پیمان عبدی
عضو جدید
آزمایش های مخرب بر روی جوش Destructive testing
آزمایشات مخرب بر روی نمونه هایی که از جوش در آورده یا با شرایطی مشابه جوش در قطعه کار تهیه شده است، انجام می گیرد و همانطور که از اسم این آزمایشات استنباط می شود نمونه ها پس از آزمایش (پاره شدن) قابل استفاده ی مجدد نیستند. محل، تعداد و نحوه ی تهیه ی نمونه ها برای آزمایشات مختلف بسته به نوع کار در استانداردها مشخص شده اند. شکل(1) نمونه ای را در این مورد نشان می دهد. آزمایشات معمول مخرب بر روی جوش شامل آزمایشات کشش، خمش، ضربه، شکست شکاف دار nick-break، سختی، اچ کردن و خوردگی است که در زیر اختصارا توضیح داده می شود.
1- آزمایشات کشش Tensil testing: یکی از آزمایشات مکانیکی است که بطور وسیع برای تعیین خواص مکانیکی اجسام و جوش بکار گرفته می شود. از این آزمایشات می توان استحکام کششی، نقطه تسلیم یا مقاومت تسلیم، مدول الاستیسیته و انعطاف پذیری (درصد تغییر طول نسبی و درصد تغییر سطح نسبی) را استخراج کرد. آزمایشات کشش بطور کلی دو دسته هستند: الف: آزمایش کشش عرضی: نمونه کششی از جوش سر به سر یا لب به لب بطریقی بریده می شود تا جوش در وسط و عمود بر طول نمونه قرار داشته باشد. غالبا استحکام کششی عرضی اتصال از این آزمایش بدست می آید. شکل (2) دو نمونه ی آزمایش کشش عرضی را نشان می دهد.
بر حسب ضخامت و نوع کار، اندازه های مختلفی در استانداردها برای این نوع نمونه ی کشش وجود دارد. بعد از اعمال نیرو تا حد گسیختگی باید محل پارگی خارج از جوش بوده باشد و اگر بر روی جوش است، مقطع شکست دارای عیوبی نبوده و مقاومت کششی از حد مجاز کمتر نباشد. ب: آزمایش کشش طولی از فلز جوش: نمونه ی کششی مطابق شکل (3) در سرتاسر جوش و از مغز آن تهیه می شود در اینجا هم اندازه های مختلف نمونه ی کششی وجود دارد. طبیعتا لازمه ی انجام این چنین آزمایش داشتن میزان کافی مقطع جوش برای تهیه ی نمونه ی کششی از آن است. هدف از انجام آزمایش تعیین مناسب بودن الکترود یا سیم جوش برای کار مورد نظر و بررسی کیفیت فلز رسوب داده شده در موضع اتصال است. file:///C:%5CDOCUME%7E1%5CCN%5CLOCALS%7E1%5CTemp%5Cmsohtmlclip1%5C01%5Cclip_image006.jpgروش انجام آزمایش ساده بوده، بعد از علامت گذاری "طول موثر" gaze length بر روی نمونه آن را در دو فک دستگاه کشش محکم کرده سپس بتدریج نیروی کششی اعمال می شود. منحنی نیروی اعمال شده و تغییر شکل الاستیکی (ابتدا) و پلاستیکی (مرحله بعد) بر روی کاغذ ثبت می شود شکل (4).
موضعی از نمونه شروع به باریک شدن و بالاخره شکست می کند. پس از پاره شدن نمونه، دو قسمت آن از فک ها باز و در کنار یکدیگر قرار می دهند. طول موثر کش آمده (l[SUB]f[/SUB]) و کوچکترین مقطع ( A[SUB]f[/SUB]) اندازه گیری شکل (4) منحنی تغییر شکل و نیروی کشش اعمال شده بر روی
نمونه ای از فلز جوش می شود. خواص مختلف کششی را به کمک این منحنی و اندازه گیری های فوق مطابق روابط زیر محاسبه می کنند.
ضریب منحنی کششی در قسمت تغییر شکل الاستیکی = مدول الاستیسیته در بعضی موارد از مطالعه سطح شکست نمونه های پاره شده نیز می توان به بعضی عیوب نظر حفره ها ذرات تکه ای سرباره، ذوب ناقص و حتی اندازه ی دانه ها پی برد. 2- آزمایش مقاومت برشی: محاسبه ی مقاومت برش اتصال جوش یا لحیم شده (بیشتر برای قطعات لحیم شده) از طریق نمونه های عرضی و طولی از اتصال مطابق شکل (5) و اعمال نیروی کششی تا مرحله ی گسسته شدن بدست می آید. خارج قسمت ماگزیمم نیروی اعمال شده بر طول اتصال (دو برابر پهنا در نمونه ی عرضی و دو برابر طول زائده در نمونه ی طولی) برابر مقاومت برشی (پوند بر اینچ یا کیلوگرم بر سانتی متر مربع) اتصال است. 3- آزمایشات خمشی: یکی از آزمایشات ارزان و ساده برای نشان دادن بعضی مشخصات اتصال جوش داده شده و فلز جوش آزمایش خمش است که می توان آن را با دستگاه کشش، پرس ساده و حتی با گیره و چکش نیز انجام داد. این آزمایش ممکن است برای پیدا کردن انعطاف پذیری منطقه ی جوش، نفوذ جوش، ساختار کریستالی، مقاومت و حتی تشخیص بعضی عیوب در جوش انجام داد.
آزمایشات خمش بصورت های مختلف خمش "ابتدای آزاد" Free bend test و خمش "هدایت شده" guided bend test (خمش "ریشه ای" root bend، خمش رویی face bend، خمش طولی، خمش کناره ای side bend و خمش با شکاف nik- break) انجام می شود. الف: آزمایش خمش انتهای آزاد Free Bend Test: این آزمایش برای محاسبه ی انعطاف پذیری فلز جوش انجام می شود. نمونه مطابق شکل(6) از جوش لب به لب بطریقی تهیه می شود که جوش در وسط آن قرار دارد. پشت یا گرده ی جوش ماشین کاری می شود (خطوط تیغه ی ماشین باید در جهت عرضی جوش باشند.) جدول صفحه بعد چند اندازه ی مختلف از نمونه ی آزمایش خمش انتهای آزاد را آورده است. با ایجاد دو خط بر روی سطح جوش طول موثر(gaze length) بر روی آن مشخص می شود، سپس با قرار دادن نمونه در گیره با وسیله ی دیگر آن را در جهتی خم می کنند که سطح جوش در پشت با قسمت محدب باشد. خم کردن تا حدی ادامه می یابد که ترکیدگی یا عیوبی بزرگتر از 5/1 میلمیتر در سطح محدب ظاهر شود. اگر عیبی ظاهر نگشت تا دولا شدن کامل نمونه اعمال نیرو ادامه می یابد. درصد تغییر طول نسبی را می توان با نسبت دادن طول موثر به طول موثر اولیه ضربدر 100 بدست آورد شکل (6).
ب: آزمایش خمش هدایت شده Guided Bend Test: نمونه های تهیه شده در گیره یا فک مخصوص قرار گرفته و نیرو از طریق سمبه ی با ابعاد مشخص بر روی نمونه اعمال می شود شکل (6) تا به صورت U در آیند.
