آزمون ذرات مغناطیسی
آزمون ذرات مغناطیسی یکی از آسان‌ترین آزمایش‌های غیرمخرب جوشکاری است. این آزمایش برای بررسی و بازبینی عیوب سطحی لبۀ ورق‌های قبل از جوشکاری به‌کار می‌رود. این روش جوش را برای معایبی ازقبیل ترک‌های سطحی، ذوب ناقص، تخلخل، بریدگی کنارۀ جوش، نفوذ ناقص ریشۀ جوش و اختلاط سرباره کنترل می‌کند. این روش محدود به مواد مغناطیسی‌شونده نظیر چدن و فولاد بوده و برای مواد و فلزات غیرمغناطیسی مانند، فولاد ضدزنگ، آلومینیوم و مس کاربرد ندارد. نام دیگر این آزمایش، روش پودر یا گرد مغناطیسی است. این آزمایش محل ترک‌های داخلی و سطحی بسیارریز را برای رؤیت با چشم غیرمسلح آشکار می‌کند.
معایب موجود توسط این روش در عمقی معادل ۱۰ تا ۲۰ میلی‌متر زیر سطح جوش قابل‌تشخیص هستند. معایب عمیق‌تر با این روش قابل‌شناسایی نیستند. قطعۀ موردآزمایش با استفاده از جریان الکتریکی جهت ایجاد یک میدان مغناطیسی در داخل مصالح، یا قراردادن آن در داخل یک سیم‌پیچ، مغناطیسی می‌گردد. سطح مغناطیسی‌شدۀ قطعه، با لایۀ نازکی از یک گرد مغناطیسی نظیر اکسیدآهن قرمز پوشیده می‌شود. این لایۀ گرد درصورت عدم وجود عیب در جوش یا فلز پایه می‌تواند از روی سطح برداشته شود ولی درصورت وجود یک عیب سطحی یا داخلی گرد موردنظر در داخل حفره یا ترک مربوطه فرومی‌رود (یا می‌چسبد).
آزمون پرتونگاری
پرتونگاری یکی از روش‌های آزمایش غیرمخرب می‌باشد که نوع و محل عیوب داخلی و بسیارریز (میکروسکوپی) جوش را نشان می‌دهد. این روش دو نوع پرتو X با گاما را مورداستفاده قرار می‌دهد. اشعۀ گاما به‌خاطر طول موج کوتاه خود می‌تواند در ضخامت‌های نسبتاً زیادی از مواد نفوذ کند، در ضمن زمان تابش اشعه به قطعۀ مورد پرتونگاری در مورد اشعۀ گاما نسبت به اشعۀ X بسیار طولانی‌تر می‌باشد. فیلم‌های به‌دست‌آمده از پرتونگاری با اشعۀ X به نام ایکس‌نگارها و فیلم‌های به‌دست‌آمده از کاربرد اشعۀ گاما، به نام گامانگار خوانده می‌شوند. این دو نوع فیلم در حالت کلی به نام پرتونگار خوانده می‌شوند.
در آزمایش پرتونگاری یک عکس از وضعیت داخلی فلز جوش گرفته می‌شود. در حین عکس‌برداری، فیلم در یک طرف و منبع پرتوزا (X یا گاما) در سمت دیگر قطعه قرار می‌گیرد. پرتو رادیویی در ضخامت فلز نفوذ کرده و پس از عبور از این ضخامت لکه‌ای بر روی صفحۀ فیلم ایجاد می‌کند. میزان جذب پرتوهای رادیویی توسط مواد مختلف متفاوت است. نفوذ گل، حفرۀ گازی، ترک‌ها، بریدگی‌های کنارۀ جوش و قسمت‌های نفوذ ناقص جوش، تراکم کمتری نسبت به فولاد سالم دارند. بنابراین در حوالی این قسمت‌ها پرتو بیشتری به سطح فیلم می‌رسد و عیوب فلز جوش، به‌صورت لکه‌های تاریکی بر روی فیلم ثبت می‌شوند. این شیوۀ پرتونگاری حضور معایب مختلف در فلز جوش و فلز پایه را مسجل کرده و اندازه، شکل و محل آن‌ها را ثبت می‌کند.
