مهندسی فناوری جوش
 
Welding technology engineering

محل درج آگهی و تبلیغات
 
نوشته شده در تاريخ چهارشنبه نوزدهم آبان ۱۳۹۵ توسط محمودیان

مقدمه: در اغلب كارهاي مهندسي به مقادير خطاي مجاز توجه خاصي مي شود. دليل اين امر  اين است كه ساختن قطعاتي با ابعاد و شكل كاملا دقيق ويا كاملا مشابه معمولا امكان پذير نبوده و اين امر در كار مهندسي يك واقعيت انكار ناپذير است. البته، اجزايي كه خارج از محدوده اين مقادير مجاز خطا قرار داشته باشند، مي توانند باعث بروز مشكلاتي شوند. در بعضي موارد مي توان با اجراي عملياتي بعد از سوار كردن اجزا، به ميزان حد مجاز  دلخواه دست يافت. در بعضي موارد مي توان با اجراي عملياتي بعد از سوار كردن اجزا ، به ميزان حد مجاز  دلخواه دست يافت. اما مواقعي وجود دارد كه بعد از نصب ، ديگر امكان بهبودي و تصحيح وضعيت نخواهد بود. در اينگونه موارد واضح است كه بايد كار از ابتدا در حد خطاي مجاز صورت گيرد. اما در بعضي موارد قطعات بعد از جوشكاري دچار عيبي مي شوند كه به سختي قابل ترميم است و هزينه زيادي را در بر دارد و معمولا در اكثر قطعات جوشكاري شده ديده مي شود. به اين عيب ، تابيدگي و يا پيچيدگي مي گويند.          

تعريف پيچيدگي:   پيچيدگي ، تغييرات دائمي شكل و ابعاد فلز است كه بر اثر انبساط و انقباض بر روي قطعه روي مي دهد. حرارت شديد ناشي از جوشكاري و يا برشكاري ، باعث انبساط و انقباض در قطعه كار  شده  و در نتيجه ، قطعات از حالت طبيعي خود خارج مي شوند. پيچيدگي ، نتيجه تاثير تنش پسماند ناشي از گرمادهي غير يكنواخت است ، كه سبب تغيير شكل هاي دائمي در يك قطعه فلزي كه مورد جوشكاري و يا برشكاري قرار گرفته است مي شود.   تنش پسماند در قطعه جوشكاري شده بوجود مي آيد و باعث مي شود كه قطعه از نظر مقاومت ، ضعيف شده و حتي در صورتي كه قطعه تحت هيچ بار خارجي اي هم نباشد ، باز تنش پسماند همانند يك بار اوليه عمل كند و حداكثر باري را كه قطعه مي تواند تحمل كند  را كاهش دهد و باعث شود كه قطعه تحت بارهايي كمتر از حد مجاز دچار ترك و يا شكست شود.   در حين عمليات جوشکاری به دليل عدم فرصت کافی برای توزيع يکنواخت بار حرارتی داده شده به موضع جوش و سرد شدن سريع محل جوش ، انقباضی که مي بايست در تمام سطح قطعه پخش شود به ناچار در همان محدوده خط جوش خلاصه مي شود كه منجر به تمركز تنش شده و باعث ايجاد اعوجاج مي گردد. هنگامي كه ناحيه خط جوش بر اثر ازدياد حرارت ناشي از ذوب گرم مي شود ، انبساط شديدي در قطعه روي خواهد داد. اما اين گرما بطور يكنواخت در تمام قطعه پخش نمي شود كه تمام قطعه را بطور يكنواخت منبسط كند.   و اين عمل به دلايل زير بستگي دارد: 1) فلز رساناي ايده آل نيست و مقداري از گرما را تلف مي كند.  2) هواي آزاد دماي بالاي قطعه را به سرعت كاهش مي دهد. 3) عامل زمان كه بستگي به رسانايي قطعه داشته و نقش بسزايي را در سرد شدن قطعه ايفا مي كند.     اين گرما در ناحيه خط جوش باعث انبساط شديدي در قطعه مي شود و اگر قطعه مي توانست آزادانه حركت كند طولش مقدار قابل توجهي افزايش مي يافت. اما مناطق مجاور آن مانع اين انبساط مي شوند ، زيرا درجه حرارت پايين تري كه اين مناطق نسبت به منطقه خط جوش دارند اجازه اين چنين  انبساطي را به آنها نمي دهد ، و ناحيه خط جوش مي تواند مقداري كمتر از مقدار واقعي انبساط خود ، منبسط شود.  بنابراين مناطق مجاور خط جوش تحت تنش كششي و خط جوش تحت تنش فشاري قرار مي گيرد.   سپس هنگام سرد شدن ، ناحيه خط جوش مي خواهد منقبض شود كه توسط مناطق مجاور آن ممانعت به عمل مي آيد. اين انقباض نيرويي برابر با نيروي انبساط فلز داشته و مي خواهد به همان اندازه قطعه را منقبض كند ، كه مناطق مجاور باز هم جلوي جابجايي منطقه خط جوش را گرفته و باعث مي شود كه قطعه تا حدي مشخص منقبض شود. بنابراين خط جوش تحت نيروي كششي و مناطق مجاور آن تحت نيروي فشاري قرار مي گيرند.  

   
  انواع اعوجاج:  اعوجاج در قطعات جوشكاري شده به سه دسته تقسيم مي شود كه عبارتند از: 1) انقباض طولي.                     2) انقباض عرضي. 3) انقباض زاويه اي.
 كه به اختصار آنها را در ذيل توضيح مي دهيم:   1) انقباض طولي يا شمشيري شدن:    انقباض طولي به علت انقباض جوش هاي طولي نا متعادل نسبت به تار خنثي رخ مي دهد. در شكل هاي زير نمونه اي از انقباض طولي را در جوشكاري لب به لب مشاهده مي كنيد كه در نماهاي مختلف نمايش داده شده است:
  اين اشكال به وضوح انقباض طولي يا شمشيري شدن قطعه را پس از جوشكاري نمايش داده اند. و مقدار آن را مي توان از طريق رابطه هاي زير تعيين كرد:   رابطه 1) با استفاده از معادله زير مي توان تصوري در مورد كاهش در طول قطعه بدست آورد:

 L1=L0(1-a(t2-t1)) و يا L1=L0 – L0a(t2-t1)   كه در اين رابطه: L0 طول اوليه :  L1  طول ثانويه : a ضريب انبساط خطي : t2 دماي ثانويه  t1 دماي اوليه

