طراحی و انتخاب اتصالات جوشکاری در سازه های جوشی بسیار مهم است، زیرا آنها به طور مستقیم بر استحکام، ایمنی، دوام و آب بندی سازه تأثیر می گذارند. انتخاب نوع اتصال مناسب نه تنها به بهبود کیفیت جوش کمک می کند، بلکه هزینه های تولید را کاهش می دهد و طول عمر تجهیزات را افزایش می دهد.
اتصال جوش چیست؟
اتصال جوشکاری به اتصال بین دو یا چند قطعه کار در طول فرآیند جوشکاری، معمولاً در موقعیت شروع جوش اشاره دارد. موقعیت نسبی و هندسه قطعه کار را در طول اتصال توصیف می کند.
طراحی اتصال جوش مستقیماً بر کیفیت، استحکام و دوام جوش تأثیر می گذارد. انواع مختلفی از اتصالات جوش وجود دارد که هر کدام برای کاربردهای خاصی مناسب هستند. انتخاب نوع اتصال مناسب برای اطمینان از ایمنی و عملکرد سازه جوش داده شده ضروری است.
انواع رایج اتصالات جوشکاری عبارتند از:
- مفصل باسن
- مفصل سه راهی
- مفصل گوشه
- لپ مفصل
- اتصال لبه
هر نوع اتصال بسته به شکل و ضخامت قطعات کار، روش جوشکاری و الزامات مکانیکی که باید تحمل کنند، برای اهداف مختلفی طراحی شده است.
مفصل باسن
اتصال لب به لب شامل اتصال انتهای دو قطعه کار با لبه های آنها در یک راستا است. این نوع اتصال معمولاً برای جوشکاری لوله ها، صفحات ضخیم و اجزای سازه ای استفاده می شود.
انواع رایج اتصالات لب به لب بر اساس شکل و زاویه صفحه انتهایی قطعه کار به شرح زیر است:
مفصل باسن مربعی: انتهای دو قطعه کار مستقیماً با زاویه قائمه (90 درجه) به هم متصل می شوند. مناسب برای مواد با دیواره نازک یا نیازهای جوش کم.
مفصل لب به لب منفرد: یک انتهای قطعه کار با زاویه (معمولاً 30 درجه، 45 درجه یا 60 درجه) بریده می شود، در حالی که دیگری صاف می ماند. برای مواد ضخیم تر برای اطمینان از نفوذ خوب به مواد برای استحکام جوش کافی استفاده می شود.
اتصال لب به لب دو مخروطی: هر دو قطعه کار دارای انتهای اریب، با زاویه یکسان یا متفاوت هستند. این اتصال برای مواد ضخیم تر برای افزایش عمق جوش و اطمینان از اتصال قوی تر استفاده می شود.
مفصل باسن تک جی: یک انتهای قطعه کار به شکل J بریده می شود و سطح تماس منحنی شکل می گیرد، در حالی که دیگری صاف می ماند. برای مواد ضخیم تر استفاده می شود و سطح جوش بیشتری را فراهم می کند.
مفاصل دوبل J Butt: هر دو قطعه کار دارای انتهای J شکل هستند که سطوح تماس منحنی را تشکیل می دهند. برای مواد بسیار ضخیم برای ایجاد سطح تماس بزرگتر و استحکام جوش قوی تر استفاده می شود.
مفصل V باسنی تک: یک انتهای قطعه کار به شکل V بریده می شود و دیگری صاف می ماند. سطح تماس V شکل به نفوذ جوش به قطعه کار کمک می کند. این اتصال برای جوشکاری مواد ضخیم تر رایج است و عمق جوش کافی را تضمین می کند.
مفصل باسن دوبل: هر دو قطعه کار دارای انتهای V شکل هستند که دو سطح شیبدار را برای تماس تشکیل می دهند. این نوع اتصال برای مواد بسیار ضخیم استفاده می شود که باعث بهبود استحکام جوش و نفوذ می شود.
مفصل U باسن: یک انتهای قطعه کار به شکل U بریده می شود و دیگری صاف می ماند. این نوع برای مواد ضخیم تر استفاده می شود که سطح تماس بزرگتر و توانایی جوش قوی تر را فراهم می کند.
مفصل دوبل U Butt: هر دو قطعه کار دارای انتهای U شکل هستند که سطوح تماس منحنی را تشکیل می دهند. معمولاً برای مواد با دیواره ضخیم استفاده می شود که سطح تماس بیشتری را فراهم می کند و استحکام و عمق جوش را افزایش می دهد.
مفصل سه راهی
اتصال سه راهی نوعی اتصال جوشی است که در آن دو قطعه کار در یک زاویه قائم به هم متصل می شوند و شکل "T" را تشکیل می دهند.
