بسیاری از سازه‌ها، از قطعات مختلفی ساخته شده‌اند. در چنین سازه‌هایی، اتصالات نقش مهمی برای ایجاد عملکردی یکپارچه را برعهده دارند. ، تمام بخش‌های سازه را کنار یکدیگر نگه می‌دارد. از طرفی، اتصالات در پروژه‌هایی که طراحی و اجرای دشواری دارند، بسیار مهم به‌شمار می‌روند.
انواع اتصالات جوشی، در صنعت و برای اتصال قطعات به یکدیگر بسیار مهم محسوب می‌شوند. جوشکاری صنعتی، کاری پیچیده است و به دقت و مهارت نیاز دارد.
در این مقاله، ضمن معرفی انواع اتصالات جوشی، انواع جوش مورد نیاز در این صنعت را مورد بررسی قرار خواهیم داد. در مطالعه این مقاله، همراه آیرومارت باشید.
اتصال جوشی چیست
اتصال دادن قطعات به یکدیگر، به روش‌های مختلفی انجام می‌شود. به ۳ نوع کلی اتصالات دنده‌ای یا رزوه‌ای، اتصالات قفل شونده و اتصال جوشی به انگلیسی Welded connection، تقسیم می‌شوند که هر یک از آن‌ها وابسته به کاربرد و جایگاه قطعات، مورد استفاده قرار می‌گیرد.
اگرچه ممکن است با تعریف و آشنا باشید، در ابتدای این مقاله توضیح مختصری درباره این فرایند به شما خواهیم داد. طی فرایند جوشکاری، به طور معمول از ماده واسطی استفاده می‌شود که با ذوب شدن و انجماد دوباره آن، اتصال بین دو قطعه برقرار می‌شود.
در این فرایند، قرار گرفتن قطعات در کنار یکدیگر، نوع ماده واسط و روش ذوب آن و عوامل دیگری بر کیفیت جوش اثر می‌گذارند. اتصال جوشی میلگرد و اتصال جوشی لوله درزدار و مانیسمان از کاربردهای این روش اتصال است.
معرفی انواع اتصالات جوشی
انواع اتصالات جوشکاری به ۵ نوع کلی جوش لب به لب، لب روی هم، سپری، گونیا و پیشانی تقسیم می‌شوند که هر یک از آن‌ها را به طور جداگانه مورد بررسی قرار می‌دهیم.
اتصال جوش لب به لب
در اتصال لب به لب به انگلیسی Butt Joint، دو قطعه فلزی در راستای لبه در کنار یکدیگر قرار گرفته و با استفاده از جوشکاری به هم متصل می‌شوند.
یکی از رایج‌ترین نوع اتصالات به‌ویژه در ، جوش لب به لب است که خود به شیوه‌های مختلفی انجام می‌شود. از اتصال جوشی لب به لب در اتصال لوله به لوله، لوله به فلنج و لوله به شیرآلات استفاده می‌گردد.
جوش لب به لب برای ساخت لوله درزدار نیز انجام می‌شود. اگرچه این جوش در تولید لوله مانیسمان کاربرد ندارد اما برای اتصال دو لوله به هم مورد استفاده قرار می‌گیرد. شایان ذکر است که عدم جوشکاری لبه‌های لوله در لوله بدون درز موجب شده که از نوع درزدار بالاتر باشد.
در این اتصال جوش لب به لب توجه به برابر بودن ضخامت ورق‌ها و لوله‌ها با هم باید توجه نمود. از طرفی نیاز به آماده‌سازی محل اتصال به صورت پخ زدن لبه‌های مورد نظر و همراستا بودن قطعات در محل جوشکاری از مشکلات این روش جوشکاری است.
اتصال لب به لب خود دارای انواع متفاوتی است که برخی از آن‌ها را در ادامه بررسی می‌کنیم:
۱- اتصال لب به لب تخت
این روش، نوعی اتصال ساده و ارزان است که در آن نیازی به آماده سازی لبه‌ها نیست. لبه‌ها از هم فاصله دارند تا ماده مذاب در میان دو قطعه قرار گیرد. این روش برای صفحات تا ضخامت ۶ میلی‌متر مناسب است.
۲- جوش جناغی یک طرفه (V شکل)
در این نوع جوش، دسترسی تنها از یک طرف وجود دارد. این نوع جوش لب به لب مناسب برای صفحات تا ضخامت ۱۶ میلی‌متر است.
۳- جوش جناغی دو طرفه (V شکل)
نوعی جوش لب به لب است که در آن پخ از دو طرف بر روی صفحات زده می‌شود و مناسب برای تا ضخامت‌های ۱۲ میلی‌متر است.