برحسب اینکه نمونه ها بصورت طولی، عرضی یا کناری از جوش تهیه شوند و درجه وضعیت بر روی فک تحت نیرو قرار گیرند آزمایشات مختلفی انجام می گیرد. نمونه های عرضی به چهار طریق تهیه می شوند:
نمونه طولی آزمایش خمش نیز در بعضی موارد از سرتاسرجوش تهیه می شود شکل (9) و طبیعتا ازدیاد طول فلز جوش، منطقه ی مجاور آن و فلز اصلی بطور یکسان انجام می گیرد و می توان تغییرات و تاثیرات هر سه منطقه را تحت نیروی خمشی مطالعه کرد. این آزمایش بیشتر برای اتصالات فلزات غیر همجنس استفاده می شود. ج: آزمایش خمش جوش نبشی: آزمایشات خمشی ذکر شده در بالا بیشتر برای جوش های لب به لب انجام می شود. در جوش های نبشی می توان نمونه هایی را مطابق شکل (10) تهیه کرده و تحت نیروی فشاری قرار داد تا شکست انجام شود. با مطالعه مقطع شکست و چگونگی محل آن می توان کیفیت و سلامت جوش نبشی را تشخیص داد. 4- آزمایش ضربه: یکی از آزمایشاتی که قابلیت و رفتار جوش را در برابر نیروهای دینامیکی نشان می دهد آزمایش ضربه است. آزمایش ضربه چقرمگی (toughness) نسبی جوش را در مقایسه با فلز قطعه کار یا با بیان دیگر مقدار انرژی لازم یا مقاومت نمونه ی تهیه شده از جوش
را (تحت نیروی دینامیکی) برای شکست نشان می دهد. نتیجه ی دیگری که می توان از آزمایش ضربه استخراج کرد درجه حرارت انتقال شکست نرم ductile fracture به شکست ترد Briltle fracture است که غالبا با انجام آزمایش ضربه بر روی نمونه ها در درجات مختلف و رسم منحنی انرژی شکست به درجه حرارت بدست می آید. البته از روی مقطع شکست نیز می توان درصد شکست نرم و ترد را حدس زد. بطور کلی آزمایش ضربه از نظر نحوه ی اعمال نیروی دینامیکی برای شکست نمونه دو نوع است: آزمایش "شارپی" Charpy و آزمایش "ایزود" Izod. در آزمایش "ایزود" یک طرف نمونه در گیره ای محکم شده و چکش پاندولی با انرژی پتانسیل معینی رها شده و پس از تبدیل به انرژی جنبشی به طرف آزاد نمونه برخورد می کند. مقداری از انرژی صرف شکسته نمونه شده و باقیمانده ی انرژی جنبشی پاندول را تا ارتفاع معینی بالا می برد. دستگاه تفاوت انرژی اولیه پاندول و انرژی باقیمانده در آن (در حقیقت انرژی مصرف شده برای شکست نمونه) را نشان می دهد. در آزمایش شارپی دو طرف نمونه در تکیه گاه قرار می گیرد و چکش پاندولی به وسط نمونه برخورد کرده و آنرا می شکند شکل (11). همینطور که مشخص است درهر دو حالت
تنش های دینامیکی خمشی بر روی نمونه اعمال می شود. غالبا نمونه های ضربه ای بطور عرضی از جوش تهیه می شود بطوریکه جوش در وسط نمونه قرار می گیرد و نمونه ها دارای شکاف با زاویه، عمق و شعاع استاندارد و معینی هستند که در ایجاد این شکاف ها بر روی نمونه باید دقت زیادی بکار برد. معمولا امتداد شکاف عمود بر سطح جوش بوده و محل آن در نمونه "شارپی" وسط و در نمونه "ایزود" نزدیک به طرف آزاد نمونه است شکل (12). در بعضی موارد که لازم باشد نمونه های طولی از جوش و یا مقطع دایره ای و کوچکتر نیز تهیه می کنند. همانطور که اشاره شد نمونه ها می توانند در درجه حرارت محیط و یا هر درجه حرارت محیط و یا هر درجه حرارت دیگر و بالا یا پائین صفر آزمایش شوند. در کارهای تحقیقاتی مطالعه الکترومیکروسکپی سطوح شکست و تشخیص نوع و اندازه ی ذرات ریز ناخالصی ها (اکسید، سولفید و . . .) نیز مرسوم می باشد. 5- آزمایش سختی Hardness test: در بعضی کتب آزمایش سختی را جزو آزمایشات مخرب منظور کرده اند. آزمایش سختی ایده ای برای مقاومت سایشی فلز جوش داده و در بعضی مواقع که سرعت عمل و ارزانی آزمایش مطرح باشد بجای آزمایش کشش انجام می شود تا مقاومت تقریبی جوش حدس زده شود. این آزمایش مقاومت فلز در برابر فرو رفتن جسم سخت تر (ساچمه فولادی، کریستال الماس و یا مخروط سخت) در سطح آن را نشان می دهد. با مقایسه سختی فلز جوش یا منطقه ی مجاور جوش (H.A.Z) و یا با فلز قطعه کار می توان میزان سختی پذیری جوش و حتی حساسیت آن را در برابر ترکیدگی یا قابلیت ماشین کاری آن را تشخیص داد.
همانطور که اشاره شد این آزمایش را می توان بدون اینکه قطعه ی جوش داده شده از بین برود بر روی جوش یا منقطقه ی مجاورش (بهتر است سنگ زده شود) انجام داد و یا بر روی نمونه ای که از جوش بریده شده و احتمالا مقطع آن اچ شده است در میا خط جوش، در قسمت صورت (face)، در ریشه ی آن و یا منطقه ی متاثر از حرارت اندازه گیری کرد و حتی تغییرات میزان سختی را در فواصل مختلف بصورت منحنی رسم کرد.
روش های مختلفی برای اندازه گیری سختی وجود دارد که دو روش راکول و برینل متداول تر است. بدون اینکه وارد جزئیات این دو روش شویم اختصارا آنها را توضیح می دهیم. در روش برینل ساچمه فولادی با قطر معینی تحت نیروی مشخص (نیروی اعمال شده و قطر ساچمه قابل تغییر بوده و معمولا متناسب بهمدیگر انتخاب می شود) در سطح فلز فرو می رود، پس از چند ثانیه نیروی اعمال شده برداشته شده و توسط دستگاه قطر اثر دایره ای شکل (ناشی از فرورفتگی ساچمه) اندازه گیری می شود. عدد سختی برینل از نسبت نیروی اعمال شده به سطح طبق رابطه ی زیر بدست می آید که غالبا به کمک جدول مستقیما استخراج می شود.
