اصطلاحات کلیدی جوشکاری و فلزکاری (Welding)

• آیا با مفاهیم پایه‌ای مانند «قوس الکتریکی» و «حوضچه جوش» آشنایی دارید؟
• تفاوت بین جوشکاری MIG، TIG و SMAW در چیست و هر کدام چه کاربردی دارند؟
• مهم‌ترین لغات تخصصی جوشکاری که هر مهندس و تکنسینی باید بداند کدامند؟
• چگونه می‌توان عیوب رایج در جوشکاری مانند «تخلخل» یا «نفوذ ناقص» را شناسایی و توصیف کرد؟

در این مقاله جامع، به تمام این سوالات و بسیاری از پرسش‌های دیگر پاسخ خواهیم داد. دنیای جوشکاری و فلزکاری پر از اصطلاحات و عبارات فنی است که درک آن‌ها برای هر متخصص، دانشجو یا علاقه‌مند به این حوزه ضروری است. تسلط بر لغات تخصصی جوشکاری نه تنها به شما کمک می‌کند تا فرآیندها را بهتر درک کنید، بلکه ارتباط شما با دیگر متخصصان را نیز بهبود می‌بخشد و به شما امکان می‌دهد تا اسناد فنی و دستورالعمل‌ها را به درستی تفسیر کنید. با ما همراه باشید تا سفری به قلب این دنیای صنعتی داشته باشیم و با کلیدی‌ترین مفاهیم آن آشنا شویم.

مفاهیم بنیادی در جوشکاری: سنگ بنای دانش شما

پیش از آنکه به سراغ فرآیندهای پیچیده برویم، باید با چند مفهوم کلیدی و اساسی آشنا شویم. این اصطلاحات در تقریبا تمام انواع جوشکاری مشترک هستند و درک آن‌ها برای فهم ادامه مطلب ضروری است.

قوس الکتریکی (Electric Arc)

قوس الکتریکی تخلیه الکتریکی بین دو الکترود است که از میان گازها صورت می‌گیرد. در جوشکاری، این قوس بین الکترود (سیم جوش) و فلز پایه (قطعه کار) ایجاد می‌شود. حرارت فوق‌العاده بالای ناشی از این قوس (که می‌تواند به چندین هزار درجه سانتی‌گراد برسد) باعث ذوب شدن لبه‌های قطعه کار و ماده پرکننده (Filler Metal) می‌شود تا اتصال برقرار گردد.

فلز پایه (Base Metal)

به فلز یا آلیاژی که قطعات اصلی کار را تشکیل می‌دهد و قرار است به یکدیگر متصل شوند، فلز پایه گفته می‌شود. انتخاب صحیح فرآیند جوشکاری و الکترود، وابستگی مستقیمی به نوع و ضخامت فلز پایه دارد.

فلز پرکننده (Filler Metal)

ماده‌ای است که در حین جوشکاری به حوضچه جوش اضافه می‌شود تا فضای بین دو قطعه را پر کرده و اتصال را تقویت کند. این ماده معمولاً به شکل سیم، میله (الکترود) یا پودر است. ترکیب شیمیایی فلز پرکننده باید با فلز پایه سازگار باشد تا جوشی مستحکم و بدون عیب ایجاد شود.

حوضچه جوش (Weld Pool / Puddle)

به ناحیه کوچکی از فلز مذاب که در حین جوشکاری در نقطه اتصال ایجاد می‌شود، حوضچه جوش می‌گویند. کنترل اندازه، شکل و دمای حوضچه جوش یکی از مهم‌ترین مهارت‌های یک جوشکار حرفه‌ای است. این حوضچه پس از سرد شدن، گرده جوش (Weld Bead) را تشکیل می‌دهد.

گرده جوش (Weld Bead)

خط یا ردیفی از فلز که پس از انجماد حوضچه جوش بر روی سطح کار باقی می‌ماند. ظاهر یکنواخت و منظم گرده جوش، معمولاً نشان‌دهنده کیفیت بالای جوشکاری است.

انواع فرآیندهای جوشکاری و لغات تخصصی مرتبط

جوشکاری به روش‌های مختلفی انجام می‌شود که هر کدام مزایا، معایب و کاربردهای خاص خود را دارند. در این بخش به معرفی سه فرآیند بسیار رایج و لغات تخصصی جوشکاری مرتبط با آن‌ها می‌پردازیم.

۱. جوشکاری قوس الکتریکی با الکترود روکش‌دار (SMAW)

این فرآیند که با نام Shielded Metal Arc Welding یا جوشکاری دستی با الکترود (Stick Welding) نیز شناخته می‌شود، یکی از قدیمی‌ترین و رایج‌ترین روش‌های جوشکاری است.

