انواع جوش

انواع جوش

جوش ها به طور کلی به چهار نوع شیاری ، گوشه ، انگشتانه و کام تقسیم بندی می شوند. از جوش های یاد شده در ساخت اسکلت فلزی به نسبت های زیر استفاده میشود :

جوش گوشه ۸۰درصد

جوش شیاری ۱۵ درصد

جوش انگشتانه وکام جمعاً ۵ درصد

جوش شیاری ( Groove welding )

نام های دیگر : جوش لب به لب

در جوش شیاری یا جوش لب به لب بین دو قطعه فاصله وجود دارد و جوش بین دو قطعه رسوب کرده و در دو نوع با نفوذ کامل و یا نفوذ نسبی اجرا میشود. استفاده از جوش شیاری بیشتر با هدف انتقال کل نیروی انتقال یافته از قطعات به نقطه ی اتصال است به عبارتی دیگر محلی که جوش شیاری در آن ایجاد می شود باید نیروی بسیاری را تحمل کند. این جوش به صورت های (Flat (1G) ، Horizontal (2G) ، Vertical (3G و (Overhead (4G معرفی می شود.زمانی که جوشدارای مقاومتی نزدیک به مقاومت قطعات متصل شونده داشته باشد جوش شیاری با نفوذ کامل نامیده میشود. وقتی درز جوش طوری طراحی شود که جوش شیاری در تمام عمق قطعات متصل شونده گسترش نیابد، به آن جوش شیاری با نفوذ ناقص می گویند. از جوش شیاری برای یکسره کردن ورق ها و ستون های ورقی و همچنین در اتصالات صلب تیر به ستون برای ورق های زیر سری و رو سری به ستون مورد استفاده قرار می گیرد.

 

tp = ضخامت ورق

te = ضخامت موثر جوش شیاری با نفوذ نسبی

t = عمق شیار جوش

Le = طول موثر جوش

 

 

 

مطالب آیین نامه ای جوش شیاری ۱۰-۲-۹-۲-۱

الف) سطح مقطع موثر : سطح مقطع موثر در جوش های شیاری عبارت است از : حاصل ضرب طول موثر در ضخامت موثر جوش .طول موثر جوش برابر با طول جوش شده و ضخامت موثر جوش شیاری با نفوذ کامل برابر با ضخامت قطعه نازکتز در اتصال لب به لب و ضخامت قطعه ی جوش شده در اتصال کنج و سپری در نظر گرفته میشود. ضخامت موثر در جوش شیاری با نفوذ نسبی برابر با عمق شیار جوش منهای ۳ میلیمتر در نظر گرفته میشود. استفاده از جوش شیاری با نفوذ نسبی در وضعیتی که بارگذاری متناوب (اثر خستگی ) وجود داشته باشد مجاز نیست. ضخامت موثر جوش شیاری که بین دو لبه ی گرد ( مثل شیار بین دو میلگرد ) و یا بین یک لبه ی گرد و لبه ی تخت ( مثل میلگرد در مجاورت ورق ) داده میشود .

ب) محدودیت : ضخامت موثر در جوش های شیاری نفوذی با نفود نسبی نباید از مقادیر مندرج در جدول  ۱-۹-۲-۱۰کمتر شود . حداقل ضخامت موثر با توجه به ضخامت قطعه نازکتر تعیین میشود. ضخامت جوش نباید از ضخامت نازکترین قطعه تجاوز کند.

  • در صورتی که نتوان ضخامت های حداقل فوق را با یک بار عبور تعیین نمود باید از پیش گرمایش و یا فرآیند های کم هیدروژن استفاده کرد.
  • برای قطعات با ضخامت بزرگتر از ۴۰ میلیمتر، پیش گرمایش و دستور العمل جوشکاری باید با مطالعه ی خاص مورد بررسی قرار گیرد. 

جوش گوشه ( Fillet welding )

نام های دیگر : جوش ماهیچه ای – جوش سپری

از این جوش در اتصالات سپری و گوشه ای و همچنین لب روی هم استفاده می شود .جوش بر وجوه جانبی دو قطعه نفوذ میکند و به صورت یک مثلث میباشد.در حالات مختلف بصورت های (Flat (1F) ، Horizontal (2F) ، Vertical (3F و (Overhead (4F معرفی می شوند.جوش گوشه به علت سادگی در انجام کار و قابلیت استفاده از آن در اغلب موارد دارای بیشترین کاربرد است.

