آخال سرباره یکی از عیوب مهم در جوشکاری و حتی ریختهگری است که وقتی ذرات غیر فلزی (معمولاً حاصل از فلاکس یا اکسیدها) در داخل فلز جوش یا بین پاسهای جوش گیر افتاده و محبوس میشوند، ایجاد میشود. این عیب ممکن است به صورت خطی، تودهای یا لایهای در مقطع جوش دیده شود و بسته به محل و شدت، میتواند از یک ایراد ظاهری تا یک عامل جدی کاهش استحکام و دوام اتصال باشد.
سرباره چگونه تشکیل میشود و چرا آخال ایجاد میکند؟
در بسیاری از فرآیندهای جوشکاری به ویژه روشهایی که از فلاکس یا الکترودهای روپوشدار استفاده میکنند (مثل SMAW و SAW و FCAW)، مواد پوششی یا فلاکس در اثر حرارت قوس ذوب میشوند و لایهای به نام سرباره را تشکیل میدهند. این سرباره نقش محافظتی دارد و معمولاً اکسیدها و ناخالصیها را جذب میکند تا فلز جوش تمیزتر منجمد شود. اما اگر سرباره به خوبی از حوضچه جوش جدا نشود یا در بین لایهها به طور کامل پاکسازی نگردد، بخشی از آن در فلز منجمد شده باقی میماند و آخال سرباره به وجود میآید.
دلایل رایج ایجاد آخال سرباره در جوشکاری
آخال سرباره معمولاً زمانی ایجاد میشود که مجموعهای از خطاهای اجرایی و آمادهسازی نادرست در فرآیند جوشکاری همزمان رخ دهند. یکی از مهمترین عوامل، تمیز نکردن کامل سرباره بین پاسها در جوشکاریهای چندپاسه است که باعث میشود ذرات سرباره از پاس قبلی در فلز جوش بعدی محبوس شوند.
زاویه نامناسب الکترود یا تورچ نیز میتواند مسیر حرکت سرباره را به سمت جلوی حوضچه جوش هدایت کند و شرایط گیر افتادن آن را فراهم سازد. از سوی دیگر، انتخاب سرعت حرکت نامناسب، چه بیش از حد سریع و چه بسیار کند، تعادل حوضچه مذاب را بر هم میزند و خروج طبیعی سرباره را مختل میکند.
تنظیم نادرست جریان یا ولتاژ، بهویژه زمانی که حرارت ورودی کافی نباشد، احتمال تشکیل آخال سرباره را افزایش میدهد. طراحی نامناسب شیار یا پاس ریشه، مانند زاویه شیار کم، گپ نامناسب یا نفوذ ناکافی، فضای لازم برای باقی ماندن سرباره را ایجاد میکند.
همچنین وجود آلودگیهایی مانند زنگزدگی، رنگ، روغن یا اکسیدهای سطحی روی قطعات، شرایط را برای به دام افتادن سرباره فراهم میسازد. در نهایت، استفاده نادرست از تکنیک ویوینگ و پوششدهی ناقص کنارههای اتصال میتواند نواحی مردهای ایجاد کند که سرباره در آنها باقی بماند و به آخال تبدیل شود.
آخال سرباره در کدام فرآیندها شایعتر است؟
این عیب بیشتر در فرآیندهایی دیده میشود که سرباره نقش پررنگی دارند. به طور معمول در جوشکاری به روشSMAW، SAW و FCAW احتمال بروز آخال سرباره بیشتر است. در مقابل، در روشهایی مانند MIG و TIG (که سرباره تولید نمیشود)
این نوع عیب کمتر مطرح است، هرچند ممکن است ناخالصیهای اکسیدی یا آلودگیهای دیگر، عیوب مشابه ایجاد کنند.
روشهای تشخیص آخال سرباره
تشخیص آخال سرباره به محل قرارگیری و عمق آن در فلز جوش بستگی دارد. برخی از آخالها سطحی هستند و در مراحل اولیه با بازرسی چشمی قابل مشاهدهاند، اما بخش قابلتوجهی از این عیوب درون فلز قرار دارند و بدون استفاده از روشهای تست غیرمخرب قابل شناسایی نیستند.
