ادامه مطلب روش های مخرب تست جوش:
6- تست خزش:
تست خزش معمولا به صورت کششی انجام می شود و نمونه های آزمایش نیز شکلی مشابه نمونه های تست کشش دارند. نمونه های تست خزش کششی، مقطع گرد یا مستطیلی دارند ولی اندازه آنها استاندارد نشده است. دستگاه تست خزش باید قابلیت اعمال نیروی کششی ثابتی را داشته باشد و کوره ای مناسب برای حفظ دمای نمونه آزمایش در اختیار باشد. ماشین تست خزش کششی طوری طراحی می شود که نمونه به صورت قائم در آن قرار گیرد و معمولا نیروی محوری به گیره های نمونه توسط یک سیستم اهرم و بار مرده آویختن وزنه اعمال می شود، نتایج آزمون خزش تا حدودی دارای پراکندگی است. بنابراین معقول نیست که برای یک دما و تنش به خصوص فقط به نتایج تنها یک آزمون اکتفا شود. می توان گفت که برنامه ریزی و انجام تست خزش بسیار پرهزینه است و علاوه بر این انجام آن نیاز به زمان طولانی دارد.
7- تست خستگی:
تست خستگی (Fatigue) هم نوعی تست مخرب است که در آزمایشگاه معمولا براساس چرخه بارگذاری یکنواخت که به صورت تناوبی تکراری و یا نوسانی اعمال می شوند انجام می گردد. دستگاه های متنوعی برای انجام تست خستگی طراحی شده اند ولی برای نمونه آزمایش استانداردی وجود ندارد. نتایج تست خستگی معمولا به صورت منحنی های S-logN نمایش داده می شوند و مهم است که ضمن گزارش نتایج، روش اعمال تنش، نوع ماشینی که به کار گرفته شده، اندازه های نمونه آزمایش و بسامد چرخه آزمایش نیز گزارش شوند.
8- آزمون سختی:
آزمون سختی (سختی، مقاومت یک جسم در برابر ورود یک جسم خارجی به درون آن می باشد) برای سنجش و مقاومت سایشی فلز جوش بوده و در مواردی که هزینه و سرعت عمل مهم است به جای آزمون کشش نیز استفاده می شود تا مقاومت کششی به صورت تقریبی به دست آید. برای محاسبه سختی مواد روش های مختلفی وجود دارد که در زیر به سه روش آن اشاره می شود.
1-8) روش برینل:
در این روش یک ساچمه فولادی سخت شده با قطر معین، نیروی مشخصی را بر روی سطح قطعه وارد می کند، پس از برگشت ساچمه و حذف نیرو، قطر فرورفتگی بر روی قطعه اندازه گیری می شود. سختی قطعه از طریق فرمول و یا جداول استاندارد محاسبه می گردد.
2-8) روش ویکرز:
برای اندازه گیری سختی در این روش یک هرم با قاعده مربع و زاویه راس ۱۳۶ درجه به کار می رود. پس از اعمال نیرویی حدود ۱۳۰ کیلوگرم بر سطح، اثری به شکل لوزی بر روی سطح باقی می ماند. با اندازه گیری دو قطر این لوزی به کمک میکروسکوپ مخصوص و با کمک فرمول عدد سختی به دست می آید. این روش به علت استفاده از میکروسکوپ برای اندازه گیری روشی دقیق بوده که برای اجسام مختلف از آن استفاده می شود اما فقط در مورد قطعاتی کاربرد دارد که ضخامت قطعه مورد آزمایش از ۱/۵ برابر قطر بزرگ فرو رونده بزرگتر باشد.
3-8) روش راکول:
این روش براساس سختی فلز پایه دارای سطوح مختلفی مانند HRB ،HRA و HRC می باشد. این روش آزمون بسیار کاربردی است چرا که سرعت انجام آن زیاد است و عدد سختی را می توان مستقیم و طبق استاندارد از روی دستگاه قرائت نمود علاوه بر آن نیازی به پولیش سطح نیز وجود ندارد. برای انجام این آزمون از یک گلوله فلزی با قطرهای مختلف یا مخروط الماسی با زاویه راس ۱۲۰ درجه استفاده می شود در شروع تست، نیروی اندکی معادل ۱۰ کیلوگرم بر روی نمونه وارد می شود تا از تماس کامل قطعه فرو رونده اطمینان حاصل شود سپس براساس مقدار سختی نمونه و جنس نیروی اصلی ۶۰، ۱۰۰ و ۱۵۰ کیلوگرم بر روی سطح وارد می شود.