در این اتصال، یک قطعه کار (معمولاً به عنوان "مواد اصلی" نامیده می شود) به صورت عمودی روی قطعه کار دیگر ("مواد شاخه") قرار می گیرد که ساختار "T" را تشکیل می دهد. اتصالات سه راهی در جوشکاری سازه و لوله رایج است، به خصوص زمانی که یک جزء نیاز به اتصال عمودی به دیگری دارد.
انواع رایج مفاصل سه راهی عبارتند از:
جوش دوشاخه: یک سوراخ در یک قطعه کار حفر می شود و مواد جوش در سوراخ پر می شود تا یک اتصال جوش ایجاد شود و دو قطعه کار را به هم متصل می کند. جوش های پلاگ اغلب در مناطقی که همپوشانی اتفاق می افتد استفاده می شود، به خصوص زمانی که جوش های گوشه ای نامناسب هستند.
جوش شکافی: یک شکاف به یک قطعه کار بریده می شود و فلز جوش داخل شکاف پر می شود. جوش های شکافی سطح تماس بیشتری را ایجاد می کنند که باعث افزایش استحکام جوش می شود. معمولاً در جایی که یک قطعه کار عمودی با قطعه کار افقی تماس می گیرد استفاده می شود.
جوش بیول-گروو: سطح تماس قطعات کار اریب شده است و فلز جوش برای اطمینان از نفوذ و استحکام در شیار پر می شود. این روش برای مواد ضخیم تر مناسب است.
جوش فیله: جوش فیله برای اتصال دو قطعه کار در زاویه قائم استفاده می شود و معمولاً یک شکل مثلثی برای پر کردن شکاف گوشه ایجاد می کند. این یکی از متداول ترین روش ها برای اتصالات سه راهی است که برای مواد با دیواره نازک یا کاربردهایی با نیاز به استحکام جوش پایین مناسب است.
جوش J-Groove: انتهای قطعه کار به شکل J بریده می شود و فلز جوش برای اطمینان از نفوذ قوی جوش، شیار را پر می کند. این روش اغلب برای قطعات ضخیم تر برای افزایش استحکام جوش استفاده می شود.
جوش مذاب: جوشکاری مذاب به این معنی است که فلز جوش به طور کامل در قطعات کار نفوذ می کند و یکپارچگی و استحکام جوش را تضمین می کند. این روش برای مواد ضخیم تر برای اطمینان از نفوذ کامل استفاده می شود.
جوش شعله ور - مخروطی - شیار: انتهای قطعه کار به شکل مخروطی بریده می شود و فلز جوش برای افزایش استحکام اتصال، شیار را پر می کند. این روش برای جوشکاری لوله ها یا فلنج های ضخیم برای اطمینان از نفوذ خوب و استحکام مفصل قوی استفاده می شود.
مفصل گوشه
اتصال گوشه به اتصال دو قطعه کار در یک زاویه، معمولاً 90 درجه اشاره دارد. اتصالات گوشه ای برای اتصال دو صفحه، لوله یا پروفیل استفاده می شود که یک گوشه خارجی یا داخلی را تشکیل می دهد. این اتصال به طور گسترده در ساخت و ساز، ساخت مکانیکی، سیستم های لوله کشی و مهندسی سازه استفاده می شود.
انواع رایج اتصالات گوشه عبارتند از:
مفصل گوشه خارجی: لبه های دو قطعه کار یک زاویه راست خارجی شبیه به شکل "L" بیرونی تشکیل می دهند. این اتصال برای سازه های قاب، براکت ها و سایر اتصالات خارجی استفاده می شود.
مفصل گوشه داخلی: لبه های دو قطعه کار یک زاویه راست داخلی شبیه به شکل "L" به سمت داخل تشکیل می دهند. این اتصال برای اتصالات گوشه داخلی، رایج در سازه های جعبه، ظروف و قاب ها استفاده می شود.
جوش مشترک لبه
جوشکاری اتصال لبه به همپوشانی دو قطعه کار اشاره دارد که سپس به یکدیگر جوش داده می شوند. اتصالات لبه معمولاً برای اتصال دو ماده با ضخامت یکسان یا متفاوت استفاده می شود که ناحیه روی هم، منطقه کلیدی برای جوشکاری است.
انواع رایج مفاصل لپ عبارتند از:
مفصل دامان ساده: رایج ترین نوع، که در آن انتهای دو قطعه کار بدون هیچ گونه اریب اضافی همپوشانی دارند.
مفصل لبه دار: یک لبه قطعه کار اریب شده است که به آن امکان می دهد راحت تر به قطعه کار دیگری متصل شود و نفوذ جوش بهتری را فراهم کند.
جوش اتصال لبه
جوشکاری لبه ای به جوشکاری دو قطعه کار در لبه های آنها اشاره دارد که معمولاً برای اتصال لبه های دو قطعه کار استفاده می شود. بر خلاف سایر انواع اتصالات، اتصالات لبه شامل سطوح همپوشانی نمی شوند، بلکه مستقیماً لبه های قطعه کار را به هم جوش می دهند.