• الکترود (Electrode): میله فلزی است که با روکشی از مواد شیمیایی مخصوص (فلاکس) پوشانده شده است. این میله هم به عنوان فلز پرکننده عمل می‌کند و هم با سوختن روکش خود، گازی محافظ تولید می‌کند.
• فلاکس (Flux): روکش روی الکترود که وظایف متعددی دارد: تولید گاز محافظ برای جلوگیری از اکسید شدن حوضچه جوش، ایجاد سرباره برای کاهش سرعت سرد شدن و بهبود خواص مکانیکی جوش، و کمک به پایداری قوس الکتریکی.
• سرباره (Slag): لایه محافظی که پس از انجماد فلاکس مذاب روی گرده جوش تشکیل می‌شود. این لایه باید پس از هر پاس جوشکاری از روی سطح تمیز شود.
• انبر الکترود (Electrode Holder): ابزاری که جوشکار برای نگه داشتن الکترود و هدایت آن استفاده می‌کند.

۲. جوشکاری قوسی با گاز محافظ (GMAW / MIG)

این فرآیند که بیشتر با نام MIG (Metal Inert Gas) شناخته می‌شود، از یک سیم جوش ممتد به عنوان الکترود و فلز پرکننده استفاده می‌کند. یک گاز محافظ (مانند آرگون یا دی‌اکسید کربن) از طریق تورچ جوشکاری، حوضچه جوش را از اتمسفر اطراف محافظت می‌کند.

• تورچ جوشکاری (Welding Gun/Torch): ابزاری که سیم جوش و گاز محافظ از طریق آن به نقطه اتصال هدایت می‌شوند.
• گاز محافظ (Shielding Gas): گازی (معمولاً آرگون، هلیوم، CO2 یا ترکیبی از آن‌ها) که برای محافظت حوضچه جوش از آلودگی‌های اتمسفری مانند اکسیژن و نیتروژن به کار می‌رود.
• سرعت تغذیه سیم (Wire Feed Speed): سرعتی که سیم جوش از دستگاه به سمت تورچ حرکت می‌کند. تنظیم صحیح این پارامتر برای ایجاد یک جوش باکیفیت حیاتی است.
• جوشکاری اتصالی (Tack Weld): جوش‌های کوتاه و کوچکی که برای ثابت نگه داشتن قطعات در موقعیت صحیح قبل از جوشکاری نهایی به کار می‌روند.

۳. جوشکاری قوسی با الکترود تنگستن و گاز محافظ (GTAW / TIG)

این فرآیند که به نام TIG (Tungsten Inert Gas) مشهور است، از یک الکترود تنگستنی غیرمصرفی برای ایجاد قوس الکتریکی استفاده می‌کند. فلز پرکننده (در صورت نیاز) به صورت دستی به حوضچه جوش اضافه می‌شود. این روش برای جوشکاری فلزات نازک و ایجاد جوش‌های بسیار دقیق و تمیز کاربرد دارد.

• الکترود تنگستن (Tungsten Electrode): الکترودی دیرگداز و غیرمصرفی که فقط برای ایجاد قوس به کار می‌رود و در حوضچه جوش ذوب نمی‌شود.
• جریان متناوب/مستقیم (AC/DC): جوشکاری TIG بسته به نوع فلز پایه، می‌تواند با جریان متناوب (برای آلومینیوم و منیزیم) یا جریان مستقیم (برای فولاد و فولاد ضد زنگ) انجام شود.
• پدال پایی (Foot Pedal): ابزاری که به جوشکار اجازه می‌دهد شدت جریان (آمپراژ) را در حین کار کنترل کند و دقت بالاتری داشته باشد.
• جوشکاری خودکار (Autogenous Welding): نوعی جوشکاری (معمولاً در فرآیند TIG) که بدون استفاده از فلز پرکننده انجام می‌شود و تنها با ذوب کردن لبه‌های فلز پایه، اتصال صورت می‌گیرد.

اصطلاحات مربوط به طراحی اتصال و هندسه جوش

برای ایجاد یک اتصال جوشی مهندسی‌شده و قابل اعتماد، باید با انواع اتصالات و اجزای مختلف یک جوش آشنا بود. این لغات تخصصی جوشکاری در نقشه‌های مهندسی و دستورالعمل‌های کاری (WPS) به وفور یافت می‌شوند.