بازرسی با مواد نافذ
بازرسی با مواد نافذ یکی از شیوه‌های غیرمخرب برای محل‌یابی معایب سطحی می‌باشد. مشابه روش پرتونگاری این آزمایش برای فلزات غیرمغناطیسی نظیر فولاد ضدزنگ، آلومینیوم، منیزیم و تنگستن و پلاستیک‌ها نیز قابل‌کاربرد است. آزمایش با مواد نافذ جهت تشخیص عیوب داخلی قابل‌استفاده نمی‌باشد.
۱) آزمون با رنگ نافذ قرمز
سطح موردبازرسی باید در ابتدا از لکه‌های روغن، گریس و مواد ناخالص و خارجی تمیز شود. سپس مادۀ رنگی موردنظر بر روی سطح پاشیده شده و در داخل ترک‌ها و سایر ناهمواری‌ها نفوذ می‌کند. رنگ اضافی از روی سطح پاک شده و سپس یک مایع فوق‌العاده فرار حاوی ذرات ریز سفیدرنگ بر روی سطح پاشیده می‌شود. این ماده به نام مادۀ ظهور (ظاهرکننده) خوانده می‌شود. تبخیر مایع فرار باعث برجای‌ماندن گرد خشک سفیدرنگ بر روی مادۀ قرمز نفوذ کرده در ترک‌ها می‌گردد و بر اثر عمل مویینگی، مادۀ قرمز از ترک بیرون کشیده شده و پودر سفید کاملاً قرمز می‌شود. به همین جهت ترک موردنظر به‌وضوح با این روش قابل‌شناسایی است.
۲) آزمون با مادۀ نافذ حساس
این روش مشابه آزمون‌های غیرمخرب با مواد نافذ رنگی است که برای کشف معایب سطحی به‌کار می‌رود. مشابه سایر روش‌های این رده، این آزمایش نیز شامل نفوذ مادۀ رنگی در ترک (یا نقص موردنظر)، پاک‌کردن مادۀ رنگی اضافی و ظهور قسمت معیوب می‌باشد. مادۀ رنگی این آزمایش ماده‌ای با حساسیت بسیار زیاد است. ترک‌های ریز در زمینۀ سفیدرنگ مادۀ ظهور قابل‌شناسایی هستند. این مادۀ حساس محل ترک‌های ریز، تخلخل، حفره و درزهای غیرقابل‌رؤیت با چشم غیرمسلح را بر روی مادۀ رنگی قرمز به‌طور واضح و مجزا مشخص می‌کند. آزمایش بر روی بسیاری مصالح نظیر فولاد، آلومینیوم، برنج، کربید، شیشه و پلاستیک به‌کار می‌رود.
آزمون فراصوتی
آزمون فراصوتی یکی از آزمایش‌های نسبتاً پیشرفته در ردۀ آزمایش‌های غیرمخرب می‌باشد. این روش سریع بوده و قادر به تشخیص معایب داخلی بدون نیاز به تخریب قطعۀ جوش‌شده می‌باشد. چون این روش از نزدیک کنترل می‌شود، قابلیت ارائۀ اطلاعات دقیق و موردنیاز قطعۀ جوش‌شده، بدون نیاز به یک‌سری عملیات پرکار را دارا می‌باشد. این روش هم معایب سطحی و هم نواقص داخلی فلز جوش و فلز پایه را مشخص، مکان‌یابی و اندازه‌گیری می‌کند.