عددي كه بوسيله اين رابطه بدست مي آيد يك عدد تقريبي است. زيرا مقدار  aدر درجه حرارت هاي  مختلف متفاوت است.اما در هر حال اين رابطه نشان مي دهد كه مقدار انقباض ، در طول جوش مي تواند قابل توجه باشد. و در عمل ، انقباض اندازه گيري شده كمتر از اين مقدار و در حدود يك ميليمتر به ازاي هر يك متر جوش مي باشد. بنابراين به بررسي علل اين پديده خواهيم پرداخت: اولين عامل اين است كه جوش گرم از هر طرف به صفحاتي متصل است كه امكان انقباض آزاد ندارند. اين صفحات كم و بيش صلب هستند به نحوي كه ، زماني كه فلزجوش مي خواهد منقبض شود ، با جلوگيري از انقباض آن ، در طول اوليه اش نگه داشته مي شود و در نتيجه تغيير شكل مومسان ايجاد مي گردد. اين بدان معني است كه در منطقه جوش نيروهاي كششي بوجود مي آيد ، كه عكس العمل آن نيروهاي فشاري در صفحات مي باشد. اگر اين صفحات كاملا صلب باشند ، هنگامي كه دوره تبريد پايان مي يابد ، اتصال جوشي بايد همان طولي را داشته باشد كه صفحات در ابتدا داشتند. به هر حال ، تنش هاي فشاري ايجاد شده از نظر مقدار ، قابل توجه بوده و از تنش تسليم فشاري فلز مبنا تجاوز مي نمايد. بنابراين خود صفحات تغيير شكل مومسان مي دهند ، به نحوي   كه طول كلي اتصال كاهش مي يابد و اين خود يك دليل تناقض در انقباض بدست آمده توسط فرمول و آزمون عملي است. اين مقدار به نحو ي از مقدار تغيير شكلي كه در فلز جوش ظاهر مي شود بيشتر است و علت اساسي آن اين است كه نقطه تسليم صفحات نسبتا سرد از نقطه تسليم فلز جوش گرم بالاتر است.       رابطه 2) مقدار خيز حداكثر به علت شمشيري شدن قطعه جوشكاري شده را مي توان بوسيله رابطه زير تعيين كرد:    =  خيز حداكثر 0.005 Aw d L2 / I        كه در رابطه فوق:  Aw          سطح مقطع كلي جوش بر حسب سانتيمتر مربع: dفاصله بين مركز ثقل گرده جوش تا محور خنثي:                     L طول كلي عضو (با فرض جوش طولي كامل):                        Iممان اينرسي عضو بر حسب سانتيمتر به توان چهار:                    هنگامي كه خط جوش ها در حول محور خنثي متعادل نيستند ، ارجح است كه ابتدا خط جوش نزديكتر به محور خنثي جوشكاري شود. حتي بهتر است كه اندازه جوش آن نيز به تناسب افزايش يابد. گاهي مواقع حتي با وجود تعادل جوش ها در حول محور خنثي ، پديده شمشيري شدن در اعضاي طولي رخ مي دهد. اين پديده اين طور توجيه مي شود كه در اطراف خط جوش اول تغيير شكلهاي خميري رخ مي دهد كه اين تغيير شكل ها به علت خط جوش قرينه ، خنثي نمي شود. در صورتي كه براي حصول جوش چند عبور لازم گردد با انتخاب توالي مناسب براي انجام جوش مي توان از بروز هر گونه تغيير شكل ناخواسته جلوگيري نمود. به عنوان مثال به توالي انجام عبورجوشها در شكل زير توجه نماييد. در اين درز جوش ، ابتدا عبور 1 انجام ميشود. عبور 2 در سمت مقابل ، ورق را نمي تواند كاملا"به وضعيت تخت در آورد ، ليكن عبور 3 كه در سمت عبور2 انجام ميشود ، تغييرشكل اوليه را كاملاً خنثي نموده و مقداري تغيير شكل مخالف نيز به وجود مي آورد. عبور 4 در سمت مخالف كاملا" وضعيت اوليه را بوجود مي آورد. درصورتي كه جوشها در حول محور خنثي متعادل نباشند ، بهتر است ابتدا جوشهاي نزديك به محور خنثي اجرا گردند. و بهتر است كه اندازهء جوشي كه به محور خنثي نزديكتر است ، قدري بزرگتر انتخاب گردد. به همين دليل ، اغلب لازم ميشود كه براي حصول مقاومت لازم ، دو يا چند نيمرخ جدار نازك به يكديگر متصل شوند. در چنين حالتي كار درستي نيست كه ابتدا جوش يك سمت را انجام داده واجازه دهيم تا سرد شود ، سپس جوش سمت ديگر را انجام دهيم.   در اين حالت انجام جوش دوم نمي تواند انحناي ناشي از جوش اول را كاملا خنثي كند. اين پديده بدين ترتيب توجيه ميشود ، جوش فوقاني باعث گرم شدن بال فوقاني ودر نتيجه تحدب كل عضو ميشود. اگر اجازه دهيم بال و جوش فوقاني به دماي محيط برسد ، تحدب از بين رفته و به علت انقباض جوش به صورت مقعر در مي آيد. حال اگر در اين حالت جوش سمت ديگر انجام شود ، نمي تواند تمام اين تقعر را خنثي نمايد.چاره كار اين است كه بلافاصله بعد از اتمام جوش سمت اول و قبل از سرد شدن بال فوقاني ، عضو را برگردانده و جوش سمت ديگر را انجام داد. اين روش باعث افزايش انقباض جوش دوم و در نتيجه مستقيم شدن عضو ميشود.   تدابيري براي جلوگيري از ايجاد انقباض طولي:   1) متعادل كردن جوش ها در حول محور خنثاي مقطع به دو روش زير امكان پذير است: الف) هم اندازه كردن جوش هاي هم فاصله در دو طرف محور خنثي.  ب) در صورتي كه جوش هاي دو طرف محور خنثي هم اندازه نباشند ، اندازه جوش هايي كه در فاصله نزديكتري نسبت به محور خنثي دارند ، بايد افزايش داده شوند.    2) اگر جوش ها نسبت به محور خنثي متقارن نباشند ، مي توان از تدابير زير استفاده نمود: الف) پيش انحناي عضو (پيش خيز).  ب ) تكيه دادن عضو در نواحي مياني و طره كردن دو انتهاي آن ، به طوري كه عضو به صورت محدب درآمده و اين تحدب در هنگام جوشكاري به صورت مستقيم درآيد.  ج ) تقسيم كردن عضو به مجموعه هاي كوچكتر ، به طوري كه جوشكاري در مقطع هر مجموعه به صورت متقارن  صورت گيرد.   و نكته قابل توجه اين است كه اگر بال طويل تر يك عضو خميده حرارت داده شود ، به صورت مستقيم در خواهد آمد.   2) انقباض عرضي:   انقباض عرضي در نتيجه انقباض فلز جوش كه سعي مي كند صفحات قطعه كار را به طرف خط مركزي اتصال بكشد ،  بوجود مي آيد و در نتيجه تمام سطح اتصال تحت كشش عرضي قرار مي گيرد.     در شكل هاي زير نمونه اي از انقباض عرضي در جوشكاري لب به لب را مشاهده مي كنيد: در اين اشكال انقباض عرضي را در قطعه ، پس از جوشكاري ، به وضوح مشاهده مي كنيد. در اينجا نيز با وضعيتي مواجه هستيم كه چون فلز جوش گرم ، تنش كمتري از صفحات سرد دارد ، تغيير شكل ابتدا در جوش صورت مي گيرد ، اما در مراحل بعدي سرد شدن كه تنش هاي تسليم نسبي به هم نزديكتر مي شوند مقداري تسليم در فلز مبنا به وجود مي آيد و پهناي كلي صفحات جوش داده شده كاهش مي يابد. مسلماً مقدار انقباض عرضي به حجم فلز جوش بستگي دارد ، اما به عنوان يك اصل كلي براي يك ورق با ضخامت معين ، مقدار كاهش كلي در امتداد عمود بر خط اتصال ، در هر نقطه مستقيماً با مساحت سطح مقطع جوش متناسب است. به همين ترتيب ، همان طور كه انتظار مي رود ، انقباض كلي با ضخامت صفحه افزايش مي يابد زيرا سطح جوش بزرگتر مي شود.   