انواع مشترک لبه ها عبارتند از:
U-Groove: یک شیار U شکل در انتهای قطعه کار ایجاد می شود که معمولاً برای مواد ضخیم تر استفاده می شود. این یک منطقه جوش بزرگتر را فراهم می کند و باعث بهبود نفوذ و استحکام اتصال می شود.
V-Groove: یک شیار V شکل در انتهای قطعه کار ایجاد می شود تا امکان نفوذ بهتر جوشکاری فراهم شود. معمولاً برای مواد ضخیم تر استفاده می شود و منطقه جوش بزرگتری را ارائه می دهد.
جی گروو: یک شیار J شکل در انتهای قطعه کار ایجاد می شود که معمولاً برای اتصالات جوشکاری با مقاومت بالاتر استفاده می شود. عمق نفوذ کمتر از یک شیار V است.
گوشه فلنج: شامل جوشکاری گوشه های قطعه کار است که اغلب در سیستم های لوله با فلنج استفاده می شود. یک فلنج به یک لبه قطعه کار اضافه شده و در گوشه به دیگری جوش داده می شود.
Bevel-Groove: یک لبه اریب در انتهای قطعه کار ایجاد می شود که برای ایجاد سطوح تماس در یک زاویه خاص استفاده می شود و نفوذ جوش را بهبود می بخشد.
Square-Groove: انتهای قطعه کار به گونه ای ساخته می شود که با زاویه ای قائم و بدون هیچ گونه اریب تماسی داشته باشند. مناسب برای مواد نازکتر یا اتصالاتی که به استحکام جوش کم نیاز دارند.
لبه فلنج: یک لبه قطعه کار فلنجی است و به لبه قطعه کار دیگر جوش داده می شود. این روش برای تقویت اتصالات لبه، به ویژه در سازه ها یا سیستم های لوله کشی که نیاز به اتصالات فلنجی دارند، استفاده می شود.
اتصال لبه: لبه‌های دو قطعه کار مستقیماً بدون همپوشانی یا اریب جوش داده می‌شوند که معمولاً برای مواد نازک یا اتصالات کم‌تنش استفاده می‌شود.
عواملی برای انتخاب انواع اتصالات جوشکاری
هنگام انتخاب نوع اتصال جوش، عوامل متعددی برای اطمینان از کیفیت جوش، استحکام ساختاری و راندمان تولید باید در نظر گرفته شود. عوامل کلیدی عبارتند از:
نوع و ضخامت مواد:
مواد نازک (کمتر از 6 میلی متر): اتصالات ساده مانند جوش فیله یا اتصالات لبه مناسب هستند.
مواد ضخیم (بیشتر از 6 میلی متر): اتصالات لب به لب یا اتصالات دارای شیار (شیار V، شیار U) نفوذ و استحکام بهتری را ارائه می دهند.
الزامات مقاومت جوشکاری:
استحکام بالا: اتصالات لب به لب با شیارهای V برای کاربردهای با استحکام بالا ایده آل هستند.
استحکام کم: جوش های فیله یا اتصالات لبه ممکن است برای نیازهای کم مقاومت کافی باشد.
محیط کار:
محیط خورنده: انواع اتصالات را انتخاب کنید که آب بندی بهتری دارند، مانند شیارهای V یا اتصالات لب به لب، برای جلوگیری از خوردگی.
محیط های با دمای بالا یا پایین: اتصالات با نفوذ بهتر، مانند شیارهای V، برای شرایط دمای شدید بهتر هستند.
موقعیت مشترک:
جوش افقی، عمودی یا زاویه دار: برخی از اتصالات برای موقعیت های جوشکاری خاص یا مناطق صعب العبور مناسب تر هستند.
هزینه و زمان تولید:
اتصالات ساده مانند جوش های فیله و اتصالات لبه در مقایسه با اتصالات پیچیده مانند اتصالات لبه دو طرفه هزینه کمتر و زمان جوش کوتاه تر دارند.
تکنیک ها و تجهیزات جوشکاری:
تجهیزات جوشکاری موجود: اطمینان حاصل کنید که تجهیزات با نوع اتصال سازگار است. به عنوان مثال، یک دستگاه جوش با قابلیت نفوذ عمیق ممکن است برای اتصالات شیار V مورد نیاز باشد.
با انتخاب نوع اتصال و طراحی مناسب، می توانید عملکرد کلی و قابلیت اطمینان سازه های جوش داده شده را به میزان قابل توجهی افزایش دهید و اطمینان حاصل کنید که کیفیت جوش مطابق با الزامات مهندسی است.
FA 
EN 
DE 
RU 
ID