 

 

tp = ضخامت ورق

te = گلوی موثر جوش گوشه

a = ساق جوش

Le = طول موثر جوش

 

 

 

 

 

مطالب آیین نامه ای جوش گوشه ۱۰-۲-۹-۲-۲

الف) سطح مقطع موثر : سطح مقطع موثر در جوش های گوشه برابر با حاصل ضرب طول موثر در ضخامت گلوگاه موثر در نظر گرفته میشود. طول موثر جوش گوشه (به جز جوش هایی که در سوراخ و شکاف قرار میگیرد ) برابر با طول کلی نوار جوش شامل قسمت های برگشت خورده می باشد.بعد جوش گوشه ( a ) اندازه ساق مقطع جوش می باشد. طبق شکل ۱۰-۲-۹-۳ ضخامت گلوگاه موثر (te ) در جوش گوشه برابر کوتاهترین فاصله بین ریشه ی مقطع جوش تا سطح خارجی آن و به عبارت دیگر برابر ارتفاع وارد بر وتر مثلث مقطع جوش به حساب می آید.

برای جوش های گوشه در سوراخ و شکاف ، طول موثر برابر با طول محوری (میانتاری) که از مقطع گلوگاه جوش می گذرد ، در نظر گرفته می شود.

ب) محدودیت ها :

۱- حداقل بعد جوش های گوشه نباید از بعد مورد نیاز برای انتقال بار های محاسبه شده و اندازه های نشان داده شده در جدول ۱۰-۲-۹-۲ کوچکتر انتخاب شود. حداقل بعد جوش تابع ضخامت قطعه ی نازکتر می باشد و از طرفی نباید بعد جوش از ضخامت نازکترین قطعه ی متصل شونده تجاوز نماید.

۲- حداکثر بعد جوش های گوشه در لبه ی قطعات متصل شونده برای قطعات با ضخامت مساوی یا کمتر از ۶ میلیمتر برابر ضخامت قطعه منهای ۲ میلیمتر و برای قطعات با ضخامت بیش از ۶ میلیمتر برابر ضخامت قطعه می باشد.

  • در صورتی که نتوان ضخامت های حداقل فوق را با یکبار عبور تامین نمود ، باید از پیش گرمایش و یا فرآیند های کم هیدروژن استفاده کرد.
  • در سازه ی تحت بار دینامیکی حداقل اندازه جوش ۵ میلیمتر می باشد.

۳- طول موثر جوش های گوشه ای که برای تحمل تنش ها محاسبه شده اند نباید از ۴ برابر بعد جوش کمتر باشد. به عبارت دیگر بعد جوش نباید از یک چهارم طول آن تجاوز نماید.

۴- در اتصال های انتهای تسمه های کششی اگر از جوش گوشه فقط در لبه های طولی و موازی امتداد نیرو استفاده شود، طول جوش هر طرف نباید از فاصله ی عمودی بین آنها (تقریبا پهنای تسمه ) کمتر باشد و این فاصله نباید از ۲۰۰ میلیمتر تجاوز کند.( شکل ۱۰-۲-۹-۴). برای تاثیر طول جوش در سطح مقطع موثر اعضای کششی به جدول ۱۰-۲-۳-۱ مراجعه شود.

۵- در اتصال نهایی اعضای محوری ، طول موثر جوشی که به صورت طولی بارگذاری شده است نباید از ۱۰۰ برابر بعد جوش (a ) تجاوز نماید. در صورت نیاز به طول جوش بیش از ۱۰۰ برابر بعد ساق جوش ، طول موثر جوش باید ب ضریب (β ) کاهش داده شود.

که در آن :

Le = طول موثر جوش

L = طول واقعی جوشی که از قسمت انتهایی جوش به صورت طولی بارگذاری شده است.

a = بعد ساق جوش

β = ضریب کاهش طول واقعی ( اسمی ) جوش

برای L/a بزرگتر از ۳۰۰ طول موثر جوش باید برابر a180 در نظر گرفته شود.

