مقدمه:
موضوعی که همواره بحث بر انگیز بوده و موجب نگرانی طراحان و سازندگان سازه های فولادی است، چگونگی رفتار اتصالاتی است. وسایل اتصالی که برای ساخت اعضا و اتصال آنها به یکدیگر به کار می رود شامل پرچ، پیچ و جوش است.
با وجود تمام معضلات در جوشکاری ،هنوز نمی توان جانشینی برای اتصالات جوشی متصور بود. عقیده ی اهل فن براین است که اگر استانداردهای مربوطه در طراحی و اجرای اتصالات جوشی به کار گرفته شود، با توجه به خواص متالوژیک و مکانیکی ناحیه جوش شده، نباید اشکال خاصی در رفتار اتصال جوشی به وجود بیاید. گواه خوب این ادعااستفاده ی موفق از جوش در صنایع کشتی سازی، اتومبیل سازی، ظروف تحت فشار خطوط انتقال گاز و صنایع نظیر می باشد که در آنها اتصالات جوشی به طور موفقیت آمیزی ایفای نقش می نماید.
تاریخچه:
در سطح جهانی ،قدمت استفاده از جوش در ساخت اسکلت فولادی شاید به 100سال برسد. در کشور ما نیز شاید بتوان قدمتی 50ساله برای جوشکاری در ساختمان تصور نمود. طی این سالیان نسبتا طولانی، به طور مسلم پیشرفت های قابل توجهی در شناخت جوش و توسعه ی فناوری مربوطه صورت گرفته است.
لزوم تست جوش:
اگر از تعداد پروژه های عمرانی خاص صرفنظر کنیم ،بیشتر پرسنل جوشکاری شاغل در بخش ساختمان، آموزش لازم ندیده، و فاقد تبحر لازم هستند و معضل مهمتر اینکه هیچ کنترلی بر روی کیفیت اجرای جوش وجود ندارد.
عامل اصلی در بروز مشکل در جوشکاری عدم رعایت اصول اساسی درحین اجرا است.
آزمایش های ارزیابی:
قابلیت اعتماداز عملکردسازه ایجاب می نماید که فلز جوش و درز جوشکاری از لحاظ مقاوم ، سلامت و دیگر خصوصیات مورد نظر سازه ای و عاری بودن از عیوب جوشکاری مورد آزمایش و امتحان قرار می گیرد.

آزمایش های بازرسی و تایید از بازرسی عینی درز جوش و نحوه نگهداری الکترودها آغاز شده و با بازرسی در حین عملیات جوشکاری ادامه می یابد و در نهایت به بازرسی عینی درز جوش شده و بالاخره با انجام آزمایش های تکمیلی نظیر پرتو نگاری، فرا صوت، نفود و پودر مغناطیسی به اتمام میرسد.

ارزیابی جوشکار
آزمونی که صلاحیت جوشکار را برای ضوابط آیین نامه ای تایید می کند، آزمایش های تشخیص صلاحیت یا ارزیابی جوشکار و یا آزمون های کیفیت اجرا خوانده می شود.
این ارزیابی مشخص می کند که آیا جوشکار دانش و مهارت لازم را در به کار گیری و اعمال دستور العمل جوشکاری مدون در رابطه با رده بندی کاری خود را دارد یا خیر.
روش های آزمایشی که کیفیت یک جوش را تعیین می کند،در سه طبقه تقسیم بندی می گیرد:
1-آزمایش های غیر مخرب
2-آزمایش های مخرب(آزمایش مکانیکی)
3-بازرسی چشمی

بازرسی چشمی Visual inspection
در بيشتر اوقات، اولين مرحله در آزمون يك سازه، بازرسي چشمي است. بازرسي با چشم غير مسلح فقط عيبهاي به نسبت بزرگي را كه به سطح قطعه راه دارند، نمايان خواهد كرد. با به كار بردن يك ميكروسكوپ ميتوان كارايي بازرسي چشمي را افزايش داد. مناسب ترين نوع ميكروسكوپ براي بازرسي هاي سطح قطعه، ميكروسكوپ استريو است. در اين نوع بازرسي ها، بزرگنمايي بسيار زياد ضرورتي ندارد و بيشتر ميكروسكوپ هايی كه بدين منظور در دسترس هستند، بزرگنمايي در حدود 5 تا 75 برابر دارند. بازرسي چشمي منحصر به سطح خارجي نميشود. حساسه هاي بازرسي نوري، از هر نوع صلب و انعطاف پذير، جهت بازرسي سطوح داخلي ساخته شدهاند. حتا اين حساسه ها را ميتوان در داخل حفرهها، لولهها و كانال ها قرار داد.