اين ارتباط را مي توان به صورت كلي در رابطه زير بيان نمود:    =  انقباض عرضيK A /t كه در اين رابطه : K يك ضريب تجربي يا مقداري بين 0.1 تا 0.17: A سطح مقطع جوش: t ضخامت ورق: اين فرمول مي تواند براي تخمين مقدار انقباض در يك اتصال لب به لب مورد استفاده قرار گيرد و مشخص شده است كه ارتباط خوبي با مشاهدات تجربي دارد. در يك اتصال لب به لب با پخ جناغي يك طرفه محاسبات ساده تر خواهد شد. زيرا نسبت سطح مقطع به ضخامت ، مساوي با پهناي متوسط است و فرمول به صورت زير خلاصه مي شود:   =  انقباض عرضيK ( پهناي متوسط جوش).   بايد به خاطر داشت كه براي يك جوش با پخ جناغي دو طرفه ، پهناي متوسط صفر نيست. بلكه مقدار آن برابر با يكي از طرف هاي پخ مي باشد. منظور از پهناي متوسط جوش ، عرض جوش در وسط ضخامت قطعه كار مي باشد.     انحناي عرضي بال را هلالي شدن مي گويند. و از رابطه زير مي توان براي تخمين انحناي عرضي استفاده نمود:         =  انحناي عرضي0.038 W D1.3 / t2 كه در رابطه فوق: W  عرض بال:                             D  اندازه جوش:                         t ضخامت بال:                                 بوسيله اين رابطه مي توان انقباض عرضي قطعه بر اثر جوشكاري را قبل از جوشكاري قطعه تخمين زد و تمهيداتي را براي كمتر كردن و يا از بين بردن آن انديشيد. نكته: در صورتي كه اثر خالص انقباض جداگانه جوش ها قابل تجمع باشند ، انقباض عرضي تبديل به عامل مهمي خواهد شد.       عوامل زير باعث افزايش انقباض عرضي مي شوند: 1_ مقدار آن با افزايش دهانه ريشه و شيب پخي لبه ، افزايش مي يابد. 2_ مقدار آن با افزايش سطح مقطع جوشكاري ، افزايش مي يابد. 3_ مقدار آن در حدود 10 درصد عرض متوسط درز جوش است. 4_ مقدار آن متناسب با دماي القايي در هنگام جوش است. 5_ بستگي به درجهءگير داري دارد.   عوامل زير باعث كاهش انقباض عرضي مي شوند: 1_ استفاده از الكترود با پوشش پودر آهن از مقدار انقباض مي كاهد ، و استفاده از جوش زير پودري كاهش انقباض بيشتري را در پي دارد. 2_ هر چه تعداد پاس ها كمتر باشد اعوجاج كمتري در قطعه بوجود مي آيد. 3_ هر گونه تنظيم غلط درز جوش و يا گرده اضافي ، باعث افزايش سطح مقطع و در نتيجه افزايش انقباض مي گردد.
  3) انقباض زاويه اي: انقباض زاويه متد اول ترين نوع اعوجاج است. اين عيب هنگامي مشاهده مي شود كه ورقها بر اثر انقباض فلز  جوش از حالت همراستايي خارج شوند. در شكل هاي زير اعوجاج زاويه دار يك اتصال لب به لب و يك جوش گلويي نشان داده شده است. با در نظر گرفتن انقباض طولي و عرضي ، شكل نهايي دو صفحه جوش داده شده در يك اتصال لب به لب و سپري بايد مطابق شكل زير باشد: در عمل اساساً به اين دليل كه انقباض در اطراف محور خنثي صفحه به طور يكنواخت توزيع نمي شود و تمام جوش به صورت تدريجي سرد مي شود ، نمي توان عملياتي را كه براي انقباض طولي و عرضي به كار برده مي شود را اعمال كرد. اگر به يك جوش لب به لب با لبه آماده شده 60 درجه نگاه كنيم ، فوراً آشكار مي شود كه پهناي جوش در بالاي اتصال به نحو محسوسي از مقدار آن در ريشه جوش بيشتر است. از آنجا كه مقدار انقباض با طول ماده در حال سرد شدن متناسب است ، در بالاي جوش انقباض بيشتري وجود دارد. اگر صفحات بتوانند آزادانه حركت كنند ( مانند حالتي كه در بيشتر فرآيندهاي ساخت وجود دارد) نسبت به يكديگر خواهند چرخيد. اين حركت تغيير شكل زاويه اي نام دارد و براي توليد كنندگان مشكلاتي ايجاد مي كند زيرا براي آنكه محصول نهايي مورد قبول باشد بايد صفحات و اتصال صاف شوند. بنابراين بايد كوشش كرد تا مقدار تغيير شكل به حداقل برسد. براي محدود كردن حركات صفحات يا ورقهايي كه اتصال را تشكيل مي دهند مي توان از گيره استفاده كرد ، اما اين كار غالباً ميسر نيست وبايد تلاش به سمت ابداع روش جوشكاري مناسب كه به تعادل مقدار انقباض حول محور خنثي كمك نمايد سوق داده شود. به طور كلي ، از دو راه حل مي توان استفاده نمود ، يا دو طرف يك اتصال جوش داده شود يا آماده سازي لبه به نحوي باشد كه پهناي يكنواخت تري در طول ضخامت ورق توليد كند.   روش هايي براي طراحي آماده سازي لبه به منظور كاهش تغيير شكل زاويه اي: الف) اتصالات با پخ جناغي دو طرفه مقدار انقباض را متعادل مي كنند به نحوي كه مقادير انقباض تقريباً مساوي در طرفين محور خنثي ظاهر مي شوند. در اين روش مقدار تغيير شكل زاويه اي كمتري نسبت به جناغي يك طرفه ايجاد مي شود.   ب) در اتصال جناغي دو طرفه ، متقارن بدست آوردن يك اتصال كاملاً تخت مشكل است زيرا معمولاً اولين عبور جوشكاري مقدار تغيير شكل زاويه اي بيشتري از عبورهاي بعدي ايجاد مي كند. بنابراين از يك اماده سازي لبه نا متقارن استفاده مي شود به نحوي كه مقدار زيادتر فلز جوش در عبور دوم ، مقدار تغيير شكل زاويه اي كه در عبور اول جوش به وجود آمده است را به طرف داخل كشيده و آن را كاهش مي دهد. ج) در اين روش مي توان از پخ لاله اي يكطرفه با پهلو هاي تقريباً موازي استفاده كرد. اين كار باعث ايجاد يك جوش با پهناي يكنواخت در سطح مقطع مي شود. در جهت جوشكاري ، انقباض نا متقارن به صورت كمانه كردن طولي ظاهر مي شود كه اين يك اثر جمع شونده است و هنگام پيشرفت دوره گرم شدن و سرد شدن در طول خط اتصال به وجود مي آيد ، و مي توان با جوشكاري طولهاي كوتاه با ترتيب از قبل پيش بيني شده يا اتفاقي ، تا حدي آن را كنترل نمود. جوشكاري دو طرف يك اتصال مقداري از كمانش تصحيح مي كند اما گاهي اوقات مي تواند با كمانش موضعي همراه باشد. تغيير شكل زاويه اي و كمانش طولي معمولاً در اتصالاتي كه با جوش هاي گرده اي ايجاد شده اند نيز مشاهده مي شود. در اين مورد تغيير شكل زاويه اي را مي توان به آساني به شكل كاهش زاويه بين صفحات مشاهده كرد و براي اولين جوش بيشترين مقدار را دارد. اما جوش دوم كه در طرف ديگر اتصال صورت مي گيرد تمايل دارد ورق عمودي را به طرف خط مركزي بكشد و در نتيجه مقدار چرخش زاويه اي كمتر خواهد شد. به كمك تجربه مي توان اتصال ضلع عمودي به ضلع افقي را طوري تنظيم نمود كه در جوش اول زاويه از 90 درجه بيشتر باشد تا نتيجه نهايي يك اتصال متعامد ورق عمودي به ورق افقي باشد. حتي در اين وضعيت پيچيدگي در صفحه افقي را نمي توان ناديده گرفت.   انقباض زاويه اي ميتواند با تدابير زير كاهش يابد: 1_ استفاده از جوش هاي جناغي ولاله اي دو طرفه؛ 2_ انجام جوش هاي پشت و رو به صورت يك در ميان؛ 3_ پخ   زدن لبه به منظور كاهش بازوي لنگر و در نتيجه كاهش اعوجاج؛ 4_ استفاده از جوش هاي گوشه با اندازه كم. مقدار انحنا با توان 3/1 اندازه جوش متناسب مي باشد؛ 5_ استفاده از ورق بال ضخيمتر. مقدار انحنا نسبت عكس با توان دوم ضخامت دارد.    