۶- جوش های گوشه ی منقطع برای انتقال تنش های محاسبه شده هنگامی مجاز است که نیروی منتقله از مقاومتی که با جوش پیوسته (سرتاسری) و با حداقل بعد جوش تامین میشود ، کمتر باشد. استفاده از این نوع جوش در اتصال جان و بال تیر ورق ها، اتصال ورق های تقویتی بال ، اتصال قطعات سخت کننده به جان تیر ورق و برای اتصال اجزای ساخته شده از ورق مجاز میباشد.

طول موثر قطعات جوش منقطع نباید از ۴ برابر بعد جوش و از ۴۰ میلیمتر کمتر باشد. فاصله ی آزاد بین قطعات جوش نباید از ۱۶ برابر ضخامت نازکترین قطعه ی متصل شونده وقتی که در فشار است و از ۲۴ برابر این ضخامت وقتی که در کشش است بیشتر شود. در این خصوص به الزامات بند های ۱۰-۲-۳-۵ و ۲-۷-۴-۲-۱۰ نیز مراجعه شود.

۷- در اتصالات پوششی (رویهم) دو قطعه ، طول همپوشانی نباید از ۵ برابر ضخامت قطعه ی نازکتر کمتر باشد و در هیچ حالتی از ۲۵ میلیمتر کمتر نشود. در اتصالات پوششی که ورق و تسمه های تحت اثر تنش های محوری را به یکدیگر متصل میکند ، باید ضلع انتهایی هریک از قسمت های متصل شونده ، توسط جوش گوشه اتصال یابند (جوش دو طرفه ). در وضعیتی که اتصال به اندازه کافی مقید شده باشد یا تغییر شکل خمشی آنقدر محدود باشد که از باز شدن اتصال تحت اثر بار حداکثر جلوگیری شود ، میتوان از جوش یکطرفه استفاده کرد ( شکل ۱۰-۲-۹-۵).

۸- استفاده از جوش گوشه در لبه ی سوراخ و شکاف در اتصالات رویهم، به منظور انتقال برش یا جلوگیری از کمانش و یا جدایی قسمت های متصل شونده مجاز می باشد. جوش های گوشه در سوراخ ها و کشاف ها را نباید به عنوان جوش کام یا انگشتانه در نظر گرفت.

۹- جوش های گوشه میتوانند به انتهای ناحیه ی اتصال منتهی شده یا قبل از رسیدن به انتهای ناحیه ی اتصال قطع شوند و یا حتی میتوان آنها را طوری جوش داد تا به شکل قوطی یا ناودانی در بیاید. مگر در مواردی به شرح زیر که محدودیتی برای آنها وضع شده است.

  • در اتصالات پوششی (رویهم) که یکی از قطعه های اتصالی تا پشت لبه ی قطعه اتصالی دیگرکه تحت اثر تنش کششی قرار دارد امتداد یافته باشد ، جوش گوشه باید در فاصله ای بیشتر یا مساوی با بعد جوش تمام شود(شکل ۱۰-۲-۹-۶).
  • کلیه ی جوش های گوشه که در لبه ی کناری یا ضلع انتهایی عضو انجام میشود باید در انتهای ضلع و بر روی ضلع دیگر برگشت داده شود که به آن قلاب می گویند. حداقل طول قلاب ۲ برابر بعد جوش می باشد. این شرط شامل جوش های گوشه قائم و جوش های گوشه سر بالا در تکیه گاه های لچکی ( براکت ) و برای نبشی های نشیمن تیر و اتصالات نظیر می باشد ( شکل ۱۰-۲-۹-۶).
  • در اتصالات مفصلی با نبشی های جان ، که انعطاف پذیری اتصال به مقدار زیادی تابع انعطاف پذیری بال برجسته نبشی ها می باشد ، برگشت در انتهای جوش گوشه نباید از ۴ برابر بعد جوش و نیز نصف پهنای بال نبشی بیشتر باشد . برگشت انتها در جوش گوشه باید در نقشه ها و جزئیات اجرایی قید شود( شکل ۱۰-۲-۹-۷).
  • جوش های گوشه ای که ورق های سخت کننده عرضی را به جان تیر ورق های با ضخامت جان کمتر از ۲۰ میلیمتر متصل می کنند نباید از ۴ برابر و بیشتر از ۶ برابر ضخامت جان ، از پنجه ی جان تا جوش جان به بال منتهی شود. مگر در حالتی که انتهای ورق سخت کننده ی عرضی به بال جوش شده باشد.
  • جوش های گوشه ای که در دو وجه مخالف یک صفحه ی مشترک ایجاد میشود ، باید در گوشه ی مشترک بین دو نوار جوش قطع شوند( شکل ۱۰-۲-۹-۸ ).
  • در اتصالات پوششی (رویهم) برای جلوگیری از زخم در لبه ، انتخاب محل شروع و پایان مسیر جوشکاری باید مورد توجه قرار گیرد (شکل ۱۰-۲-۹-۹).