۴- جوش با مواد پشت بند
جوش لب به لب با مواد پشت بند در جوش تخت یا جناقی یک طرفه و زمانی که امکان جوشکاری از دو طرف نباشد، برای اطمینان از ذوب کامل با استفاده از میله پشت بند انجام می‌شود.
۵- جوش لب به لب U شکل یک طرفه
این روش، در جوشکاری صفحات ضخیم و به جای جوش جناغی یک طرفه استفاده می‌شود. این روش نسبت به اتصال جناغی یک طرفه انقباض کمتر و در نتیجه میل به انقباض کمتری دارد.
آماده سازی آن به ماشین‌کاری نیاز دارد و در نتیجه گران‌قیمت‌تر است. این روش برای اتصال قطعات با ضخامت بیش از ۴۰ میلی‌متر نیز مناسب است.
۶- جوش لب به لب U شکل دو طرفه
در صفحاتی ضخیم که از هر دو طرف قابلیت جوشکاری داشته باشد اعمال می‌شود. این روش نسبت به U شکل یک طرفه، اعوجاج کمتری دارد.
۷- جوش لب به لب افقی
در این روش، بخش پایینی تا ۱۵ درجه و بخش بالایی تا ۴۵ درجه شیب‌دار شده و زاویه پخ ۶۰ درجه ایجاد می‌شود.
اتصال پوششی یا اتصال لب روی هم
- این روش اتصال‌دهی نیازی به وقت زیاد، آن‌چنان که در اتصالات دیگر نیاز است، ندارد. جابه‌جایی قطعات روی هم و ایجاد خطاهای کوچک، چندان مهم نیست.
- آماده‌سازی و برش لبه قطعات متصل‌شونده مهم نیست.
در اتصال جوشی لب روی هم دو قطعه فلزی روی هم قرار می‌گیرند و یکدیگر را می‌پوشانند. در این روش با جابه‌جا کردن قطعات روی هم می‌توان حتی خطاهای کوچک در ساخت را رفع کرد. روش جوش در این نوع از اتصالات، معمولا جوش گوشه است که در ادامه درباره آن بحث خواهیم کرد.
اتصال سپری یا اتصال تی شکل
اتصال سپری یا اتصال تی شکل به انگلیسی Tee Joint، در ساخت پروفیل‌های مرکب به شکل T و I و تیر ورق‌ها کاربرد دارد و در طی آن، دو قطعه با زاویه ۹۰ درجه و به شکل حرف T در کنار هم قرار می‌گیرند.
کاربرد اتصال سپری در صنعت خودروسازی و ساخت ماشین آلات بالا است اما از آن در اتصالات جوشی صنعت ساخت و ساز مانند نشیمن‌های طاقچه‌ای نیز استفاده می‌شود. در این نوع اتصال می‌توان از جوش گوشه و جوش شیاری استفاده کرد.
اتصال جوشی گونیا
در اتصال گوشه ای یا اتصال گونیا (Corner Joint Welding) پس از قرار دادن دو قطعه در زاویه‌ای مناسب، از قسمت بیرونی و داخلی، جوشکاری دو قطعه به یکدیگر انجام می‌شود. مقاومت این نوع اتصال جوشی در برابر پیچش بالا است. ازاین‌رو در ستون‌های مقاوم، تیرها و مقاطع مستطیل‌شکل مورد استفاده قرار می‌گیرد.
اتصال پیشانی
در اتصال پیشانی یا لبه ای که به Edge Joint نیز معروف است، برای کنار هم نگهداشتن دو یا چند ورق در کنار هم مورد استفاده قرار می‌گیرد.
می‌توان از اتصالات با ضخامت متفاوت با یکدیگر استفاده کرد. شکنندگی و استحکام کم از معایب این روش است. ازاین‌رو این روش معمولا نقش سازه‌ای ندارد.
انواع روش جوش در اتصالات جوشی
نوع جوش، به شکل اتصال قطعات وابسته است. انواع جوش در اتصالات جوشی به ۴ نوع کلی جوش شیاری، جوش گوشه، جوش دکمه‌ای و جوش انگشتانه تقسیم می‌شوند. هر یک از این انواع را نیز در ادامه توضیح خواهیم داد:
جوش شیاری
در جوش شیاری یا Groove Weld، اتصال در شیار دو قطعه ایجاد می‌شود. از این نوع جوش برای اتصال قطعاتی که روی یک سطح و در یک راستا قرار دارند استفاده می‌شود.