در بازرسی چشمی یا VT، نشانههای ظاهری و ناپیوستگیهای سطحی بررسی میشود، در حالی که روش رادیوگرافی یا RT امکان مشاهده آخالهای داخلی را فراهم میکند و بهویژه در جوشهای حساس کاربرد گستردهای دارد. تست اولتراسونیک یا UT برای تشخیص ناپیوستگیهای داخلی و تعیین موقعیت و اندازه تقریبی آخال سرباره مورد استفاده قرار میگیرد.
در مواردی که آخال با ترکها یا ناپیوستگیهای سطحی همراه باشد، استفاده از روشهای MT یا PT میتواند به شناسایی بهتر عیب کمک کند.
روشهای پیشگیری از آخال سرباره
پیشگیری از آخال سرباره نیازمند توجه همزمان به آمادهسازی صحیح قطعه و اجرای اصولی تکنیکهای جوشکاری است. رعایت مجموعهای از اقدامات کنترلی میتواند احتمال بروز این عیب را به شکل قابلتوجهی کاهش دهد. مهمترین این اقدامات عبارتاند از:
- تمیزکاری دقیق بین پاسها با استفاده از چکش سرباره، برس سیمی و در صورت نیاز سنگزنی، که مانع از محبوس شدن ذرات سرباره در لایههای بعدی جوش میشود.
- تنظیم صحیح جریان و ولتاژ مطابق دستورالعمل WPS و متناسب با ضخامت قطعه، که به ایجاد حوضچهای پایدار و خروج مناسب سرباره کمک میکند.
- کنترل زاویه الکترود یا تورچ به گونهای که سرباره در پشت حوضچه جوش باقی بماند و فرصت کافی برای جدا شدن و خروج داشته باشد.
- انتخاب سرعت حرکت مناسب، بهطوریکه تعادل حوضچه مذاب حفظ شده و شرایط برای جدا شدن سرباره فراهم شود.
- طراحی صحیح اتصال شامل زاویه شیار کافی، گپ مناسب و آمادهسازی اصولی ریشه، که فضای لازم برای ذوب کامل و خروج سرباره را ایجاد میکند.
- استفاده اصولی از تکنیک ویوینگ همراه با مکث کنترلشده در کنارهها، که باعث ذوب مناسب دیوارهها و کاهش احتمال گیر افتادن سرباره میشود.
در کنار این موارد، حذف کامل آلودگیهای سطحی مانند رنگ، چربی، زنگزدگی و اکسیدها پیش از شروع جوشکاری، یکی از پایهایترین و در عین حال مؤثرترین اقدامات برای جلوگیری از تشکیل آخال سرباره به شمار میرود.
اگر آخال سرباره ایجاد شد، راه بهبود سرباره چیست؟
وقتی آخال سرباره در تستها تأیید میشود، معمولاً راهحل استاندارد این است که ناحیه معیوب تا رسیدن به فلز سالم برداشته شود (به واسطهی سنگزنی، هواگوجینگ یا روشهای برداشت مناسب)، سپس با رعایت WPS مجدداً جوشکاری ترمیمی انجام شود. در بسیاری از پروژهها، ترمیم باید با کنترل کیفیت مجدد همراه باشد تا از حذف کامل عیب اطمینان حاصل شود.
در پایان
آخال سرباره اگرچه یکی از عیوب رایج در جوشکاری است، اما با دانش فنی درست و اجرای اصولی فرآیند کاملاً قابل پیشگیری خواهد بود. توجه به آمادهسازی مناسب، پاکسازی دقیق بین پاسها، تنظیم صحیح پارامترهای جوشکاری و اجرای تکنیک استاندارد، نقش تعیینکنندهای در جلوگیری از این عیب و افزایش استحکام و عمر اتصال جوش دارد.
در جهان لیزر ما با تکیه بر تجربه صنعتی و دانش تخصصی، به شما کمک میکنیم تا با انتخاب تجهیزات مناسب، تنظیمات صحیح و مشاوره فنی دقیق، کیفیت جوشکاری را به بالاترین سطح استاندارد برسانید. اگر در فرآیند جوشکاری یا انتخاب تجهیزات لیزری و صنعتی با چالش مواجه هستید، همین حالا از طریق صفحه تماس با ما با کارشناسان جهان لیزر تماس حاصل کنید و از مشاوره تخصصی ما بهرهمند شوید.