در روش راکول (خود چند نوع است R[SUB]C[/SUB]، R[SUB]B[/SUB] و R[SUB]A[/SUB]) که غالبا برای سختی های بالا از آن استفاده می شود. جسم سخت فرو رونده مخروطی شکل و با قطر کوچکتر می باشد. در اینجا قطر اثر مخروط بر روی سطح اندازه گیری نمی شود بلکه بر روی دستگاه سریعا عدد که نشان دهنده ی سختی است می توان ملاحظه کرد و نیازی به پولیش کردن سطح هم نیست. دستگاه هایی برای اندازه گیری سختی فازها با بعضی ناخالصی های میکروسکپی در ساختار فلز جوش یا منطقه ی مجاور آن وجود دارد که غالبا در کارهای تحقیقاتی از آن استفاده می شود. 6- آزمایش خوردگی Corrosion testing: در جوشکاری فولادهای زنگ نزن، آلومینیم و بعضی آلیاژهای دیگر مقاومت خوردگی فلز جوش با منطقه مجاور جوش حائز اهمیت است که تقلیل مقاومت خوردگی می تواند ناشی از عوامل مختلف منجمله مناسب نبودن ترکیب شیمیایی فلز پرکننده، تغییرات فازها یا رسوب ناخالصی ها در مرز دانه ها، بقایای سرباره و یا روانساز باشد. برای مقایسه مقاومت خوردگی منطقه ی جوش با بقیه ی قطعه کار معمولا بر اساس استاندارد نمونه هایی تهیه شده و در شرایط مشابه با خدمت قطعه جوش داده شده (درجه حرارت، تنش ها و محلول خورنده) قرار داده و در زمان های معینی نمونه ها مورد مطالعه و بررسی قرار می گیرد (شستن و وزن کردن، مطالعه میکروسکپی با طرق دیگر . . . ). 7- اچ کردن The etch test: گاهی اوقات برای مطالعه ساختار میکروسکپی، اندازه ی دانه ها، یا بعضی فازها و حتی عیوب و ناخالصی ها در فلز جوش یا منطقه ی مجاور آن، همچنین بررسی شکل مقطع فلز جوش و میزان نفوذ ذوب لازمست تا نمونه هایی از منطقه جوش داده شده بریده و پس از پولیش کردن با محلول های مختلف اچ کرد. محلول های شیمیائی اچ برای آلیاژهای مختلف و اهداف گوناگون (ماکروسکپی، میکروسکپی، مشخص کردن فاز خاص یا عیب ویژه) متفاوت است، اما عمل این محلول ها خوردن مناطق خاص است تا این مواضع در زیر میکروسکپ بصورت تیره یا روشن و یا اشکال خاص قابل تمایز و تشخیص باشد. آزمایشهای غیر مخرب non- destractie testing هد ف از این آزمایشات تشخیص عیوب مختلف در جوش (سطحی و عمقی) می باشد بدون اینکه قطعه جوش داده شده غیر قابل استفاده شود. بسیاری از موارد با تشخیص عیوب می توان فلز جوش را در آن موضع برداشته و با رسوب مجدد اتصال کاملی بدست آورد. اغلب آزمایشات غیرمخرب از خواص مکانیکی فلز به کمک وسایل و تجهیزات خاص برای کشف عیوب استفاده می شود. معمول ترین آزمایشات غیرمخرب که در بازرسی جوش استفاده می شود عبارتند از: 1- بازرسی های ظاهری Visual inspection: یکی از ساده ترین، سریع ترین و کم خرج ترین روش برای کشف بعضی عیوب نظیر: الف: خلل و فرجهای که تا سطح جوش امتداد دارند. ب: سوختگی و بریدگی کناره ی جوش و یا پر نشدن کامل شکاف جوش. ج: حفره ی انتهایی گرد و پر نشده همراه با سوراخ (ناشی از انقباض حاصل از انجماد) د: گرده ی جوش اضافی و یا سررفتن فلز جوش. ه: موجهای زیاد، ناموزون و خشن irregular ripple پشت جوش در اثر حرکات موجی و زیگزاگی غیر یکنواخت با الکترود یا مشعل. و: قطرات چسبیده شده ی جرقه و ترشح و یا اثرات لکه قوس در کناره ی خط جوش. ز: ترکیدگی ها در جوش با منطقه ی مجاور جوش که قابل تشخیص با چشم به کمک ذره بین باشند. ح: جابجا شدن، تاب برداشتن و تغییر ابعاد اجزاء مورد جوش. این آزمایش غالبا با دقت و به کمک انواع ذره بین با درشت نمایی 20-5 مرتبه انجام می گیرد. 2- آزمایش نفوذ Leak test: آزمایش نفوذ یکی از آزمایشات نسبتا ساده و سریع برای تشخیص کامل بودن جوش در مخازن، سیلندرها و لوله ها از نظرنفوذ مایع یا گاز است. پس از بستن کلیه دریچه ها در مخزن با کپسول از طریق فشار هیدرولیکی آب، نفت، هوا یا گاز بداخل آن هدایت می شود. آب قابلیت نفوذ کم، نفت نسبتا خوب و هوا و گازها مخصوصا هیدروژن قابلیت نفوذ زیادی دارد. در مواردی که استفاده از آب قابل قبول باشد بهتر است آب استفاده شود چون خطرات ناشی از پاره شدن مخزن کمتر از حالت بکار بردن گازها است. فشار اعمال شده در منبع یا لوله تقریبا 2 برابر فشاری است که در عمل و خدمت در آن ایجاد می شود، البته شرایط و موارد مختلف را استانداردها تعیین کرده اند. از طرق مختلف می توان نفوذ مایع یا گاز به خارج از مخزن را مشخص کرد که متداولترین آن: الف: اعمال فشار میعن و خواندن این فشار بر روی فشار سنج در زمان های مختلف، در صورتیکه افت فشاری ایجاد شود نشان دهنده ی سوراخ و یا نفوذ گاز با مایع به بیرون است. ب: پس از وارد کردن هوا یا گاز به داخل مخزن با فشار مشخص، محلول آب صابون در مسیر جوشکاری مالیده می شود و یا مخزن را وارد آب صابون می کنیم. در صورت ملاحظه حساب ها می توان پی به نفوذ هوا یا گاز از مخزن به بیرون برد. 3- آزمایش صدا Stethoscopic (sound) test: اصول کلی این روش از روی تشخیص صدای زنگ دار جوش سالم و صدای خفه یا گرفته جوش شکسته یا عیب دار می باشد. و سایل خاصی ممکن است برای تشخیص دقیق تر نوع صدا نیز بکار رود. این آزمایش برای تعیین سلامت جوش در سازه ها و اسکلت های فلزی بسیار مناسب است. 4- بازرسی یا ذرات مغناطیسی Magnetic particle inspection: بازرسی با ذرات مغناطیسی یکی از روش های ساده و سریع برای آشکار کردن بعضی عیوب سطحی غیر قابل رویت و یا کمی زیر سطح نظیر ترکهای خیلی ریز، ذرات سرباره ی محبوس نشده و خلل و فرج که در عمق زیادی قرار نداشته باشند است. در این روش یک جریان قوی ایجاد کننده ی حوزه ی مغناطیسی در جوش است و پس از پاشیدن پودر ریز مغناطیس شونده بر روی منطقه ی جوش، اگر عیوبی در سطح یا لایه ی زیر سطح وجود داشته باشد موجب قطع نیرو خطوط مغناطیس شده و منجر به تمرکز ذرات پودر در اطراف عیب می شود (ایجاد قطب های مغناطیسی در دو طرف عیب). به این ترتیب اندازه، شکل و موقعیت عیب مشخص می شود شکل (). طبیعی است که هر چه عیوب در عمق پائین تری باشد نیاز به حوزه ی مغناطیسی قوی تر بوده و این تمرکز ذرات در سطح نامشخص تر است. این روش برای ترک یابی و بعضی عیوب دیگر مکمل روش های رادیوگرافی است. یکی از محدود یت های این روش این است که فقط می توان برای فلزاتی استفاده کرد که در اثر عبور جریان الکتریکی حوزه ی مغناطیسی در آن ایجاد می شود. روش های متفاوتی برای مغناطیس کردن بکار می رود از جمله: مغناطیس کردن مداوم، مغناطیس باقیمانده، مغناطیس کردن دایره ای، مغناطیس کردن طولی و مغناطیس کردن یا جریان AC و D.C. شکل () چند نمونه از این روش ها را نشان می دهد. ذرات مغناطیس شونده ی آهنی نیز به طور مختلف عرضه شده و استفاده می شود. برای جلوگیری از اکسیده شدن ذرات غالبا آنها پوشش داده شده اند و برنگ سیاه و قرمز و گاهی هم با مواد فلورسنت پوشیده شده اند. این مواد بصورت پودر یا شناور در محلول های روغنی مصرف مصرف می شوند. مزیت پودر جمع آوری و استفاده مجدد آن است اما در وضعیت های غیر تخت یا مسطح نمی توان استفاده کرد. 5- بازرسی به کمک رنگ های نفوذ کننده Dye penetrate inspection: یکی دیگر از طرق بازرسی عیوب سطحی در جوش نظیر ترکهای ریز سطحی استفاده از محلول های رنگی نفوذ کننده و ظهور developer است. مزیت عمده ی این روش نسبت به روش قبل (ذرات مغناطیس شونده) امکان کاربرد آن برای فلزات آهنی و غیرآهنی و حتی مواد غیرفلزی است. مواد رنگی خاص معلق در مایعات با سیالیت، قدرت نفوذ و خاصیت خیس کنندگی خیلی بالا بر روی سطح مورد بازرسی پاشیده می شود. در صورت وجود عیوب سطحی این مایع در آن نفوذ کرده، سپس سطح آن را با آب یا پارچه تمیز می کنند. با بکار بردن محلول ظهور مخصوص محلول قبلی که در عیب نفوذ کرده در محلول فوق جذب شده و موضع عیب را بطور وسیع تری ظاهر می سازد. شکل () بطور شماتیک این مراحل را نشان می دهد. بعضی از مواد نفوذ کننده شامل فلورسنت می باشد. در آن صورت بعد از عملیات اگر موضع را در تاریکی یا با نور ماوراء بنفش مشاهده کنیم در محل های عیب یا عیوب بصورت رنگی و درخشان (سبز متمایل به زرد) رویت می شود و بالنتیجه دقت بیشتری در تشخیص و بازرسی بوجود می آورد.