  عوامل موثر در تغيير شكل هاي ناشي از جوشكاري:   در عمليات جوشكاري ، سيكل گرم و سرد شدن ، باعث انقباض در فلز پايه و فلز جوش مي شود كه اين انقباض باعث اعوجاج در قطعه مورد جوشكاري مي گردد. به منظور كسب اقتصاد كامل در ساخت و ساز جوشي فولاد ، مهندسين طراح و اجرا بايد تخمين درستي از ميزان انقباض و روش هاي كنترل آن در ذهن داشته باشند. روش هاي پيشنهادي براي اصلاح و يا حذف انقباض ، بر پايه تحليل هاي نظري و تجارب عملي در كارخانه هاي ساخت قرار دارند. اختلافات شديد حرارتي در ناحيه قوس ، توزيع خواص غير يكنواختي در قطعات بوجود مي آورد.   با افزايش درجه حرارت ، خواصي نظير مقاومت تسليم ، ضريب الاستيسيته و هدايت حرارتي كاهش و ضريب انبساط حرارتي و گرماي ويژه افزايش مي يابد. در نتيجه تخمين اعوجاج و تغيير شكل مصالح به كمك تحليل حرارتي بسيار مشكل مي شود. به علاوه ، گيرداري هاي ناشي از گيره هاي خارجي ، و گيردارهاي داخلي به علت جرم و سختي ورق فولادي ، بايد در تحليل منظور گردند. تمام اين عوامل تاثير مشخصي بر تغيير شكل هاي حرارتي دارند.  بالاخره لازم است عامل زمان مورد توجه قرار گيرد. مدت زماني كه يك شرايط خاص در حال تاثير است ، اهميت آن موضوع را كنترل مي كند.   تمام عوامل موثر تاثير گذار فوق ، خود تابعي از دستورالعمل جوشكاري مي باشند. دستور العمل هاي مختلف جوشكاري ، نوع الكترود ، شدت جريان ، سرعت حركت،  آماده سازي لبه ، پيش گرمايش و سرعت خنك شدن تاثيرات مهمي در اين مورد دارند. آشكار است كه با بررسي جداگانه عوامل فوق نمي توان اعوجاج و تغيير شكل هاي حرارتي را تحليل نمود و تحليلي بر پاية تأثير تركيبي عوامل ، تنها روش عملي است.          

