‌های تصویرگیری حرارتی تحلیل می‌شوند. ناهمواری‌ها، عیوب، نقاط ضعف یا مناطقی که دارای تغییر دمای نامناسب هستند، در تحلیل تصاویر حرارتی مشخص می‌شوند.
• 3. شناسایی عیوب: هر گونه ناهمواری یا عیبی که باعث تغییر دمای سطحی جوش شود، در تصاویر حرارتی قابل شناسایی است. این ممکن است شامل ترک‌ها، جریان‌های نامناسب جوش، یا هر ناهمواری دیگری باشد که باعث تفاوت دمایی مشخصی شود.

آزمون پروسه‌ی ترموگرافی به ویژه برای تشخیص نواحی با دماهای نامناسب در ساختار فلزی و جوشکاری مورد استفاده قرار می‌گیرد. این روش می‌تواند نقاط ضعف، عیوب پتانسیلی و ناهمواری‌های سطحی را به صورت نسبتاً سریع و دقیق شناسایی کند.

5. آزمون هلیوم لومینسانس (Helium Leak Testing):

آزمون هلیوم لومینسانس (Helium Leak Testing) یک روش غیرمخرب است که برای تشخیص و شناسایی نشتی‌ها در اتصالات جوشی یا ساختارهای چند جزئی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این روش بر پایه استفاده از گاز هلیوم به عنوان گاز تست برای شناسایی نشتی‌ها در ساختارهای فلزی مختلف استفاده می‌شود.
روند این آزمون به این صورت است:

• 1. تزریق گاز هلیوم: ابتدا، گاز هلیوم که به دلیل اینکه اتم‌های کوچکی دارد و نفوذپذیری بالایی دارد، به عنوان گاز تست انتخاب می‌شود. این گاز به داخل ساختار یا اتصال جوشی تزریق می‌شود.
• 2. شناسایی نشتی با دستگاه‌های تشخیصی: سپس، با استفاده از دستگاه‌های تشخیصی خاص که می‌توانند هلیوم را تشخیص دهند، هر گونه نشتی از ساختار یا جوشکاری شناسایی می‌شود.
• 3. محل تشخیص نشتی: نشتی‌های کوچکتر به خاطر اندازه کوچک و خصوصیات نفوذپذیر هلیوم، قابل شناسایی هستند. این روش به ویژه برای تشخیص نشتی‌های بسیار ریز و ناخوشایند که با استفاده از روش‌های دیگر قابل تشخیص نیستند، کاربرد دارد.

آزمون هلیوم لومینسانس یکی از روش‌های حساس و دقیق برای تشخیص نشتی‌ها در جوشکاری یا ساختارهای چند جزئی است. به دلیل ویژگی نفوذپذیری بالای گاز هلیوم و توانایی آن برای شناسایی نشتی‌های بسیار کوچک، این روش به عنوان یک روش مؤثر برای تشخیص نشتی‌های کوچک در ساختارهای فلزی به کار می‌رود.

این آزمون‌های غیرمخرب برای تضمین کیفیت اتصالات جوشی بسیار حائز اهمیتند. هرکدام از این روش‌ها مزایا و محدودیت‌های خود را دارند و بسته به نیازهای خاص و نوع مواد جوشکاری، استفاده می‌شوند.