6- آزمایش با امواج صوتی یا رادیویی Ultrasonic testing: در این آزمایش ارتعاشات یا امواج فرکانس بالا 20KHz – 20MHz برای تشخیص موقعیت و اندازه ی عیوب سطحی و عمقی نظیر خلل و فرج، ترک، سرباره ی محبوس شده، نفوذ ناقص و حتی ضخامت جوش یا قطعه کار بکار می رود. این روش که بسیار حساس و دقیق است برای فلزات آهنی و غیرآهنی و حتی غیرفلزات (سرامیک و پلاستیک) نیز قابل استفاده و کاربرد می باشد. اصول کلی روش بدین ترتیب است که از عبور جریان الکتریکی متناوب با فرکانس بالا (یک میلیون سیکل در ثانیه) از کریستال کوارتر انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی تبدیل می شود (اثر پیزوالکتریک) در قسمت اول سیکل سطح کریستال منبسط شده و در نیم سیکل دیگر منقبض می شود و بدین ترتیب ارتعاش مکانیکی ایجاد می شود. اگر سطح صاف شده مورد آزمایش با این سطح منتشر کننده ی موج تماس حاصل نماید امواج بطور موثر از probe به کار منتقل می شود. پس از عبور در ضخامت قطعه، این امواج در ظرف دیگر سطح منعکس می شود و توسط گیرنده دریافت شده و در صفحه ای می توان موج رفت و برگشت را مشاهده کرد. اگر کوچکترین عیبی در مسیر این امواج باشد تمام یا قسمتی از موج در برخورد با این عیب منعکس می شود و در روی صفحه کاملا مشهود خواهد شد شکل (). اگر منحنی استانداردی که نشان دهنده ی فاصله یا زمان رفت و برگشت موج است در روی صفحه موجود باشد، (از طریق مختلف می توان این منحنی را کالیبره کرد) براحتی می توان فاصله عیب را تا سطح نیز تعیین کرد. از مزایای این روش سرعت عمل زیاد، حساسیت خوب (بیشتر از رادیوگرافی)، هزینه ی کم و نامحدود بودن بزرگی موضع مورد بازرسی، اما از محدودیت های آن نیاز به صاف بودن سطح (می توان به کمک قشر نازک روغنی تماس probe را با سطح بهتر کرد) و عدم کاربرد آن برای جوش ها و اتصالات با شکل های پیچیده و همچنین نیاز به مهارت و تجربه در کاربرد آن می باشد. همانطور که اشاره شد این روش برای اندازه گیری یا تعیین یکنواختی ضخامت ورق ها و بازرسی های دیگر در قطعات مختلف صنعتی حین تولید یا خدمت نیز کاربرد دارد. 7- رادیوگرافی Radiographic inspection: یکی از مفیدترین و متدوال ترین روش بازرسی و کیفیت و سلامت جوش در قطعات با ابعاد، اشکال و مواد مختلف رادیوگرافی به کمک اشعه ی الکترومغناطیسی X و γ است. اشعه ی X (طول موج Cm [SUP]8-[/SUP]10× 40- 001/0) و اشعه γ (طول موج Cm [SUP]8-[/SUP]10× 3- 005/0) از داخل قطعه کار عبور کرده و قسمتی از آن جذب و مقداری از آن در طرف دیگر قطعه عبور می کند. اگر فیلم یا صفحه حساس در طرف دیگر مستقیما قرار داشته باشد، اشعه بر روی آن اثر می کند. اگر جوش سالم و یکنواخت (هموژن) باشد با غلظت یکنواخت فیلم را تار می کند، اما اگر در مسیر اشعه عیوبی نظیر حفره ی گازی، سرباره ی محبوس شده، ترک، فقدان نفوذ و غیر یکنواختی ضخامت وجود داشته باشد اشعه در این مواضع که معمولا رقیق تر از قطعه ی فلز کار هستند کمتر جذب شده یا با شدت بیشتری بر روی فیلم تاثیر می گذارد و آنرا تاریک تر می کند. بعد از ظاهر کردن فیلم و مطالعه ی لکه های تاریک تر می توان موقعیت، اندازه و نوع عیب را تشخیص داد. البته نمونه ها و استانداردهایی برای مقایسه فیلم بدست آمده با آنها وجود دارد.
اشعه ی X از لوله ی تولید این اشعه به سطح کار برخورد می کند (فیلامان filament کاتد الکترون را فراهم کرده که با سرعت زیاد بطرف آند یا هدف target برخورد می کند. قسمتی از انرژی جنبشی الکترون به انرژی تشعشعی یا اشعه ی X تبدیل می گردد.) قدرت نفوذی اشعه به ولتاژ بالایی که بین کاتد و آند برقرار است (400000 ولت را می توان برای بازرسی قطعه فولادی به ضخامت 62 میلیمتر بکار برد) بستگی دارد شکل (). اشعه γ از ایزوتوپ های رادیواکتیو نظیر کبالت 60، ایریدیم 192 و سریم 167 منتشر می شود که قدرت نفوذ بیشتری نسبت به اشعه X دارد و برای بازرسی ضخامت های بیشتر بکار می رود. مواردی که ضخامت کار یکنواخت نباشد بازرسی با اشعه γ مناسب تر است. اما اشعه X برای تشخیص عیوب کوچک در قطعات ریز mm50 ضخامت ارجح تر است بویژه آنکه سرعت عملیات و تاثیر بر روی فیلم حساس هم سریع تر (چندین ثانیه یا دقیقه بجای چندین ساعت با اشعه γ) است. از طرف دیگر تجهیزات بازرسی با اشعه ی X بزرگتر و گرانتر می باشد. وسایل رادیوگرافی با اشعه γ کوچک و قابل حمل و نقل نیز بوده و اگر منبع تولید اشعه ی γ در وسط نمونه های مورد بازرسی در اطراف آن قرار گیرد شکل () می توان رادیوگرافی چندین نمونه را همزمان انجام داد. نکته ای که لازم است به آن اشاره شود اینست که قدرت منبع تولید اشعه ی γ بتدریج کم می شود.
عدم رعایت نکات ایمنی در کار کردن با هر دو روش خطرات فراوانی از اشعه X و γ برای سلامتی بازرس بوجود می آورد.
آزمایشات مخرب بر روی نمونه هایی که از جوش در آورده یا با شرایطی مشابه جوش در قطعه کار تهیه شده است، انجام می گیرد و همانطور که از اسم این آزمایشات استنباط می شود نمونه ها پس از آزمایش (پاره شدن) قابل استفاده ی مجدد نیستند. محل، تعداد و نحوه ی تهیه ی نمونه ها برای آزمایشات مختلف بسته به نوع کار در استانداردها مشخص شده اند. شکل(1) نمونه ای را در این مورد نشان می دهد. آزمایشات معمول مخرب بر روی جوش شامل آزمایشات کشش، خمش، ضربه، شکست شکاف دار nick-break، سختی، اچ کردن و خوردگی است که در زیر اختصارا توضیح داده می شود.