عوامل ايجاد اعوجاج: فلزات در هنگام گرم شدن منبسط مي شوند و در صورت سرد شدن منقبض. اگر نيروهاي انبساطي و انقباضي به طور صحيح كنترل نشوند ، ممكن است اعوجاج ايجاد شود. بنابراين ابتدا ساير عواملي را كه باعث ايجاد اعوجاج در قطعات جوشكاري شده مي شوند را در ذيل توضيح مي دهيم تا درك بهتري از اعوجاج داشته باشيم:   1) حرارت داده شده: اگر قطعه اي بطور هموژن ويكنواخت حرارت ديده وسپس آرام سرد شود و هيچگونه مخالفتي بر سر راه انبساط و انقباض نباشد ، پس از پايان سيكل حرارتي فوق هيچگونه پيچيدگي در آن مشاهده نخواهد شد. واضح است كه گرم وسرد شدن در اجزاء مورد جوش به اين صورت نبوده و حرارت موضعي موجب انبساط وسپس انقباض شده و تنش هايي در جوش و مناطق مجاور آن بوجود آمده كه با تغيير فرم اين مناطق تمام يا قسمتي از تنش ها رها مي شود. ميزان پيچيدگي و نوع آن به مقدارحرارت داده شده ، طبيعت و شدت منبع حرارتي و طريقي كه اين حرارت بكار رفته بستگي مستقيم دارد. انواع ديگر سيكل حرارتي غير از جوشكاري نظير برشكاري وپيش گرم كردن نيز مي تواند موجب وقوع اين پديده شود.   2) درجه ي مهار يا ممانعت: ميزان مهار بكار رفته شده براي جلوگيري از تغييرات انبساطي و انقباضي مواضع مختلف قطعه در حين سيكل گرم و سرد شدن ناشي از جوشكاري ، فاكتور ديگري براي به وقوع پيوستن يا عدم ايجاد پيچيدگي و تاب برداشتن مي باشد. اگر از طرق مختلف مكانيكي يا غيره ، از رها شدن تنشها توسط تغيير فرم مناطق جوش و اطراف آن جلوگيري شود ، اين تنش ها در اين مواضع باقي مي مانند و در بعضي شرايط موجب ترك برداشتن جوش يا مناطق مجاور آن مي شوند. اين مشكل در قطعات ضخيم جدي تر است.   3)  تنش هاي پسماند:  اين تنش ها كه ضمن ريخته گري ، آهنگري و يا برشكاري در قطعه باقي مانده اند مي توانند توسط تنش هاي ايجاد شدهء  ناشي از جوشكاري جمع ، تشديد و يا در مواردي خنثي شوند. به هر حال تنش نهايي در قطعه تركيبي از اين تنش ها است. پيش بيني و محاسبه اين تنش ها بسيار مشكل و غالباً مدل هاي رياضي زيادي در اين موارد پيش بيني شده است ، اما تجربه عملي كمك سريع تري براي خنثي كردن اين نوع تنش ها مي كند. 4) خواص فلز قطعه كار: واضح است كه ميزان حرارت فروكشي ، انتقال حرارت ، ضريب انبساط حرارتي ، قابليت شكل پذيري ، مقاومت و بعضي خواص ديگر فلز ياآلياژ قطعه در شرايط مساوي از نظر طرح اتصال و روش جوشكاري تاثير مهمي در ميزان تاب دارد. به عنوان مثال در جوشكاري قطعات مسي وآلياژهاي آن مشكل پيچيدگي و تاب برداشتن به مراتب بيشتر از فولادهاي معمولي است.   5) تأثيرات نا مطلوب جوش بيش از حد: اضافه جوش ، نيروي انقباضي و تمايل به انقباض را افزايش مي دهد. هر چيزي كه مقدار جوش را كاهش دهد ، نظير كاهش اندازه ساق ، كاهش طول  ، يا استفاده از جوش منقطع تمايل به انقباض را كاهش مي دهد. اضافه جوش مي تواند با دست به هم دادن يك سلسله اتفاقات ، بطور غير عمدي رخ دهد. به طور مثال طراح ممكن است با منظور كردن قدري اطمينان اندازه جوش را يك نمره بزرگتر انتخاب كند. در كارخانه ساخت، سرپرست جوشكاري نيز ممكن است جهت اطمينان، اندازه جوش را يك نمره بزرگتر دستور دهد. جوشكار نيز از ترس اينكه جوشش كمتر از اين اندازه باشد، جوش را كمي ضخيم تر اجرا مي نمايد. در نتيجه يك جوش 6 ميليمتري تبديل به يك جوش 12 ميليمتري مي شود. با توجه به اينكه افزايش مقدار مصالح جوش متناسب با توان دوم اندازه جوش است ، اين عمل باعث مي شود مقدار مصالح جوش ، مخارج و نيروي انقباض چهار برابر گردد.   6) كنترل انقباض جوش: يكي از روش هاي مقابله با آثار انقباضي جوش ، پيش خمش اعضا و تنظيم درزها براي خنثي سازي آثار انقباضي است. در اين حالت ، انقباض جوش باعث مي شود كه اعضا به وضعيت اوليه خود در آيند. در صورت امكان ، جوش بايد در حول محور خنثاي عضو متعادل گردد. در اين حالت بازوي نيروي برون محور مساوي صفر مي گردد. به طوري كه اگر نيروي انقباضي وجود داشته باشد ، لنگر انقباضي مساوي صفر مي شود. اغلب محور خنثاي عضو پايين تر از مركز ثقل جوش ها قرار دارد. در صورت استفاده از جوش زير پودري كه توليد جوش عميق از مشخصه هاي آن است ، مركز ثقل نوار جوش ها پايين افتاده و در نتيجه لنگر انقباضي كاهش مي يابد.   7) تأثير فلز پايه در مجاورت خط جوش: انقباض فلز جوش به تنهايي ، اغلب نمي تواند مقادير انقباض هاي واقعي را توجيه نمايد. به اين حقيقت بايد توجه داشت كه فلز پايه مجاور خط جوش نيز سهمي در انقباض دارد. حرارت  ناشي از جوشكاري باعث مي شود كه فلز پايه مجاور خط جوش منبسط شود. در حالي كه اين ناحيه ، توسط قسمتهاي خنك تر احاطه و مقيد شده است. در نتيجه تمام انبساط حجمي بايد در ضخامت ورق رخ دهد. در هنگام سرد شدن فلز جوش ، اين ناحيه (فلز پايه) گرم شده و تحت انقباض حجمي قرار گرفته و تنش هاي انقباضي در امتداد طولي وعرضي بوجود مي آيد. در نتيجه اين ناحيه از فلز پايه منقبض مي شود و باعث ايجاد اعوجاج در قطعه مي گردد.   8) تاثير نيروهاي انبساطي و انقباضي بر اعوجاج :  در مورد اعوجاج ناشي از اختلافات آهنگ ا نقباض فلز جوش با فلز پايه ، نيرو هاي انقباضي سبب اعوجاج كسشان  ماده مي شوند. اگر تنش زدايي (از طريق عمليات گرمايي) انجام شود ، ماده آزاد مي شود تا ابعاد اوليه خود را باز يابد. اگر نيروهاي انقباضي بيشتر باشند ، ممكن است سبب تغيير شكل مومسان شوند. اين عيب با تنش زدايي بر طرف نمي شود و ماده هميشه اعوجاج يافته مي ماند. در زير مثالي از تغيير شكل كشسان ومومسان آورده شده است: با نشان دادن يك خط روي نقطه ورقي از جنس فولاد كم كربن مي توان اين دو نوع تغيير شكل را به بهترين وجه مشاهده كرد. فلز پايه پيش از جوشكاري در دماي محيط است ، اما فلز جوش به حالت مذاب رسوب مي كند ودر هنگام انجماد منقبض مي شود. بنا بر اين فلز جوش در دمايي بالا تر از دماي فلز پايه منقبض مي شود؛كه نتيجه اين عمل ، ابتدا تغيير شكل كشسان و سپس تغيير شكل مومسان است. تغيير شكل كشسان را مي توان با تنش زدايي بر طرف كرد ، در حالي كه تغيير شكل مومسان دائمي است. و در شكل زير اين تغييرات را مشاهده مي فرماييد:
 