9- آزمون شیمیایی جوش:
قطعه تست های شیمیایی به طور کلی برای تایید ترکیب شیمیایی یا مقاومت در برابر خوردگی پایه و فلزهای جوش استفاده می شوند. علاوه بر این تحلیل شیمیایی فلز جوش می تواند نشان دهد که جوشکاری نتایج مورد انتظار را به همراه داشته است یا اجزا نامطلوبی را به فلز جوش اضافه کرده است. آزمون های شیمیایی جوش به سه گروه زیر تقسیم بندی می شوند.
1-9) آزمون قابلیت خوردگی:
تست های خوردگی، قابلیت جوش برای مقابله در برابر محیط خورنده را در طول دوره بهره برداری (سرویس) نشان می دهند. به علت هزینه و زمان معمولا مقاومت جوش در برابر خوردگی را نمی توان تحت شرایط واقعی بهره برداری سرویس تست کرد. بنابراین تست های تسریع خوردگی که تحت شرایط آزمایشگاهی انجام می شوند ارائه شده اند، مراحل کلی در اجرای آزمون قابلیت خوردگی به شرح زیر می باشد.
1- آماده سازی نمونه های آزمایش
اولین مرحله در تمامی آزمون های خوردگی آماده سازی نمونه های آزمایش است. نمونه های آزمون می توانند به صورت مربع مستطیل و یا دیسکی باشند اما برای راحتی بیشتر، معمولا نمونه ها به صورت دیسکی در نظر گرفته می شوند. از نظر ابعادی نمونه هایی با ضخامت یک ششم تا یک هشتم و با عرض ۱ اینچ و طول ۲ اینچ یا بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند پس از تهیه نمونه ها نوبت به آماده سازی اولیه سطح آنها فرا می رسد که این کار با عملیات سمباده زنی، سنگ زنی، اسیدشویی و ... انجام می شود.
2- اندازه گیری سطح و وزن نمونه ها پس از آماده سازی اولیه نمونه ها باید سطح و وزن آنها به دقت اندازه گیری شوند. در واقع دقت آزمایش تا حد زیادی بستگی به دقت اندازه گیری اولیه نمونه ها دارد. توجه داشته باشید که سطح نمونه مورد آزمایش با حجم محلول مورد استفاده می بایست متناسب باشد.
3- چربی زدایی نمونه ها
سطح نمونه های مورد آزمایش باید عاری از هر گونه چربی و آلودگی خارجی باشند. این کار معمولا با استفاده از استون و برخی مواقع استفاده از دستگاه التراسونیک انجام می شود. در صورتی که بلافاصله آزمایش پس از این مرحله انجام نشود باید نمونه ها تا زمان انجام آزمایش در دسیکاتور قرار گیرند.
4- قرار دادن نمونه در شرایط آزمایش
پس از آماده سازی کامل نمونه ها نوبت به شبیه سازی خوردگی نمونه ها در شرایط آزمایشگاهی فرا می رسد جهت قرار دادن نمونه ها در محلول خورنده به موارد زیر توجه داشته باشید.
- محیط خورنده باید در تماس کامل با نمونه باشد.
- اگر برای نگهداری نمونه در محلول از گیره استفاده می کنید نباید در زمان اجرای آزمایش از بین برود.
- می بایست تمامی نقاطی که در آنها امکان برقراری اتصال بین دو فلز وجود دارد را عایق نمود.
- بر حسب این که نمونه ها در شرایط عملی تحت چه محیطی قرار می گیرند برای مثال غوطه وری کامل یا قرار گرفتن در بخار محلول خورنده می بایست نمونه ها را به طور صحیح در شرایط مورد نظر قرار داد. نمونه ها باید به آسانی قابلیت تهیه و آزمایش را داشته باشند.