1- آزمایشات کشش Tensil testing: یکی از آزمایشات مکانیکی است که بطور وسیع برای تعیین خواص مکانیکی اجسام و جوش بکار گرفته می شود. از این آزمایشات می توان استحکام کششی، نقطه تسلیم یا مقاومت تسلیم، مدول الاستیسیته و انعطاف پذیری (درصد تغییر طول نسبی و درصد تغییر سطح نسبی) را استخراج کرد. آزمایشات کشش بطور کلی دو دسته هستند: الف: آزمایش کشش عرضی: نمونه کششی از جوش سر به سر یا لب به لب بطریقی بریده می شود تا جوش در وسط و عمود بر طول نمونه قرار داشته باشد. غالبا استحکام کششی عرضی اتصال از این آزمایش بدست می آید. شکل (2) دو نمونه ی آزمایش کشش عرضی را نشان می دهد.
بر حسب ضخامت و نوع کار، اندازه های مختلفی در استانداردها برای این نوع نمونه ی کشش وجود دارد. بعد از اعمال نیرو تا حد گسیختگی باید محل پارگی خارج از جوش بوده باشد و اگر بر روی جوش است، مقطع شکست دارای عیوبی نبوده و مقاومت کششی از حد مجاز کمتر نباشد. ب: آزمایش کشش طولی از فلز جوش: نمونه ی کششی مطابق شکل (3) در سرتاسر جوش و از مغز آن تهیه می شود در اینجا هم اندازه های مختلف نمونه ی کششی وجود دارد. طبیعتا لازمه ی انجام این چنین آزمایش داشتن میزان کافی مقطع جوش برای تهیه ی نمونه ی کششی از آن است. هدف از انجام آزمایش تعیین مناسب بودن الکترود یا سیم جوش برای کار مورد نظر و بررسی کیفیت فلز رسوب داده شده در موضع اتصال است. file:///C:%5CDOCUME%7E1%5CCN%5CLOCALS%7E1%5CTemp%5Cmsohtmlclip1%5C01%5Cclip_image006.jpgروش انجام آزمایش ساده بوده، بعد از علامت گذاری "طول موثر" gaze length بر روی نمونه آن را در دو فک دستگاه کشش محکم کرده سپس بتدریج نیروی کششی اعمال می شود. منحنی نیروی اعمال شده و تغییر شکل الاستیکی (ابتدا) و پلاستیکی (مرحله بعد) بر روی کاغذ ثبت می شود شکل (4).
موضعی از نمونه شروع به باریک شدن و بالاخره شکست می کند. پس از پاره شدن نمونه، دو قسمت آن از فک ها باز و در کنار یکدیگر قرار می دهند. طول موثر کش آمده (l[SUB]f[/SUB]) و کوچکترین مقطع ( A[SUB]f[/SUB]) اندازه گیری شکل (4) منحنی تغییر شکل و نیروی کشش اعمال شده بر روی
نمونه ای از فلز جوش می شود. خواص مختلف کششی را به کمک این منحنی و اندازه گیری های فوق مطابق روابط زیر محاسبه می کنند.
ماکزیمم نیروی کششی | = مقاومت کششی | نیرو در نقطه ی تسلیم | = مقاومت تسلیم | |
۪A | ۪A سطح مقطع اولیه |
100× | -A[SUB]f[/SUB] ۪A | = درصد تغییر سطح نسبی | ۪A | l[SUB]f[/SUB] - l | = درصد تغییر طول نسبی | |
۪A | l |
آزمایشات خمش بصورت های مختلف خمش "ابتدای آزاد" Free bend test و خمش "هدایت شده" guided bend test (خمش "ریشه ای" root bend، خمش رویی face bend، خمش طولی، خمش کناره ای side bend و خمش با شکاف nik- break) انجام می شود. الف: آزمایش خمش انتهای آزاد Free Bend Test: این آزمایش برای محاسبه ی انعطاف پذیری فلز جوش انجام می شود. نمونه مطابق شکل(6) از جوش لب به لب بطریقی تهیه می شود که جوش در وسط آن قرار دارد. پشت یا گرده ی جوش ماشین کاری می شود (خطوط تیغه ی ماشین باید در جهت عرضی جوش باشند.) جدول صفحه بعد چند اندازه ی مختلف از نمونه ی آزمایش خمش انتهای آزاد را آورده است. با ایجاد دو خط بر روی سطح جوش طول موثر(gaze length) بر روی آن مشخص می شود، سپس با قرار دادن نمونه در گیره با وسیله ی دیگر آن را در جهتی خم می کنند که سطح جوش در پشت با قسمت محدب باشد. خم کردن تا حدی ادامه می یابد که ترکیدگی یا عیوبی بزرگتر از 5/1 میلمیتر در سطح محدب ظاهر شود. اگر عیبی ظاهر نگشت تا دولا شدن کامل نمونه اعمال نیرو ادامه می یابد. درصد تغییر طول نسبی را می توان با نسبت دادن طول موثر به طول موثر اولیه ضربدر 100 بدست آورد شکل (6).
ب: آزمایش خمش هدایت شده Guided Bend Test: نمونه های تهیه شده در گیره یا فک مخصوص قرار گرفته و نیرو از طریق سمبه ی با ابعاد مشخص بر روی نمونه اعمال می شود شکل (6) تا به صورت U در آیند.
برحسب اینکه نمونه ها بصورت طولی، عرضی یا کناری از جوش تهیه شوند و درجه وضعیت بر روی فک تحت نیرو قرار گیرند آزمایشات مختلفی انجام می گیرد. نمونه های عرضی به چهار طریق تهیه می شوند:
- نمونه های ریشه ی جوشی مطابق شکل (7) آماده شده و آنچنان بر روی فک پاکیزه قرار می گیرد که قسمت ریشه ی جوش در زیر باشد. پس از خم شدن (به شکل U در آمدن) نباید ترکیدگی یا عیب دیگر در ریشه ی جوش مشاهده شود. این آزمایش برای تعیین کامل بودن نفوذ ریشه ی جوش مناسب است.
- نمونه های صورت جوش مطابق شکل (7- B) تهیه شده و آنچنان بر روی فک قرار می گیرد که قسمت صورت یا گرده ی جوش (پس از تخت کردن) بطرف پائین باشد. پس از خم شدن سطح جوش انبساط حاصل کرده و در این سطح نباید ترکیدگی و عیوب دیگر (بزرگتر از 3 میمیلمتر) مشاهده نمود (برحسب حساسیت و نوع کار طول ترکیدگی یا عیوب مجار فرق می کند).
- نمونه های کناره جوش مطابق شکل (8- C) آماده شده و آنچنان بر روی فک قرار می گیرد که تمام مقطع جوش تحت نیروی اعمال شده خمیده شده و اگر عیوبی در سطح و ریشه ی جوش باشد ظاهر خواهد شد. پهنای نمونه مساوی ضخامت اتصال جوش داده شده است.
- نمونه های خمشی شکاف دار nick – break مطابق شکل (9- D) آماده سازی شده و درگیره یا فک تخت نیروی خمشی قرار می گیرد. واضح است به علت شکافی که عمود بر جوش تراشیده شده است نمونه نمی تواند تغییر فرم کامل داده و بصوت U در آید و با اعمال نیروی نه چندان زیاد شکست از محل شکاف یعنی فلز جوش ایجاد می شود. این آزمایش به منظور مشاهده سطح شکست (غالبا تغییر شکل پلاستیکی نداده) و مطالعه عیوب (حفره های گازی، ذرات سرباره ی محبوس شده و . . .) انجام می گیرد.