روشهاي كنترل اعوجاج:   اصولاً دو روش كلي وجود دارد كه مي توان قطعهء جوش داده شده اي بدون پيچيدگي با ابعاد صحيح توليد كرد.   1) در طراحي وساخت آن چنان تدابيري اخذ شود تا قطعهء ساخته شدهء نهايي بدون پيچيدگي باشد   2) اندازهء ابعاد را كمي بزرگتر انتخاب كرده واجازه داده شود تا هر چقدر كه مي خواهد در ضمن عمليات ، تغيير ابعاد وپيچيدگي در آن ايجاد شود. پس از خاتمهء جوشكاري عملياتي خاص نظيرماشين كاري ، حرارت دادن موضعي ويا پرس كاري براي بر طرف كردن تابيدگي وتصحيح ابعاد انجام گيرد. در صنعت هر دو تدبير يا مخلوطي از آن ، متناسب با تعداد كار وشدت مشكل بكار گرفته مي شود. در انجام موفقيت آميز هر يك از دو تدبير بالا ، دانش كلي در مورد دلايل بوجود آمدن انواع پيچيدگي ، تغيير ابعاد و همچنين تجربه ، شروط بسيار مهمي مي باشند. براي كنترل اعوجاج مي توان از روشهاي بسياري استفاده كرد.
كه اين روش ها به شرح زيرند: آماده سازي اتصال ، تنظيم قبلي ، استفاده از گوه ، كاربند و مبّرد ، خال جوش زدن ، رعايت ترتيب جوشكاري مناسب ، پيش گرم كردن و غيره نام برد.   در زير اين روش ها به خوبي توضيح داده شده اند:
 1)  تاثير آماده سازي اتصال بر كنترل اعوجاج: زاويه پخ بايد مطابق با نوع اتصال انتخاب شود. اگر زاويه پخ بيش از اندازه بزرگ باشد ، فلز اضافي رسوب خواهد كرد و انقباض اضافي فلز جوش ممكن است سبب اعوجاج قطعه شود. در ورقهاي نازكتر از 18 ميليمتر از جنس فولاد كم كربن ، بايد از اتصال جناغي دو طرفه استفاده كرد ، و در ورقهاي ضخيمتر از 18 ميليمتر با استفاده از اتصال جناغي دو طرفه مي توان اعوجاج را كنترل كرد.   در اين نوع اتصال عبورهاي متوالي را مي توان به تناوب در دو طرف ورق انجام داد و در نتيجه تنش هاي انقباضي در دو طرف درز جوش متوازن خواهند شد. در هنگام جوشكاري بايد ورقها را به شيوه صحيح مستقر كرد. اگر ورقها درست مستقر نشوند، بين آنها شكاف ايجاد مي شود. اين شكاف ها را نبايد با جوش پر كرد، زيرا علاوه بر ايجاد ساير عيوب، اعوجاج نيز افزايش مي يابد.

2) منظور از تنظيم قبلي چيست؟ منظور استقرار ورقها پيش از آغاز جوشكاري است ، به نحوي كه نيروهاي انقباضي ، در هنگام جوشكاري ، آنها را به وضعيت صحيح بكشاند. بدين منظور مي توان از گوه استفاده كرد ، به صورتي كه ورق ها را در دو سر محكم مي كنند و گوه هايي را بين آنها قرار مي دهند و پس از اتمام جوشكاري ورق ها از وضعيت مناسبي برخوردار خواهند بود. 

3) چرا از كاربند استفاده مي شود؟ از كاربند براي استقرار صحيح ورقها پيش از آغاز جوشكاري استفاده مي شود. بدين ترتيب احتمال ايجاد اعوجاج كاهش مي يابد.

  4) چه زماني از مبّرد استفاده مي شود؟   از مبّرد براي گرفتن گرماي ناحيه جوشكاري استفاده مي شود. مبّرد از ماده اي مانند مس ساخته مي شود كه رساناي خوب گرما باشد.   مثال مناسبي از مصرف مبّرد ، همراه با استفاده از كاربند ، در جوشكاري قطعاتي تا ضخامت 3 ميليمتر است. معمولا كاربند را از فولاد كم كربن مي سازند و همين وسيله مقداري از گرما را جذب مي كند. اما مبّردي مسي كه به صورت ميله پشت بند ساخته شده باشد مي تواند به جذب گرما كمك كند.
 5) خال جوش زدن قطعه پيش از جوشكاري: با خال جوش زدن در فواصل منظم در طول درز جوش مي توان اطمينان يافت كه ورقها نسبت به هم به درستي مستقر شده اند. خال جوش زدن مي تواند نيروهاي انقباضي و انبساطي را كنترل كند و از اين طريق اعوجاج را كاهش دهد. در هنگام جوشكاري اين مقاطع ، فاصله خال جوش ها از هم بايد 75 ميليمتر باشد. اگر فاصله بين خال جوش ها افزايش يابد ، ممكن است ورقها در حين جوشكاري دچار كمانش شوند.

  6) منظور از ترتيب جوشكاري چيست؟ منظور رسوب دادن فلز جوش بر اساس نظمي از پيش تعيين شده است. هدف از اين كار متوازن كردن نيروهاي انقباضي و انبساطي ناشي از گرماي جوشكاري ، و در نتيجه كاهش اعوجاج است. جوشكاري پرشي و برگشت به عقب دو روش مناسب و كار آمد مي باشد. اين نوع جوشكاري با تقسيم كردن درز به چند قسمت مساوي و سپس جوشكاري اين قسمت ها به ترتيب ذكر شده .
  توجه كنيد كه پس از جوشكاري اولين قسمت ، قسمت هاي ديگر رو به مركز قطعه كار جوشكاري مي شوند. با رعايت اين ترتيب جوشكاري ، انقباض طولي كاهش مي يابد. برگشت به عقب با تقسيم درز به چند قسمت مساوي انجام مي شود ، طول هر قسمت چنان انتخاب مي شود كه بتوان آن را با يك الكترود جوشكاري كرد. ابتدا بايد قسمتي را جوشكاري كرد كه وسط درز قرار دارد. جهت جوشكاري اولين قسمت اهميتي ندارد.   شكل زير نشان مي دهد كه جهت كلي جوشكاري از وسط به طرفين درز است ، اما جهت جوشكاري در هر قسمت ، رو به سوي مركز درز دارد. با استفاده از اين روش در مجاورت هر ناحيه انقباضي يك ناحيه انبساطي قرار مي گيرد. بدين ترتيب تنش ها يكديگر را خنثي مي كنند و در نتيجه اعوجاج كاهش مي يابد. در قطعات بزرگ بهتر است چند جوشكار را به طور همزمان به كار گماشت. در نتيجه دو طرف مركز درز همزمان جوشكاري مي شود و چون در هر طرف درز دو جوشكار مشغول كارند ، از اعوجاج زاويه اي قطعه جلوگيري مي شود ، در عين حال استفاده از روش برگشت به عقب سبب كاهش اعوجاج طولي مي شود.     7) پيش گرم كردن چه اثري بر كنترل اعوجاج دارد؟  منظور از پيش گرم كردن ، گرما دادن به فلز پايه پيش از آغاز جوشكاري است. در نتيجه اين عمل ، فلز پايه منبسط مي شود. بنابراين هنگامي كه فلز جوش رسوب داده مي شود ، دو فلز با آهنگ يكنواخت تري منقبض مي شوند. اما همه مواد شكل پذير نيستند: چدن نمونه اي از مواد شكننده است و تنش هاي انقباضي سبب ترك خوردن آن مي شوند. كنترل تنش هاي انقباضي بسيار مهم است و پيش گرم كردن به اين هدف كمك مي كند.  