2-9) آزمون نفوذپذیری هیدروژن:
تردی هیدروژنی (Hydrogen Embrittlement) که به عناوین ترک ناشی از هیدروژن Hydrogen Assisted Cracking و ترک القایی توسط هیدروژن (Hydrogen-Induced Cracking) نیز شناخته می شود پدیده ای است که ترد شدن یک فلز را توسط هیدروژن نفوذ کننده توصیف می کند. اطلاعات اساسی در رابطه با تردی هیدروژنی فولاد از حدود سال ۱۸۷۰ میلادی شناخته شده است. هیدروژن گازی نفوذ کننده است که برای سختی آهن و فولاد مضر است این پدیده در دماهای پایین رخ می دهد اکثر فلزات در دماهای بالای ۱۵۰ درجه سلسیوس در برابر تردی هیدروژنی مقاوم هستند. در فولادها یون های قابل انتشار از آبی تهیه می شوند که معمولا توسط یک فرآیند مرطوب الکتروشیمیایی مانند آبکاری تولید می شود. این پدیده کاملا با فرآیند حمله هیدروژنی که در دماهای بالا صورت می گیرد، متمایز است. فولادها در دمای بالای ۴۰۰ درجه سلسیوس مورد حمله گاز هیدروژن قرار می گیرند. برای رخ دادن این پدیده، ترکیبی از سه شرط زیر لازم است.
- حضور و نفوذ اتمها یا یونهای هیدروژن
- ماده مستعد
- تنش
هیدروژن قابل نفوذ می تواند هنگام عملیاتی مانند شکل دهی، آبکاری، اندودن و یا تمیزکاری تولید شود. رایج ترین علل این نوع شکست، آبکاری کنترل نشده یا جوشکاری بد با الکترودهای مرطوب هستند. در این عملیات یون های هیدروژن تولید شده که در فلز حل می شوند، همچنین ممکن است هیدروژن با مرور زمان و ایجاد تردی خارجی، قرار گرفتن در معرض محیط (خاک و مواد شیمیایی از جمله آب)، فرآیندهای خوردگی از جمله خوردگی یک پوشش (خصوصا خوردگی گالوانیک (خوردگی گالوانیک (Galvanic Corrosion) به خوردگی در اثر وجود اختلاف پتانسیل الکتریکی بین فلزات در ارتباط با یکدیگر گفته می شود)) و حفاظت کاتدیک وارد فلز جوش شود.
اتم های هیدروژن بسیار کوچک هستند و به صورت بین نشینی در فولاد نفوذ می کنند.
این اتم ها تقریبا در میان اتم های حل شونده متحرک هستند و چند دقیقه پس از تولید شدن از محل تولید نفوذ می کنند.
بیشتر روش های تحلیلی برای تردی هیدروژنی شامل ارزیابی اثرات زیر است.
- هیدروژن داخلی حاصل از تولید
- منابع خارجی هیدروژن مثل حفاظت کاتدیک
برای فولاد، آزمایش نمونه هایی حداقل به سختی نمونه های آزمایشگاهی مورد توجه است. در حالت ایده آل نمونه ها باید از نزدیکترین جنس ممکن ساخته شوند، زیرا ساخت تاثیر زیادی بر مقاومت در برابر این پدیده دارد.
3-9) آزمون متالوگرافی جوش:
متالوگرافی، آماده سازی نمونه ها برای بررسی های میکروسکوپی و مطالعه ریز ساختار به منظور تعیین خواص فیزیکی و مکانیکی آن آلیاژ خاص است به دلیل ماهیت مراحلی که برای رسیدن به این هدف باید طی کرد، این روش آزمایش مواد نیز یک تست مخرب به شمار می رود مراحل عمده آماده سازی متالوگرافی عبارتند از:
- عملیات فیزیکی از قبیل تمیزکاری
- صیقل دادن سطح فلز (پولیش و سمباده)
- عملیات شیمیایی مثل H کردن
1-3-9 آزمون ماکرو H :
هدف از انجام این آزمون بررسی نفوذ جوش در فلز پایه و همچنین میزان نفوذ جوش در دو قطعه به هنگام استفاده از قطب معکوس و مستقیم می باشد (مورد استفاده در اتصالات سپری). در این آزمون ابتدا جوش به صورت عرضی برش خورده و سطح مقطع برش خورده با سوهان و پولیش کاملا صیقلی می شود. سپس محلولی به نام محلول H آماده شده و قطعه در آن فرو می رود در آخرین مرحله قطعه شسته شده تا محلول H کاملا از روی سطح پاک شود و سپس سطح جهت بررسی یا بازرسی چشمی مهیا می شود.