نمونه طولی آزمایش خمش نیز در بعضی موارد از سرتاسرجوش تهیه می شود شکل (9) و طبیعتا ازدیاد طول فلز جوش، منطقه ی مجاور آن و فلز اصلی بطور یکسان انجام می گیرد و می توان تغییرات و تاثیرات هر سه منطقه را تحت نیروی خمشی مطالعه کرد. این آزمایش بیشتر برای اتصالات فلزات غیر همجنس استفاده می شود. ج: آزمایش خمش جوش نبشی: آزمایشات خمشی ذکر شده در بالا بیشتر برای جوش های لب به لب انجام می شود. در جوش های نبشی می توان نمونه هایی را مطابق شکل (10) تهیه کرده و تحت نیروی فشاری قرار داد تا شکست انجام شود. با مطالعه مقطع شکست و چگونگی محل آن می توان کیفیت و سلامت جوش نبشی را تشخیص داد. 4- آزمایش ضربه: یکی از آزمایشاتی که قابلیت و رفتار جوش را در برابر نیروهای دینامیکی نشان می دهد آزمایش ضربه است. آزمایش ضربه چقرمگی (toughness) نسبی جوش را در مقایسه با فلز قطعه کار یا با بیان دیگر مقدار انرژی لازم یا مقاومت نمونه ی تهیه شده از جوش
را (تحت نیروی دینامیکی) برای شکست نشان می دهد. نتیجه ی دیگری که می توان از آزمایش ضربه استخراج کرد درجه حرارت انتقال شکست نرم ductile fracture به شکست ترد Briltle fracture است که غالبا با انجام آزمایش ضربه بر روی نمونه ها در درجات مختلف و رسم منحنی انرژی شکست به درجه حرارت بدست می آید. البته از روی مقطع شکست نیز می توان درصد شکست نرم و ترد را حدس زد. بطور کلی آزمایش ضربه از نظر نحوه ی اعمال نیروی دینامیکی برای شکست نمونه دو نوع است: آزمایش "شارپی" Charpy و آزمایش "ایزود" Izod. در آزمایش "ایزود" یک طرف نمونه در گیره ای محکم شده و چکش پاندولی با انرژی پتانسیل معینی رها شده و پس از تبدیل به انرژی جنبشی به طرف آزاد نمونه برخورد می کند. مقداری از انرژی صرف شکسته نمونه شده و باقیمانده ی انرژی جنبشی پاندول را تا ارتفاع معینی بالا می برد. دستگاه تفاوت انرژی اولیه پاندول و انرژی باقیمانده در آن (در حقیقت انرژی مصرف شده برای شکست نمونه) را نشان می دهد. در آزمایش شارپی دو طرف نمونه در تکیه گاه قرار می گیرد و چکش پاندولی به وسط نمونه برخورد کرده و آنرا می شکند شکل (11). همینطور که مشخص است درهر دو حالت
تنش های دینامیکی خمشی بر روی نمونه اعمال می شود. غالبا نمونه های ضربه ای بطور عرضی از جوش تهیه می شود بطوریکه جوش در وسط نمونه قرار می گیرد و نمونه ها دارای شکاف با زاویه، عمق و شعاع استاندارد و معینی هستند که در ایجاد این شکاف ها بر روی نمونه باید دقت زیادی بکار برد. معمولا امتداد شکاف عمود بر سطح جوش بوده و محل آن در نمونه "شارپی" وسط و در نمونه "ایزود" نزدیک به طرف آزاد نمونه است شکل (12). در بعضی موارد که لازم باشد نمونه های طولی از جوش و یا مقطع دایره ای و کوچکتر نیز تهیه می کنند. همانطور که اشاره شد نمونه ها می توانند در درجه حرارت محیط و یا هر درجه حرارت محیط و یا هر درجه حرارت دیگر و بالا یا پائین صفر آزمایش شوند. در کارهای تحقیقاتی مطالعه الکترومیکروسکپی سطوح شکست و تشخیص نوع و اندازه ی ذرات ریز ناخالصی ها (اکسید، سولفید و . . .) نیز مرسوم می باشد. 5- آزمایش سختی Hardness test: در بعضی کتب آزمایش سختی را جزو آزمایشات مخرب منظور کرده اند. آزمایش سختی ایده ای برای مقاومت سایشی فلز جوش داده و در بعضی مواقع که سرعت عمل و ارزانی آزمایش مطرح باشد بجای آزمایش کشش انجام می شود تا مقاومت تقریبی جوش حدس زده شود. این آزمایش مقاومت فلز در برابر فرو رفتن جسم سخت تر (ساچمه فولادی، کریستال الماس و یا مخروط سخت) در سطح آن را نشان می دهد. با مقایسه سختی فلز جوش یا منطقه ی مجاور جوش (H.A.Z) و یا با فلز قطعه کار می توان میزان سختی پذیری جوش و حتی حساسیت آن را در برابر ترکیدگی یا قابلیت ماشین کاری آن را تشخیص داد.
همانطور که اشاره شد این آزمایش را می توان بدون اینکه قطعه ی جوش داده شده از بین برود بر روی جوش یا منقطقه ی مجاورش (بهتر است سنگ زده شود) انجام داد و یا بر روی نمونه ای که از جوش بریده شده و احتمالا مقطع آن اچ شده است در میا خط جوش، در قسمت صورت (face)، در ریشه ی آن و یا منطقه ی متاثر از حرارت اندازه گیری کرد و حتی تغییرات میزان سختی را در فواصل مختلف بصورت منحنی رسم کرد.
روش های مختلفی برای اندازه گیری سختی وجود دارد که دو روش راکول و برینل متداول تر است. بدون اینکه وارد جزئیات این دو روش شویم اختصارا آنها را توضیح می دهیم. در روش برینل ساچمه فولادی با قطر معینی تحت نیروی مشخص (نیروی اعمال شده و قطر ساچمه قابل تغییر بوده و معمولا متناسب بهمدیگر انتخاب می شود) در سطح فلز فرو می رود، پس از چند ثانیه نیروی اعمال شده برداشته شده و توسط دستگاه قطر اثر دایره ای شکل (ناشی از فرورفتگی ساچمه) اندازه گیری می شود. عدد سختی برینل از نسبت نیروی اعمال شده به سطح طبق رابطه ی زیر بدست می آید که غالبا به کمک جدول مستقیما استخراج می شود.