  8) رسوب دادن فلز اضافي در يك درز چه اثري دارد؟
رسوب دادن فلز اضافي سبب افزايش استحكام اتصال نمي شود ، بلكه اعوجاج را افزايش مي دهد. استحكام جوش گلويي با ضخامت گلوي آن متناسب است. فلز جوش اضافي سبب انقباض اضافي و افزايش اعوجاج مي شود.  

  9) طرح اتصال چه تاثيري بر كنترل اعوجاج دارد؟ اتصالات مورد جوش بايد در چنان موقعيتي باشند كه دست يابي به آنها به سهولت امكان پذير باشد ، تا با ايجاد جوش سالم و سريع از تمركز حرارت اضافي در مواضع غير ضروري اجتناب شود. استفاده از فيكسچر و نگهدارنده و وضعيت دهنده ها مي تواند كمكي در نيل به اين اهداف باشد. به طور كلي مسئله پيچيدگي با كاهش ضخامت قطعه كار بيشتر مي شود. انواع مختلف پيچيدگي در اتصالات جوش لب به لب مي تواند اتفاق بيافتد كه طرح آماده سازي لبه ها ، روش رسوب دادن فلز جوش در درز اتصال ، در ميزان اين پيچيدگي ها موثر است. به عنوان مثال فاصله شكاف ريشه اي بر روي انقباض حاصل ازانجماد عرضي ، طرح پخ سازي بر روي پيچيدگي زاويه اي تاثير مستقيم دارد. پخ سازي دو طرفه مي تواند موجب بالانس حرارتي در ضمن جوشكاري بر روي قطعه شده و پيچيدگي زاويه اي كمتر مي شود. ولي در قطعات نازك 13 تا 16 ميليمتري پخ سازي يك طرفه اقتصادي تر است. در طرح پخ دو طرفه غير متعادل ، جوش دادن در شكاف بزرگتر در مرحله اول و سپس برداشتن قسمتي از اولين پاس توسط قوس يا شعله از پشت درز جوش و بالاخره جوشكاري اين قسمت تعادل حرارتي لازم را بوجود مي آورد. اگر جوشكاري كامل يك طرف الزامي باشد بايد طرف ديگر داراي چنان تنش انقباضي باشد تا پيچيدگي زاويه اي ايجاد شده ناشي از پر كردن شكاف اولي را جبران كند. اما در پخ دو طرفه متعادل يا مشابه ، رديف پاس ها و روش جوشكاري ممكن است چنان باشد تا تعادل لازم حرارتي براي اجتناب از پيچيدگي بوجود آيد. جوشكاري قائم و همزمان در دو طرف به كمك دو جوشكار يكي از روش هاي موفق براي دست يابي به نفوذ كامل و غلبه بر پيچيدگي زاويه اي است. در جوش نبشي نيز بايد حجم فلز جوش را در مينيمم مقدار خود (با توجه به دست يابي به مقاومت مورد نظر) نگه داشت. جوش لب به لب در بسياري موارد به كار گرفته مي شود. اين نوع جوش با مشكلات كمتري از نظر پيچيدگي روبرو است بويژه اگر از جوش نبشي دوبله استفاده شود. جوش نبشي تكي و دوبله بر روي اتصال لب روي هم در مواردي كه مسير طولاني باشد با مشكل انقباض حاصل از انجماد طولي مواجه بوده ولي پيچيدگي زاويه اي و يا انقباض حاصل از انجماد عرضي ناچيز و جزيي است. مشكل ديگر بلند شدن لبه اي از لبه ديگر در اتصال لب روي هم نبشي تكي است. به طور كلي در طراحي جوش قطعه يا قطعات بايد تعادل حرارتي را در حول محور خنثي قطعه بوجود آورد تا با مشكلات كمتري از نظر پيچيدگي روبرو شد.

  10) دقت ساخت: دقت در ساخت يكي ديگر از عواملي است كه بايد در كاهش پيچيدگي در نظر داشت. اجزا يك تركيب يا اسكلت بايد با دقت در شكل و اندازه هاي لازم بريده و تراشيده شوند. در غير اين صورت طبيعي است كه پس از جوشكاري اين اجزا ، تركيب يا اسكلت داراي شكل تابيده اي خواهد بود كه حتي ابعاد آن نيز اندازه مورد نظر را ندارد و احتمالا اين مشكل با مسئله تاب برداشتن ناشي از جوشكاري اشتباه مي شود. هر چند مي تواند پيچيدگي هاي حاصل از جوشكاري را نيز تشديد مي نمايد. از طرف ديگر عدم دقت در اندازه و شكل اجزا مشكل سوار كردن و نصب صحيح آن را حاصل مي نمايد. اين تنش ها مي توانند با تنش هاي پسماند از سيكل حرارتي جوشكاري جمع شده و موجب شكست يا بروز انواع پيچيدگي در قطعه (پس از رها شدن گيره ها و نگهدارنده ها) شوند. اين بي دقتي حتي ممكن است موجب تغيير فاصله ريشه درز جوش در سرتاسر مسير جوش شود و در مواضعي كه اين فاصله زياد بوده نياز به رسوب فلز جوش بيشتري مي باشد كه علاوه بر ازدياد انقباض حاصل از انجماد عرضي موجب افزايش انواع ديگر پيچيدگي نيز شود. در مواضعي هم كه فاصله ريشه درز جوش كم است فقدان نفوذ جوش را سبب مي شود كه بعد از مشخص شدن در بازرسي بايد منطقه مذكور را با شعله يا قوس برداشت و مجددا فلز جوش را در اين مواضع رسوب داد كه مجموعاً موجب هزينه اضافي ، افزايش حرارت موضعي و در نتيجه پيچيدگي موضعي مي شود. بنابراين دقت ساخت در سوار و جفت كردن صحيح اجزا در كنار يكديگر بدون نيروي اضافي عامل مهمي در كاهش انواع پيچيدگي است.حتي حمل  و نقل و جابجا كردن قطعات بدون آسيب ديدن و خم شدن لبه ها يا گوشه هايي از آن به ويژه در قطعات نازك و ظريف مي تواند حا‌‌يز  اهميت باشد.
  11) سوار كردن اجزا:  دو روش اصلي براي سوار كردن قطعات قبل از جوشكاري وجود دارد؛"پيش نشاندن" و روش" مهار كردن" . روش پيش نشاندن به دليل آزادي اجزا در ضمن جوشكاري و كاهش تنش ها بيشتر از مهار كردن مورد توجه است ولي در قطعات پيچيده طرح پيش نشاني مشكل و حتي در مورد قطعات ساده هم نياز به تجربه كافي دارد. گاهي ميتوان با تقسيم اسكلت به اجزا كوچكتر از اين روش استفاده كرد. غالباً در مرحلهٌ نهايي ، روش مهار كردن مناسب تر خواهد بود. در مورد صفحات نازك از پشت بندهاي قوي همراه با قطعات كوچك لبه اي مي توان استفاده كرد و پيچيدگي زاويه اي را كنترل كرد. روش مهار كردن همانطور كه از نام آن استنباط مي شود براي كنترل پيچيدگي اجزا ، تحت نيروهاي اعمال شده بوسيله گيره ها ، نگهدارنده ها ويا خال جوش زدن در ضمن جوشكاري است. اين روش از روش قبلي متداول تر است. ميزان مهار كردن اجزا در زمان جوشكاري تاثير مستقيم بر روي كنترل پيچيدگي دارد. بالاترين پيچيدگي هنگامي اتفاق مي افتد كه فلز اصلي براي تغيير شكل ناشي از انقباض حاصل از انجماد آزاد باشد و كمترين پيچيدگي وقتي است كه امكان حركت كم براي اجزا وجود داشته باشد. در اين حالت تنش پسماند قطعه زياد بوده ، كه در بيشتر موارد اهميت چنداني ندارد اما در بعضي مواقع اين تنش ها موجب تركيدگي در جوش مي شود. پيش گرم  كردن قطعه در كاهش اين عيب و در صورت لزوم تنش گيري  پس از جوشكاري قطعه و قبل از باز كردن مهار مي تواند مفيد باشد. مهار كردن حركت اجزا در تمام جهات خطرناك مي باشد و معمولاٌ سعي ميشود با حركت در يك جهت آزاد ولي در جهت ديگر مهار شود. استفاده از گيره ها و نگهدارنده ها نيز در روش مهار كردن بسيار متداول است.
  گيره ها و نگهدارنده ها با توجه به تعداد قطعات و طرح اتصال طراحي شده و داراي خصوصيات زير مي باشد: 1) اجزاي اسكلت را دقيق در كنار هم نگه دارند. 2) كار كردن با آنها ساده و سريع باشد. 3) به اندازه كافي محكم باشد تا در ضمن جوشكاري تاب بر ندارد. 4) مواضع مختلف مورد جوش قطعه در آن قابل دسترس باشد. 5) بعد از جوشكاري بتوان قطعه جوش داده شده را از آن بيرون آورد.   تدابير ديگري كه در روش مهار كردن براي قطعات مشابه به كار ميرود سوار كردن پشت به پشت مي باشد. جوشكاري در محور خنثي به طريقي انجام شود تا تعادل حرارتي در حول اين محور برقرار باشد. اين روش بويژه هنگامي موفقيت آميز است كه تنش گيري هم قبل از جدا كردن قطعات اجرا مي شود. اگر تنش گيري لازم نباشد ممكن است از حالت دوم سوار كردن پشت به پشت يعني به كمك زائده لبه اي و گيره استفاده كرد. در صورتيكه ضخامت زائده ها صحيح انتخاب شده باشد هيچ گونه پيچيدگي پس از جوشكاري و باز كردن گيره ها ديده نخواهد شد. استفاده از بازوهاي موقتي در مواضع خاص و خال جوش زدن آن به قطعه قبل از جوشكاري نيز حالت ديگري براي مهار كردن مي باشد. اين بازوهاي موقتي بايد قدرت تحمل نيروي اعمال شده از سوي اجزا ، كه ناشي از تنش هاي حرارتي مي باشد را داشته باشد.   عمليات حرارتي (تنش گيري) ممكن است قبل از برداشتن اين بازوها انجام شود . خال جوش زدن ها در جوش هاي لب به لب بسيار متداول است و اگر به تعداد كافي باشد فقط در برابر انقباض حاصل از انجماد عرضي مقاومت مي كند. ترتيب خال جوش زدن ، طول و فاصله آنها نسبت به هم و جهت رسوب دادن نيز بايد مورد توجه قرار گيرد. گاهي از تقويت كننده هاي نبشي و سپري براي كنترل انقباض طولي فاز جامد استفاده مي شود.