انواع اصلی اتصالات (Types of Joints)

1. اتصال لب به لب (Butt Joint): دو قطعه در یک صفحه و در کنار یکدیگر قرار می‌گیرند.
2. اتصال روی هم (Lap Joint): یک قطعه روی قطعه دیگر قرار گرفته و لبه آن جوش داده می‌شود.
3. اتصال سپری یا T شکل (T-Joint): لبه یک قطعه به صورت عمود بر سطح قطعه دیگر قرار می‌گیرد.
4. اتصال گوشه (Corner Joint): دو قطعه با زاویه‌ای (معمولاً ۹۰ درجه) در گوشه به هم متصل می‌شوند.
5. اتصال پیشانی (Edge Joint): لبه‌های دو قطعه به صورت موازی در کنار هم قرار گرفته و جوش داده می‌شوند.

اجزای یک جوش (Weld Anatomy)

• ریشه جوش (Weld Root): نقطه‌ای در عمق اتصال که در آن سطوح فلز پایه به یکدیگر نزدیک‌ترین فاصله را دارند. نفوذ کامل به ریشه یکی از نشانه‌های جوش باکیفیت است.
• پنجه جوش (Weld Toe): مرز بین سطح فلز پایه و سطح گرده جوش.
• سطح جوش (Weld Face): سطح خارجی جوش که پس از اتمام کار قابل مشاهده است.
• گلویی جوش (Weld Throat): کوتاه‌ترین فاصله از ریشه جوش تا سطح جوش در یک جوش گوشه (Fillet Weld). ضخامت گلویی، معیار اصلی تعیین استحکام جوش گوشه است.
• ناحیه متأثر از حرارت (HAZ – Heat-Affected Zone): بخشی از فلز پایه که ذوب نشده اما ساختار میکروسکوپی و خواص مکانیکی آن به دلیل حرارت ناشی از جوشکاری تغییر کرده است. کنترل اندازه HAZ برای حفظ استحکام قطعه بسیار مهم است.

عیوب رایج در جوشکاری: شناخت مشکلات برای پیشگیری

هیچ فرآیندی بی‌نقص نیست و جوشکاری نیز از این قاعده مستثنی نیست. شناخت نام و ماهیت عیوب جوش به بازرسان و جوشکاران کمک می‌کند تا مشکلات را شناسایی کرده و از تکرار آن‌ها جلوگیری کنند. در ادامه به برخی از مهم‌ترین لغات تخصصی جوشکاری در این حوزه اشاره می‌کنیم.

نام عیب (فارسی)	نام عیب (انگلیسی)	توضیح مختصر
تخلخل (Porosity)	Porosity	حفره‌های گازی کوچک که به دلیل حبس شدن گاز در حوضچه جوش مذاب ایجاد می‌شوند. معمولاً ناشی از آلودگی سطح یا گاز محافظ نامناسب است.
بریدگی کناره جوش (Undercut)	Undercut	ایجاد یک شیار در فلز پایه و در امتداد پنجه جوش که باعث کاهش ضخامت و تمرکز تنش می‌شود.
نفوذ ناقص (Incomplete Penetration)	Incomplete Penetration	زمانی که فلز جوش به طور کامل به ریشه اتصال نرسیده و آن را پر نکرده است. این عیب به شدت استحکام اتصال را کاهش می‌دهد.
ذوب ناقص (Lack of Fusion)	Lack of Fusion	عدم اتصال و ذوب شدن صحیح بین فلز جوش و فلز پایه، یا بین پاس‌های مختلف جوشکاری.
ترک (Crack)	Crack	خطرناک‌ترین عیب جوش که می‌تواند به دلیل تنش‌های داخلی، سرد شدن سریع یا وجود هیدروژن ایجاد شود. ترک‌ها می‌توانند در حین یا پس از جوشکاری به وجود آیند.
پاشش (Spatter)	Spatter	قطرات ریز فلز مذاب که در حین جوشکاری به اطراف پاشیده شده و به سطح کار می‌چسبند. اگرچه یک عیب ساختاری نیست، اما ظاهر کار را خراب کرده و نیاز به تمیزکاری دارد.

نتیجه‌گیری: زبان مشترک صنعتگران

دنیای جوشکاری و فلزکاری، دنیایی دقیق و فنی است. تسلط بر لغات تخصصی جوشکاری که در این مقاله به آن‌ها پرداختیم، تنها نقطه شروع است. این اصطلاحات، زبان مشترکی بین مهندسان، طراحان، جوشکاران و بازرسان ایجاد می‌کنند و به همه افراد درگیر در یک پروژه اجازه می‌دهند تا با دقتی بالا و بدون ابهام با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. هرچه درک شما از این مفاهیم عمیق‌تر باشد، توانایی شما در اجرای فرآیندهای جوشکاری، خواندن نقشه‌های فنی و عیب‌یابی مشکلات نیز افزایش خواهد یافت. امیدواریم این راهنما به شما در پیمودن این مسیر کمک کرده باشد.