جوش کام ( Slot )

جوشی است که درون یک شکاف به صورت توپر داده شود.

 

tp = ضخامت ورق

SL = گام طولی

ST= گام عرضی

w = عرض شکاف

L = طول جوش کام

tw = ضخامت جوش

 

 

جوش انگشتانه ( Plug )

جوشی است که درون یک شکاف به صورت توپر داده شود.

 

 

tp = ضخامت ورق

S = فواصل سوراخ ( گام طولی و عرضی )

d = قطر سوراخ انگشتانه

tw = ضخامت جوش

 

 

 

 

کاربرد جوش انگشتانه و کام به موارد مخصوصی که در آن مقاومت جوش انجام شده در لبه ها به حد کافی نباشد محدود می شود.این نوع جوش گاه با ترکیب یا دیگر جوش ها نظیر جوش گوشه برای تقویت مقاومت برشی در اتصال صفحات روی هم به کار می رود. در بین انواع جوش مطرح شده ، جوش گوشه متداول ترین و پراستفاده ترین جوش در سازه های فولادی می باشد. بعد از آن جوش شیاری پر کاربرد است. از جوش های انگشتانه وکام در موارد مخصوصی که ذکر شد استفاده می شود.

مطالب آیین نامه ای جوش های کام و انگشتانه ۱۰-۲-۹-۲-۳

الف) سطح مقطع موثر : سطح مقطع موثر در برش برای جوش انگشتانه وکام مساوی سطح مقطع اسمی سوراخ و شکاف در صفحه ی برش در نظر گرفته میشود.

ب) محدودیت ها

۱- استفاده از جوش انگشتانه و کام برای انتقال برش در اتصال های پوششی و یا جلوگیری از کمانش در عناصر رویهم آمده در اعضای ساخته شده ، مجاز می باشد.

۲- قطر سوراخ در جوش انگشتانه نباید از ضخامت قطعه ی سوراخ شده به اضافه ی ۸ میلیمتر کمتر باشد. همچنین قطر یادشده نباید از قطر حداقل به اضافه ۳میلیمتر و یا ۲ برابر ضخامت جوش بزرگتر شود.

۳- حداقل فاصله ی مرکز به مرکز سوراخ های جوش های اگشتانه ۴ برابر قطر سوراخ می باشد.

۴- طول شکاف در جوش کام نباید از ۱۰ برابر ضخامت جوش بیشتر باشد.

۵- پهنای شکاف در جوش کام نبایداز ضخامت قطعه ی بریده شده به اضافه ۸ میلیمتر کمتر و همچنین از ۲ برابر ضخامت جوش بیشتر باشد.

۶- انتهای شکاف یا باید نیم دایره ای باشد و یا خطی مستقیم که گوشه های آن تبدیل به ربعی از دایره ( با شعاعی بزرگتر از ضخامت قطعه حاوی شکاف) میشود ، باشد. مگر اینکه انتهای شکاف به لبه ی قطعه منتهی شده باشد.

۷- حداقل فاصله ی مرکز به مرکز شکاف ها در امتداد عمود بر طول ، ۴ برابر پهنای شکاف و حداقل فاصله ی مرکز به مرکز شکاف ها در امتداد طول ، ۲ برابر طول شکاف می باشد.

۸- ضخامت جوش انگشتانه و کام در قطعاتی که ضخامت آنها ۱۶ میلیمتر و یا کمتر است باید برابر با ضخامت قطعه باشد. در قطعاتی که ضخامت آنها بیش از ۱۶ میلیمتر است ، ضخامت این جوش باید حداقل  ضخامت قطعه باشد و از ۱۶ میلیمتر نیز کمتر نشود.

نظرات بسته شده است، اما بازتاب و پینگ باز است.