از آن‌جایی که در این نوع جوش، کل نیرو از قطعات متصل شده به نقطه اتصال منتقل می‌شود، مقاومت جوش باید در حد قطعات متصل‌شده بالا باشد. بنابراین، جوش باید در تمام قطعه نفوذ کند. این روش، جوش نفوذی کامل نام دارد.
جوش نفوذی کامل یکی از انواع شیاری است. به نوع دیگر که جوش در تمام ضخامت قطعات نفوذ نکند، جوش با نفوذ ناقص یا جزئی گفته می‌شود.
انواع جوش شیاری
انواع جوش شیاری عبارتند از:
۱- جوش شیاری لبه مربعی
در این نوع جوش، آماده‌سازی هر دو عضو اتصال به صورت مربعی انجام می‌شود.
۲- جوش شیاری نیم جناغی
آماده‌سازی یک لبه به صورت مربعی انجام می‌گیرد و لبه دیگر به صورت یک‌طرفه یا دوطرفه پخ‌سازی می‌شود.
۳- جوش شیاری V شکل (جناغی)
هر دو اتصال به صورت نیم جناغی یک‌طرفه یا دوطرفه آماده‌سازی می‌گردد.
۴- نیم لاله‌ای یا J شکل
نوعی جوش شیاری است که در آن یکی از بخش‌های اتصال به صورت مربعی آماده شده و عضو دیگر به صورت یک‌طرفه یا دوطرفه J شکل پخ‌سازی می‌شود.
۵- جوش شیاری لاله‌ای یا U شکل
آماده‌سازی U شکل از یک یا دو طرف انجام خواهد گرفت.
۶- جوش شیاری نیم جناغی لبه گرد
در این نوع جوش شیاری، یکی از اعضای جوشکاری به صورت یک‌طرفه یا دوطرفه به شکل منحنی پخ‌سازی شده و عضو دیگر لبه گونیایی یا مربعی دارد.
۷- جوش شیاری جناغی لبه گرد
هر دو عضو اتصال در این نوع جوش به صورت یک‌طرفه یا دوطرفه شکل منحنی دارند.
جوش گوشه یا گلویی
جوش گوشه یا گلویی که به انگلیسی Fillet Weld است، در اتصالات قائم و مثلثی استفاده می‌شود. این نوع جوش، برای اتصالات جوشی پوششی، سپری و گونیا کاربرد دارد. مزیت این روش نسبت به روش جوش شیاری، عدم نیاز به آماده‌سازی قطعات است.
جوش دکمه ای (جوش کام)
جوش انسدادی یا Plug weld زمانی انجام می‌شود که جوش در داخل یک سوراخ دایره‌ای ایجاد شده باشد. این سوراخ، خود در نتیجه روی هم قرار گرفتن دو سطح روی هم تشکیل می‌شود.
جوش انسدادی (جوش انگشتانه)
در این جوش، یک سوراخ بیضی شکل ایجاد می‌شود و جوش کام یا slot weld نامیده می‌شود.
چرا لبه‌ها برای اتصالات جوشی آماده سازی می‌شوند؟
اگرچه آماده‌سازی لبه‌ها هزینه‌ها را افزایش می‌دهد، اما به دلایل زیر، باید انجام شود:
- ملاحظات احتمال خستگی فلزات
- کاهش تمرکز تنش
- فراهم کردن نفوذ لازم برای جوش
- دسترسی برای اعمال جوش
انواع جوش
تا اینجا انواع وضعیت اتصال جوشکاری را بررسی کردیم. حال به سراغ معرفی انواع جوش می‌رویم.
جوش کام
جوش انگشتانه
همانطور که در تصویر مشخص شده جوش شیاری برای شرایطی انجام می‌شود که می‌خواهیم لنگر منتقل کنیم. جوش گوشه برای حالتی که دو المان روی هم قرار می‌گیرند مورد استفاده قرار می‌گیرد و از جوش کام و انگشتانه نیز گاها برای کمک به جوش گوشه و شیاری استفاده می‌شود.
برای مطالعه بیشتر درباره انواع وضعیت‌های جوش و تمام نکات آن‌ها حتما به مقاله ” “ سر بزنید.
همچنین برای اینکه با تمام نکات اجرای ساختمان آشنا شوید توصیه می‌کنیم حتما به مراجعه کنید.
امیدواریم در پایان این مقاله به جواب تمام سوال‌های خود در مورد اتصالات جوشکاری رسیده باشید و از اینکه تا پایان مقاله با ما همراه بودید، تشکر می‌کنیم. نظرات و تجربیات خود را در مورد این مقاله با ما به اشتراک بگذارید.