  12) انقباض مجاز: در تمام قطعات جوش داده شده عموما پس از جوشكاري و انجماد جوش ، به دليل سرد كردن تا درجه حرارت محيط ، انقباض خطي در سه جهت طولي ، عرضي و ضخامت اتفاق مي افتد كه با درجه حرارت و اندازه قسمت حرارت ديده و نوع جنس متناسب است. كاهش خطي ناشي از انقباض بايد محاسبه و در طراحي و سوار كردن قطعه به صورت اضافه مجاز در نظر گرفته شود. تشخيص مقدار اضافه مجاز انقباض در شرايط عملي مشكل است و نياز به تجربه زياد دارد ولي در شرايط تئوري مي توان از روابطي استفاده كرد. در روش قوس الكتريكي به دليل كنترل حرارت حاصل و موضع حرارتي اعداد تجربي به مقياس وسيعي دقيق مي باشد. انقباض عرضي در جوش نبشي معادل 32/1 اينچ  (0.8 ميليمتر) به ازاي هر جوش سر به سر 8/1 تا 16/1 اينچ (3 - 1.5 ميليمتر ) به ازاي هر جوش با اتصال V با شكل زاويه 60 درجه بسته به تعداد پاس هاي جوش مي باشد. انقباض طولي در جوش نبشي برابر 32/1 اينچ به ازاي هر 10 فوت (0.8 ميليمتر به ازاي هر 3 متر) از جوش لب به لب معادل 8/1 اينچ به ازاي هر 10 فوت ( 3 ميليمتر به ازاي هر 3 متر) از جوش مي باشد. در مواردي كه اندازه دقيق ابعاد با انقباض مجاز در تمام قسمت ها نيازي نيست ، مي توان انقباض حاصل از انجماد را در قسمتي كه در مرحله نهايي جوش داده مي شود پيش بيني كرد. همچنين در بعضي موارد ماشين كاري قطعه جوش داده شده ضروري است بنابراين مقدار مجاز براي ماشين كاري و انقباض حاصل از انجماد ناشي از جوشكاري را بايد توامأ در نظر گرفت.   13) روش عمليات جوشكاري: منظور از اين موضوع فرآيند جوشكاري ، نوع و اندازه الكترود ، مفتول  يا سيم جوش ، تعداد و ترتيب پاس هاي جوش ، اندازه جوش و وضعيت جوشكاري ، شدت جريان جوشكاري يا اندازه نازل مشعل ، سرعت و ولتاژ و بالاخره تكنيك رسوب فلز جوش است. تمام عوامل فوق به نحوي بر روي نوع و ميزان پيچيدگي تاثير دارد. البته هميشه نمي توان اين عوامل را بر اساس كنترل پيچيدگي تنظيم كرد. چون خواص جوش ، امكانات و هزينه ها نيز پارامترهاي ديگري هستند.   در زير به توضيح بيشتر در مورد عوامل فوق پرداخته مي شود: 1_ نو ع فرآيند جوشكاري: به ندرت انتخاب روش جوشكاري برا سا س مقدار پيچيدگي حاصل بر روي قطعه جوش داده شده انجام ميگيرد ، اما به هر حال تاثير زياد دستي يا خودكا ر بودن فرآيند جوشكاري بيشتر و نرخ رسوب بالاتر ( يا تعداد پاس جوش كمتر) بوده كه خود موجب كا هش پيچيدگي نسبت به حالت دستي يا نيمه خودكار مي شود.
از طرف ديگر روش خودكار چون مداوم است سيكل حرارتي نيز يكنواخت تر و در نتيجه تنش هاي ايجاد شده يكنواخت  وساده تر خواهند بود. و از طرف ديگر شدت منبع حرارتي در شيب و مقدار حرارت تاثيرقابل ملاحظه اي دارد. روش هاي شعله اي  منطقه وسيع تري را تحت تاثير حرارت قرار داده و پيچيدگي ناشي از آن نسبت به روش هاي قوس الكتريكي ، و  قوس الكتريكي بيشتر از قوس پلاسما قرار مي دهد ، چون حرارت دادن آرام تر زمينه نفوذ حرارت به اطراف را بيشتر مي سازد.
  2_ نوع و اندازه الكترود ، سيم يا مفتول: حجم لازم جوش بايد در كوتاه ترين زمان ممكن رسوب داده شود تا مقدار حرارت به حداقل برسد. بنابراين استفاده از بزرگترين الكترود مجاز مي تواند در پايين نگه داشتن تعداد پاس ها و مقدار حرارت و در نتيجه كاهش پيچيدگي مثبت باشد. هر چند انتخاب نوع الكترود بر اساس ضوابط ديگري نيز انجام مي گيرد اما اين انتخاب تا حدودي بر روي ميزان پيچيدگي بي تاثير نيست. به عنوان مثال حضور پودر آهن در الكترود موجب افزايش نرخ رسوب و كاهش حرارت داده شده مي شود. در جوشكاري با گاز اندازه مفتول حساس بوده و بسته به شرايط كار داراي حد معين و مشخصي است.
  3_ تعداد و ترتيب پاس ها:  شكل زير تاثير تعداد پاس هاي جوش بر روي پيچيدگي زاويه اي در حالت جوش نبشي و لب به لب را به خوبي نشان مي دهد. اين امر در تعادل حرارتي در دو طرف اتصال يا حول محور خنثي نيز مي تواند پيچيدگي را كاهش دهد. 4_ اندازه رسوب و وضعيت جوشكاري: اندازه و حجم رسوب خود تابعي از اندازه الكترود ، سرعت جوشكاري و عوامل ديگر است. اما به هر حال رسوب در يك پاس موجب پيچيدگي كمتري نسبت به همان حجم فلز جوش كه در چند پاس رسوب داده مي شود . در جوش رسوب داده شده در حالت قائم ميزان پيچيدگي كمتر از شرايط مشابه اما در وضعيت افقي است.      5_ شدت جريان (يا اندازهء نازل)،سرعت جوشكاري و ولتاژ: اين عوامل بايد متناسب با الكترود و قطعه كار باشد. استفاده از بزرگترين الكترود ممكن براي قطعه اي خاص ، امكان استفاده از شدت جريان بالاتر وسرعت جوشكاري سريعتر را فراهم مي كندكه نتيجه آن نرخ رسوب بالا تر در يك پاس و پيچيدگي كمتر را ميسر مي كند. 6_ تكنيك و نحوه اجراي جوشكاري: همان طور كه قبلا هم اشاره شده است بايد سعي شود تعادل حرارتي حول محور خنثي در قطعه كار به وجود آيد. به عنوان مثال پخ جناقي دو طرفه و جوشكاري در وضعيت قائم توسط دو جوشكار به طور همزمان در دو طرف درز جوش و با سرعت يكسان حالت ايده آل تعادل حرارتي را به وجود مي آورد. سمت جوشكاري نيز حائز اهميت است و بطور كلي حركت جوش به طرف انتهاي آزاد اتصال ترجيح دارد. در اتصالات يا درزهاي طولاني تمام جوش نبايد در يك جهت و مداوم انجام شود. تكنيك گام به پس روش مفيدي براي كاهش پيچيدگي است. شكل صفحه بعد حالت هاي گوناگون در ترتيب يا رديف و جهت امتداد عمليات جوشكاري را نشان مي دهد. و همچنين تاثير تغيير جهت امتداد جوشكاري بر روي سوار شدن لبه درز جوش را به خوبي نشان مي دهد.   شكل صفحه بعد حالت ديگري از تغيير جهت امتداد جوشكاري محيطي را نشان مي دهد كه غالبا در بعضي تعميرات يا وصله كاري پيش مي آيد.   دور نگه داشتن زياد مشعل نسبت به موضع جوش موجب پخش بيشتر حرارت به اطراف مسير جوش شده و احتمال افزايش پيچيدگي بيشتر مي شود ، همين طور حركت هاي بيجا و بي مورد به مشعل يا الكترود ويا عدم تمركز متجانش حرارت در لبه هاي مورد جوش افزايش پيچيدگي راسبب خواهد شد.
  در پايان اين بحث راه هاي كنترل پيچيدگي را به اختصار مي نويسيم: 1_ بستن عضو به شاسي كار و نگهداري آن در حين جوشكاري 2_ تنظيم لبه ها و ورق ها به صورت غير هم راستا ، بطوريكه بعد از جوش به صورت محدب در آمده و اين تحدب در هنگام جوشكاري به صورت مستقيم در مي آيد. 3_ پيش انحناي عضو (پيش خيز). 4_ بستن دو عضو به صورت پشت به پشت با مقداري پيش انحنا. 5_ استفاده از گيره و قالب. 6_ پيش بيني فاصله براي خنثي كردن انقباض در هنگام مونتاژ قطعات. 7_ امكان آزادي حركت براي قطعات در حين جوشكاري. 8_ تقسيم قطعات اصلي به قطعات كوچكتر و سپس سر هم كردن قطعات. 9_ ابتدا قطعات انعطاف پذيرتر جوش داده شوند ، به طوري كه راست كردن آنها ساده باشد.  
روش هاي اصلاح پيچيدگي :
هميشه امكان كنترل دقيق پيچيدگي در حد مورد نظر و بويژه در مورد قطعات جديد وجود ندارد. از طرف ديگر در حالت هاي خاص ممكن است در مواقع بروز پيچيدگي ،  اصلاح آن به روش هاي مختلف اقتصادي تر از پيش گيري باشد.
به همين دليل مواردي را براي رفع پيچيدگي كه در قطعه به هر دليلي رخ مي دهد را توضيح خواهيم داد:
1)  انحناي زياد در درز جوش لب به لب را مي توان  با ايجاد شيار سراسري ( به كمك شعله يا قوس) در پشت آن (قسمت محدب) و رسوب مجدد فلز جوش در شيار ترميم نمود. اندازه شيار بايد آنچنان باشد كه مجموع اثرات حرارت برداشتن فلز وپر كردن شيار تعادل لازم با حرارت اوليه را برقرار كرده و تنش خميدگي حاصل را خنثي كند.
2)  در بعضي موارد مي توان پيچيدگي قطعات را به كمك روش هاي مكانيكي و اعمال فشار بر طرف كرد.
اين روش در شكل زير نمايش داده شده است:
 گاهي با گرم كردن قطعه و گذاردن آن در قالب هاي پيش طرح شده و احتمالاً كشيدن آن در قالب و سپس بيرون آوردن آن پس از سرد شدن كامل در قالب ، تثبيت شكل اصلي ( مثلا دايره اي يا استوانه اي ) بدست خواهد آمد.
شكل صفحه بعد اين روش را نمايش داده است:
عملي شبيه آنچه در بالا گفته شد را براي مسطح كردن يك اتصال لب به لب تاب دار نيز انجام مي دهند ، بدين ترتيب كه قطعه كار به كمك گيره ها و اعمال فشار بر روي صفحه تخت و قوي نگه داشته و عمليات تنش گيري ( براي فولاد معمولي گرم كردن آرام تا 650 درجه، نگه داشتن به مدت يك ساعت به ازاي هر 2.5 سانتيمتر، سپس سرد كردن در كوره تا 300 در جه و بعد در دماي محيط) انجام مي شود. پس تنش گيري و سرد شدن كامل قطعه ، گيره ها را باز مي كنند.
3)  روش معمول ديگر براي تصحيح پيچيدگي ، تمركز حرارت موضعي توسط مشعل است.
اثر حرارت موضعي بر روي تغيير شكل قطعه در شكل زير نشان داده شده است:
 بنابراين با اين روش مي توان تعادلي بين انقباض ناشي از حرارت موضعي و انقباض ايجاد شده ناشي از جوشكاري بوجود آورد. اگر چه مجموع اين دو انقباض موجب جمع شدن كلي در قطعه مي شود ، اما در مواردي كه اندازه قطعه كمي بزرگتر انتخاب شده باشد اين عمل امكان پذير است. البته بايد توجه داشت اين روش نياز به مهارت و تجربه زيادي دارد ، چون چه بسا تعادل انقباض در گوشه اي از قطعه موجب تغيير ابعاد و پيچيدگي هايي در گوشه و كناره هاي ديگر قطعه شود. اين پديده ممكن است ناشي از حرارت دادن سطح وسيع يا بالا رفتن فوق العاده درجه حرارت باشد. به طور كلي بهتر است درجه حرارت ضمن اين عمليات بيش از 650-600 درجه نباشد.
هنگام اتصال ورق نازك به قاب قوي، وسط ورق نازك برآمدگي يا فرورفتگي هايي ( طبله شدن يا تاول زدن ) ايجاد مي شود كه ممكن با حرارت دادن نقطه اي از وسط به كناره ها در طرف محدب آن ، عيب را كاهش داد.
حرارت دادن موضعي خطي نيز براي بر طرف كردن پيچيدگي زاويه اي در جوش نبشي بسيار متداول است.
حرارت دادن در امتداد خط جوش و در پشت آن انجام مي شود. و در اين حال مي توان قسمت هاي مختلف را با سيستم هاي متفاوت سرد نگه داشت.
در مورد قطعات پيچيده و ضخيم رفع پيچيدگي به كمك حرارت دادن كمي مشكل تر بوده و طرح هاي حرارت موضعي متفاوتي در قسمت هاي مختلف از آن بايد اجرا شود كه نياز به تجربه زياد دارد. حرارت دادن لبه اي مثلثي يكي از روش هاي متداول در اين موارد است.
 ارتفاع و قاعده اين مثلث ، شدت حرارت و فاصله اين مواضع حرارت داده شده فاكتورهايي است كه براي تصحيح پيچيدگي قابل كنترل و تنظيم مي باشد.


.: Weblog Themes By Pichak :.


تمامی حقوق این وبلاگ محفوظ است