مزایا:
ارزان ترین و ساده ترین روش
این روش را در طی تمامی مراحل تولید بکارمی گیریم .QC
روش مناسب N.D.T. را به کمک این روش تعیین می شود.
بیشتر برای عیوب سطحی می باشد(باچشم مسلح یا غیر مسلح)
محدودیت ها:
عیوب زیر سطحی قابل شناسایی نمی باشد.
بکار گیری به تجربه شخص بستگی دارد.
در صورت غفلت بازرس خطا زیاد است.

آزمایش های غیر مخرب
1-آزمون ذرات مغناطیسی(MT)
2-آزمون پرتو نگاری(ایکس و گاما)
3-بازرسی با مواد نافذ:
a-آزمون با رنگ نافذ قرمز
b-آزمون با ماده نافذ حساس
4-آزمون فرا صوتی
5-آزمایش جریان گردابی
6-آزمایش سختی
a –برینل
b-راکول
C-ویکر
D-اسکلروسکوپ
بازرسی با مايع نافذ Liquid Penetration Test
بازرسي با مايعات نافذ يكي از روش هايي است كه ميتواند براي عيب يابي تعداد وسيعي از قطعات مورد استفاده قرار گيرد، به شرطي كه عيب ها به صورت ترك در سطح قطعه ظاهر شوند. اساس روش بر اين است كه مايع نافذ بر اثر جاذبه ی مويينگي به درون تركهاي سطحي نفوذ كرده و پس از يك مرحله ظهور، هر عيبي كه به شكل ترك يا شكستگي در سطح قطعه وجود دارد، با چشم دیده ميشود. براي بهتر ديده شدن اين تركها، مايع نافذ به طور معمول به رنگهاي روشن و قابل ديد بوده و يا به ماده فلورسنت آغشته ميشود. در حالت اول به طور معمول براي رنگين نمودن مايع از رنگ قرمز استفاده ميشود كه با نور روز يا نور مصنوعي قابل ديد باشد، ولي در حالت دوم براي ديدن تركها و درزها بايد از نور فرابنفش استفاده شود. امروزه، بازرسي با مايع نافذ، يكي از مهمترين روش هاي صنعتي است كه براي مشخص نمودن انواع مختلف عيب هاي سطحي مواد و قطعات، مانند ترك ها، بريدگي ها و نواحي مك هاي سطحي، مورد استفاده قرار مي گيرد. اين روش به طور تقریبی براي هر نوع ماده و در هر اندازهاي، چه بزرگ با شكل پيچيده و چه ساده، قابل استفاده است و به طور معمول براي بازرسي توليدات ريختگي و كار شده فلزات آهني و غيرآهني، آلياژها، سراميكها، ظروف شيشهاي و مواد پليمر به كار مي رود.
مراحل انجام آزمایش مایع نافذ
آماده سازی سطحSurface Prepration
اعمال مایع نافذ Liquid Penetrant Appliying
تمیز کاری Cleaning
اعمال ماده ظهورDeveloper Applying
بازرسی Inspection
شماتیک عملکرد مایع نافذ
انواع مایع نافذ:
مایع نافذ فلورسنتی fluorescent penetrant
مایع نافذ بارنگ مشخص penetrant visible dye
انواع مواد ظهور:
خشک(پودر)dry(powder)
حل شده در آب water soulble
معلق در آب water suspendible
حل شده در یک حلال solvent soulble
معلق در یک حلالsolvent suspensible
مزایا:
عیوب سطحی شناسایی می شود.
به شکل جنس قطعه بستگی ندارد.
ساده وارزان است.
شکل واندازه تقریبی عیب مشخص است.
محدودیت ها:
عیوب زیر سطحی را نشان نمی دهد.
تغییر رنگ دا ئمی نیست.
مواد مصرفی سمی است.
در ماندن باعث خوردگی می شود.
آزمایش ذرات مغناطیسی Magnetic particle test
بازرسي با ذرات مغناطيسي، روش حساسي براي رديابي عيوب سطحي و برخي نقصهاي زير سطحي قطعات فرو مغناطيسي است. پارامترهاي اساسي فرآيند به مفاهيم نسبتاً سادهاي بستگي دارد. هنگامي كه يك قطعه فرومغناطيسي، مغناطيس ميشود، ناپيوستگي مغناطيسي كه تقريباً در راستاي عمود بر جهت ميدان مغناطيسي واقع است، موجب ايجاد يك ميدان نشتي قوي ميشود. اين ميدان نشتي در رو و بالاي سطح قطعه مغناطيس شده حضور داشته و ميتواند آشكارا توسط ذرات ريز مغناطيسي ديدپذير شود. پاشيدن ذرات خشك يا ذرات مرطوب با يك مايع محلول بر روي سطح قطعه، موجب تجمع ذرات مغناطيسي روي خط گسل خواهد شد. بنابراين پل مغناطيسي تشكيل شده، موقعيت، اندازه و شكل ناپيوستگي را نشان مي دهد.
يك قطعه را ميتوان با به كاربردن آهنرباهاي دائم، آهنرباهاي الكتريكي و يا عبور يك جريان قوي از درون يا برون قطعه، مغناطيس كرد. با توجه به اين كه با روش آخر ميتوان ميدانهاي مغناطيسي با شدت زياد در داخل قطعه ايجاد كرد، اين روش به صورت گستردهاي در كنترل كيفي محصول به كار ميرود زيرا اين روش حساسيت خوبي براي شناسايي عيوب قطعات و آشكارسازي آنها عرضه ميدارد.
مکانیزم عملکرد ذرات مغناطیس