در روش راکول (خود چند نوع است R[SUB]C[/SUB]، R[SUB]B[/SUB] و R[SUB]A[/SUB]) که غالبا برای سختی های بالا از آن استفاده می شود. جسم سخت فرو رونده مخروطی شکل و با قطر کوچکتر می باشد. در اینجا قطر اثر مخروط بر روی سطح اندازه گیری نمی شود بلکه بر روی دستگاه سریعا عدد که نشان دهنده ی سختی است می توان ملاحظه کرد و نیازی به پولیش کردن سطح هم نیست. دستگاه هایی برای اندازه گیری سختی فازها با بعضی ناخالصی های میکروسکپی در ساختار فلز جوش یا منطقه ی مجاور آن وجود دارد که غالبا در کارهای تحقیقاتی از آن استفاده می شود. 6- آزمایش خوردگی Corrosion testing: در جوشکاری فولادهای زنگ نزن، آلومینیم و بعضی آلیاژهای دیگر مقاومت خوردگی فلز جوش با منطقه مجاور جوش حائز اهمیت است که تقلیل مقاومت خوردگی می تواند ناشی از عوامل مختلف منجمله مناسب نبودن ترکیب شیمیایی فلز پرکننده، تغییرات فازها یا رسوب ناخالصی ها در مرز دانه ها، بقایای سرباره و یا روانساز باشد. برای مقایسه مقاومت خوردگی منطقه ی جوش با بقیه ی قطعه کار معمولا بر اساس استاندارد نمونه هایی تهیه شده و در شرایط مشابه با خدمت قطعه جوش داده شده (درجه حرارت، تنش ها و محلول خورنده) قرار داده و در زمان های معینی نمونه ها مورد مطالعه و بررسی قرار می گیرد (شستن و وزن کردن، مطالعه میکروسکپی با طرق دیگر . . . ). 7- اچ کردن The etch test: گاهی اوقات برای مطالعه ساختار میکروسکپی، اندازه ی دانه ها، یا بعضی فازها و حتی عیوب و ناخالصی ها در فلز جوش یا منطقه ی مجاور آن، همچنین بررسی شکل مقطع فلز جوش و میزان نفوذ ذوب لازمست تا نمونه هایی از منطقه جوش داده شده بریده و پس از پولیش کردن با محلول های مختلف اچ کرد. محلول های شیمیائی اچ برای آلیاژهای مختلف و اهداف گوناگون (ماکروسکپی، میکروسکپی، مشخص کردن فاز خاص یا عیب ویژه) متفاوت است، اما عمل این محلول ها خوردن مناطق خاص است تا این مواضع در زیر میکروسکپ بصورت تیره یا روشن و یا اشکال خاص قابل تمایز و تشخیص باشد. آزمایشهای غیر مخرب non- destractie testing هد ف از این آزمایشات تشخیص عیوب مختلف در جوش (سطحی و عمقی) می باشد بدون اینکه قطعه جوش داده شده غیر قابل استفاده شود. بسیاری از موارد با تشخیص عیوب می توان فلز جوش را در آن موضع برداشته و با رسوب مجدد اتصال کاملی بدست آورد. اغلب آزمایشات غیرمخرب از خواص مکانیکی فلز به کمک وسایل و تجهیزات خاص برای کشف عیوب استفاده می شود. معمول ترین آزمایشات غیرمخرب که در بازرسی جوش استفاده می شود عبارتند از: 1- بازرسی های ظاهری Visual inspection: یکی از ساده ترین، سریع ترین و کم خرج ترین روش برای کشف بعضی عیوب نظیر: الف: خلل و فرجهای که تا سطح جوش امتداد دارند. ب: سوختگی و بریدگی کناره ی جوش و یا پر نشدن کامل شکاف جوش. ج: حفره ی انتهایی گرد و پر نشده همراه با سوراخ (ناشی از انقباض حاصل از انجماد) د: گرده ی جوش اضافی و یا سررفتن فلز جوش. ه: موجهای زیاد، ناموزون و خشن irregular ripple پشت جوش در اثر حرکات موجی و زیگزاگی غیر یکنواخت با الکترود یا مشعل. و: قطرات چسبیده شده ی جرقه و ترشح و یا اثرات لکه قوس در کناره ی خط جوش. ز: ترکیدگی ها در جوش با منطقه ی مجاور جوش که قابل تشخیص با چشم به کمک ذره بین باشند. ح: جابجا شدن، تاب برداشتن و تغییر ابعاد اجزاء مورد جوش. این آزمایش غالبا با دقت و به کمک انواع ذره بین با درشت نمایی 20-5 مرتبه انجام می گیرد. 2- آزمایش نفوذ Leak test: آزمایش نفوذ یکی از آزمایشات نسبتا ساده و سریع برای تشخیص کامل بودن جوش در مخازن، سیلندرها و لوله ها از نظرنفوذ مایع یا گاز است. پس از بستن کلیه دریچه ها در مخزن با کپسول از طریق فشار هیدرولیکی آب، نفت، هوا یا گاز بداخل آن هدایت می شود. آب قابلیت نفوذ کم، نفت نسبتا خوب و هوا و گازها مخصوصا هیدروژن قابلیت نفوذ زیادی دارد. در مواردی که استفاده از آب قابل قبول باشد بهتر است آب استفاده شود چون خطرات ناشی از پاره شدن مخزن کمتر از حالت بکار بردن گازها است. فشار اعمال شده در منبع یا لوله تقریبا 2 برابر فشاری است که در عمل و خدمت در آن ایجاد می شود، البته شرایط و موارد مختلف را استانداردها تعیین کرده اند. از طرق مختلف می توان نفوذ مایع یا گاز به خارج از مخزن را مشخص کرد که متداولترین آن: الف: اعمال فشار میعن و خواندن این فشار بر روی فشار سنج در زمان های مختلف، در صورتیکه افت فشاری ایجاد شود نشان دهنده ی سوراخ و یا نفوذ گاز با مایع به بیرون است. ب: پس از وارد کردن هوا یا گاز به داخل مخزن با فشار مشخص، محلول آب صابون در مسیر جوشکاری مالیده می شود و یا مخزن را وارد آب صابون می کنیم. در صورت ملاحظه حساب ها می توان پی به نفوذ هوا یا گاز از مخزن به بیرون برد. 3- آزمایش صدا Stethoscopic (sound) test: اصول کلی این روش از روی تشخیص صدای زنگ دار جوش سالم و صدای خفه یا گرفته جوش شکسته یا عیب دار می باشد. و سایل خاصی ممکن است برای تشخیص دقیق تر نوع صدا نیز بکار رود. این آزمایش برای تعیین سلامت جوش در سازه ها و اسکلت های فلزی بسیار مناسب است. 4- بازرسی یا ذرات مغناطیسی Magnetic particle inspection: بازرسی با ذرات مغناطیسی یکی از روش های ساده و سریع برای آشکار کردن بعضی عیوب سطحی غیر قابل رویت و یا کمی زیر سطح نظیر ترکهای خیلی ریز، ذرات سرباره ی محبوس نشده و خلل و فرج که در عمق زیادی قرار نداشته باشند است. در این روش یک جریان قوی ایجاد کننده ی حوزه ی مغناطیسی در جوش است و پس از پاشیدن پودر ریز مغناطیس شونده بر روی منطقه ی جوش، اگر عیوبی در سطح یا لایه ی زیر سطح وجود داشته باشد موجب قطع نیرو خطوط مغناطیس شده و منجر به تمرکز ذرات پودر در اطراف عیب می شود (ایجاد قطب های مغناطیسی در دو طرف عیب). به این ترتیب اندازه، شکل و موقعیت عیب مشخص می شود شکل (). طبیعی است که هر چه عیوب در عمق پائین تری باشد نیاز به حوزه ی مغناطیسی قوی تر بوده و این تمرکز ذرات در سطح نامشخص تر است. این روش برای ترک یابی و بعضی عیوب دیگر مکمل روش های رادیوگرافی است. یکی از محدود یت های این روش این است که فقط می توان برای فلزاتی استفاده کرد که در اثر عبور جریان الکتریکی حوزه ی مغناطیسی در آن ایجاد می شود. روش های متفاوتی برای مغناطیس کردن بکار می رود از جمله: مغناطیس کردن مداوم، مغناطیس باقیمانده، مغناطیس کردن دایره ای، مغناطیس کردن طولی و مغناطیس کردن یا جریان AC و D.C. شکل () چند نمونه از این روش ها را نشان می دهد. ذرات مغناطیس شونده ی آهنی نیز به طور مختلف عرضه شده و استفاده می شود. برای جلوگیری از اکسیده شدن ذرات غالبا آنها پوشش داده شده اند و برنگ سیاه و قرمز و گاهی هم با مواد فلورسنت پوشیده شده اند. این مواد بصورت پودر یا شناور در محلول های روغنی مصرف مصرف می شوند. مزیت پودر جمع آوری و استفاده مجدد آن است اما در وضعیت های غیر تخت یا مسطح نمی توان استفاده کرد. 5- بازرسی به کمک رنگ های نفوذ کننده Dye penetrate inspection: یکی دیگر از طرق بازرسی عیوب سطحی در جوش نظیر ترکهای ریز سطحی استفاده از محلول های رنگی نفوذ کننده و ظهور developer است. مزیت عمده ی این روش نسبت به روش قبل (ذرات مغناطیس شونده) امکان کاربرد آن برای فلزات آهنی و غیرآهنی و حتی مواد غیرفلزی است. مواد رنگی خاص معلق در مایعات با سیالیت، قدرت نفوذ و خاصیت خیس کنندگی خیلی بالا بر روی سطح مورد بازرسی پاشیده می شود. در صورت وجود عیوب سطحی این مایع در آن نفوذ کرده، سپس سطح آن را با آب یا پارچه تمیز می کنند. با بکار بردن محلول ظهور مخصوص محلول قبلی که در عیب نفوذ کرده در محلول فوق جذب شده و موضع عیب را بطور وسیع تری ظاهر می سازد. شکل () بطور شماتیک این مراحل را نشان می دهد. بعضی از مواد نفوذ کننده شامل فلورسنت می باشد. در آن صورت بعد از عملیات اگر موضع را در تاریکی یا با نور ماوراء بنفش مشاهده کنیم در محل های عیب یا عیوب بصورت رنگی و درخشان (سبز متمایل به زرد) رویت می شود و بالنتیجه دقت بیشتری در تشخیص و بازرسی بوجود می آورد.