روش های مغناطیس کردن قطعات:
ایجاد شدن میدان مغناطیسی به صورت دایره ای.
ایجاد شدن میدان مغناطیسی به صورت طولی.
روشهای اعمال ذرات مغناطیسی:
روش باقیمانده
روش پیوسته
انواع جریان مغناطیس کننده:
جریان متناوب
جریان مستقیم
روشهای ایجاد میدان مغناطیسی
روش بکارگیری یوک
روش بکارگیری هادی مرکزی
روش تماس مستقیم
ذرات مغناطیسی
از نظر رنگ:
رنگی هستند: قرمز , زرد, سیاه و ...
با پوششی از مواد فلورسنت می باشند.
از نظر سیال حامل:
معلق در هوا (روش خشک )
معلق در مایع (روش تر )
از نظر اندازه:
ذرات درشت
ذرات ریز
از نظر شکل:
دراز و باریک
کروی شکل
مزایا:
برای ترکهای خیلی ریز.
برای ناپیوستگی های زیر سطحی.
حساسیت بازرسی بالاست.
درضمن تولید ودرانتهای کاردرحین کارقطعه قابل انجام است.
معایب:
برای مواد فرو مغناطیس است.
جهت جریان باید عمود بر ترک باشد.
معمولا دویاچند مرتبه باید انجام شود.
بسته به عمق ترک میدان باید قویتر باشد.

آزمایش ماورای صوت Ultrasonic Test
در اين روش، امواج صوتي با بسامد 5/0 تا 20 مگاهرتز به درون قطعه فرستاده ميشود. اين موج پس از برخورد به سطح مقابل قطعه باز تابيده ميشود. با توجه به زمان رفت و برگشت اين موج، ميتوان ضخامت قطعه را تعيين كرد. حال اگر يك عيب در مسير رفت و برگشت موج باشد، از اين محل هم موجي بازتابيده خواهد شد كه اختلاف زماني نسبت به مرحله اول، محل عيب را مشخص مي كند.


روش هاي فراصوتي به طور گستردهاي براي آشكارسازي عيوب داخلي مواد به كار ميروند ولي مي توان از آن ها براي آشكارسازي ترك هاي كوچك سطحي نيز استفاده كرد.

مزایا:
این روش متداول ترین آزمون است.
مکان دقیق عیب را نمایش میدهد.
کلیه عیوب را نشان می دهد (سطحی وزیر سطحی).
LOP &LOF را به راحتی نمایش می دهد .
قابلیت اتصال به کامپیوتر وپرینتر را دارد.
درکلیه مناطق قابل استفاده است.
بلافاصله نتایج آزمون مشخص می گردد.
آلودگی زیست محیطی ندارد.
برای انسان خطر آفرین نیست.

معایب:
نسبت PT وMT بسیار گران است.
اپراتور به تخصص بالایی نیز دارد.
در تشخیص عیوب بزرگ مشکل دارد (بزرگتر از اندازه پراپ).

آزمون پرتو نگاری Radiography
در این آزمون از دو پرتو ایکس و گاما استفاده می گردد. نوع و محل عیوب داخلی و بسیار ریز (میکروسکوپی) جوش را نشان می دهد. فیلم به دست آمده از پرتو نگاری با اشعه ایکس را ایکس نگار و فیلم حاصله از اشعه گاما را گاما نگار نامند.

مزایا:
این روش میتواند وجود,اندازه ومکان عیب را مشخص کند.
مدارک قابل مستند دارد.
عیوب با هر اندازهای را نمایش می دهد.
به آماده سازی اولیه زیادی نیاز ندارد.
محدودیت ها:
بسیار گران است.
برای موجودات ضرر دارد.
نتیجه آزمایش مد تی طول می کشد (عکسبرداری , ظهور , ثبوت , تفسیر ).
نیاز به تخصص دارد.
احتمال سوختن و خراب شدن فیلم وجود دارد.
قابلیت تشخیص عیب فقط در راستای x,y می باشد.
هزینه مواد اولیه بالاست.