6- آزمایش با امواج صوتی یا رادیویی Ultrasonic testing: در این آزمایش ارتعاشات یا امواج فرکانس بالا 20KHz – 20MHz برای تشخیص موقعیت و اندازه ی عیوب سطحی و عمقی نظیر خلل و فرج، ترک، سرباره ی محبوس شده، نفوذ ناقص و حتی ضخامت جوش یا قطعه کار بکار می رود. این روش که بسیار حساس و دقیق است برای فلزات آهنی و غیرآهنی و حتی غیرفلزات (سرامیک و پلاستیک) نیز قابل استفاده و کاربرد می باشد. اصول کلی روش بدین ترتیب است که از عبور جریان الکتریکی متناوب با فرکانس بالا (یک میلیون سیکل در ثانیه) از کریستال کوارتر انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی تبدیل می شود (اثر پیزوالکتریک) در قسمت اول سیکل سطح کریستال منبسط شده و در نیم سیکل دیگر منقبض می شود و بدین ترتیب ارتعاش مکانیکی ایجاد می شود. اگر سطح صاف شده مورد آزمایش با این سطح منتشر کننده ی موج تماس حاصل نماید امواج بطور موثر از probe به کار منتقل می شود. پس از عبور در ضخامت قطعه، این امواج در ظرف دیگر سطح منعکس می شود و توسط گیرنده دریافت شده و در صفحه ای می توان موج رفت و برگشت را مشاهده کرد. اگر کوچکترین عیبی در مسیر این امواج باشد تمام یا قسمتی از موج در برخورد با این عیب منعکس می شود و در روی صفحه کاملا مشهود خواهد شد شکل (). اگر منحنی استانداردی که نشان دهنده ی فاصله یا زمان رفت و برگشت موج است در روی صفحه موجود باشد، (از طریق مختلف می توان این منحنی را کالیبره کرد) براحتی می توان فاصله عیب را تا سطح نیز تعیین کرد. از مزایای این روش سرعت عمل زیاد، حساسیت خوب (بیشتر از رادیوگرافی)، هزینه ی کم و نامحدود بودن بزرگی موضع مورد بازرسی، اما از محدودیت های آن نیاز به صاف بودن سطح (می توان به کمک قشر نازک روغنی تماس probe را با سطح بهتر کرد) و عدم کاربرد آن برای جوش ها و اتصالات با شکل های پیچیده و همچنین نیاز به مهارت و تجربه در کاربرد آن می باشد. همانطور که اشاره شد این روش برای اندازه گیری یا تعیین یکنواختی ضخامت ورق ها و بازرسی های دیگر در قطعات مختلف صنعتی حین تولید یا خدمت نیز کاربرد دارد. 7- رادیوگرافی Radiographic inspection: یکی از مفیدترین و متدوال ترین روش بازرسی و کیفیت و سلامت جوش در قطعات با ابعاد، اشکال و مواد مختلف رادیوگرافی به کمک اشعه ی الکترومغناطیسی X و γ است. اشعه ی X (طول موج Cm [SUP]8-[/SUP]10× 40- 001/0) و اشعه γ (طول موج Cm [SUP]8-[/SUP]10× 3- 005/0) از داخل قطعه کار عبور کرده و قسمتی از آن جذب و مقداری از آن در طرف دیگر قطعه عبور می کند. اگر فیلم یا صفحه حساس در طرف دیگر مستقیما قرار داشته باشد، اشعه بر روی آن اثر می کند. اگر جوش سالم و یکنواخت (هموژن) باشد با غلظت یکنواخت فیلم را تار می کند، اما اگر در مسیر اشعه عیوبی نظیر حفره ی گازی، سرباره ی محبوس شده، ترک، فقدان نفوذ و غیر یکنواختی ضخامت وجود داشته باشد اشعه در این مواضع که معمولا رقیق تر از قطعه ی فلز کار هستند کمتر جذب شده یا با شدت بیشتری بر روی فیلم تاثیر می گذارد و آنرا تاریک تر می کند. بعد از ظاهر کردن فیلم و مطالعه ی لکه های تاریک تر می توان موقعیت، اندازه و نوع عیب را تشخیص داد. البته نمونه ها و استانداردهایی برای مقایسه فیلم بدست آمده با آنها وجود دارد.
اشعه ی X از لوله ی تولید این اشعه به سطح کار برخورد می کند (فیلامان filament کاتد الکترون را فراهم کرده که با سرعت زیاد بطرف آند یا هدف target برخورد می کند. قسمتی از انرژی جنبشی الکترون به انرژی تشعشعی یا اشعه ی X تبدیل می گردد.) قدرت نفوذی اشعه به ولتاژ بالایی که بین کاتد و آند برقرار است (400000 ولت را می توان برای بازرسی قطعه فولادی به ضخامت 62 میلیمتر بکار برد) بستگی دارد شکل (). اشعه γ از ایزوتوپ های رادیواکتیو نظیر کبالت 60، ایریدیم 192 و سریم 167 منتشر می شود که قدرت نفوذ بیشتری نسبت به اشعه X دارد و برای بازرسی ضخامت های بیشتر بکار می رود. مواردی که ضخامت کار یکنواخت نباشد بازرسی با اشعه γ مناسب تر است. اما اشعه X برای تشخیص عیوب کوچک در قطعات ریز mm50 ضخامت ارجح تر است بویژه آنکه سرعت عملیات و تاثیر بر روی فیلم حساس هم سریع تر (چندین ثانیه یا دقیقه بجای چندین ساعت با اشعه γ) است. از طرف دیگر تجهیزات بازرسی با اشعه ی X بزرگتر و گرانتر می باشد. وسایل رادیوگرافی با اشعه γ کوچک و قابل حمل و نقل نیز بوده و اگر منبع تولید اشعه ی γ در وسط نمونه های مورد بازرسی در اطراف آن قرار گیرد شکل () می توان رادیوگرافی چندین نمونه را همزمان انجام داد. نکته ای که لازم است به آن اشاره شود اینست که قدرت منبع تولید اشعه ی γ بتدریج کم می شود.
عدم رعایت نکات ایمنی در کار کردن با هر دو روش خطرات فراوانی از اشعه X و γ برای سلامتی بازرس بوجود می آورد.