آزمایش فراصوتی توسط موج منتشرشده از یک مبدل (بلور کوارتز)، که مشابه یک موج صوتی ولی با گام و فرکانس بالاتری است، انجام می‌شود. موج‌های فراصوتی از داخل قطعۀ موردآزمایش عبور داده می‌شوند و با هرگونه تغییر در تراکم داخلی قطعه، منعکس می‌شوند. این موج‌ها توسط یک مبدل (بلور کوارتز که تحت جریان متناوب قرار داد که به یک واحد جست‌وجوگر متصل شده، تولید می‌شوند. امواج منعکس‌شده (پژواک‌ها) به‌صورت برجستگی‌هایی نسبت به خط مبنا، بر روی صفحۀ نمایش دستگاه، ظاهر می‌شوند.
هنگامی‌که واحد جست‌وجوگر به مصالح موردنظر متصل می‌شود، دو نوع پژواک بر روی صفحۀ نمایش ظاهر می‌شود. ضربان اول، انعکاس صدا از سطح رویی جسم که در تماس با دستگاه است، می‌باشد، و ضربان دوم مربوط به انعکاس موج از سطح مقابل است. فاصلۀ بین این دو ضربان با دقت کالیبره می‌شود. این الگو نشان می‌دهد که مصالح در شرایط مناسبی از نظر معایب و نواقص داخلی قرار دارد. هنگامی‌که یک عیب یا ترک داخلی توسط واحد جست‌وجو پیدا شود، تولید ضربان سومی می‌کند که بین ضربان اول و دوم بر روی صفحۀ نمایش ثبت می‌شود. بنابراین مشخص می‌شود که محل این عیب بین سطوح بالا و پایین مصالح (در داخل جسم مصالح) می‌باشد. فاصلۀ میان ضربان‌ها و ارتفاع نسبی آن‌ها محل و میزان سختی (تراکم) عیب مزبور را مشخص می‌کند.
آزمایش جریان گردابی
آزمایش جریان گردابی (یا جریان القایی: جریان الکتریکی که در داخل یک جسم فلزی بر اثر قرارگرفتن آن در داخل یک میدان مغناطیسی القا می‌شود.) مشابه روش ذرات مغناطیسی، از انرژی الکترومغناطیسی جهت آشکارسازی معایب و نواقص در مصالح استفاده می‌کنند. این روش هم برای مصالح آهن‌دار و هم ترکیبات غیرآهنی مناسب بوده و به‌ویژه در بازرسی جوشکاری خطوط لوله کاربرد دارد. این شیوه عیوبی ازقبیل تخلخل، نفوذ یا اختلاط گل جوشکاری، ترک و ذوب ناقص فلز جوش را ظاهر می‌سازد.
آزمایش نشت
آزمایش جوش درمقابل نشت یا تراوش مایعات با کاربرد فشار باد یا فشار هیدرولیکی انجام می‌شود. بار واردشده برابر یا بزرگ‌تر از مقدار بار موردانتظار وارد بر سازه در شرایط بهره‌برداری است. اگر آزمایش فقط برای تعیین نشتی انجام می‌شود، اعمال باری بیش از بار بهره‌برداری وارد بر جوش لازم نیست. ولی اگر گسیختگی قطعۀ جوش‌شده صدمات مالی و جانی بزرگی را در پی داشته باشد، فشاری اضافه بر شرایط بهره‌برداری اعمال خواهد شد. این روش معمولاً برای آزمایش جوشکاری مخازن تحت‌فشار و خطوط لوله به‌کار می‌رود. اگر آزمایش از نوع مخرب باشد، فشار تا حد ترکیدن (گسیختگی) قطعۀ موردنظر وارد می‌شود. در این آزمایش معمولاً از آب جهت تعیین محل نشت استفاده می‌شود. ولی روزنه‌های خیلی‌کوچک همیشه با آب قابل‌تشخیص نیستند. با استفاده از هوا یا روغن تحت‌فشار و چسبندگی کم، امکان شناسایی این موارد نیز وجود دارد.
آزمایش سختی
اغلب آزمایش سختی فلز جوش و فلز پایه در محدودۀ جوشکاری علاوه بر بازرسی کیفی جوش، مهم می‌باشد. اطلاع از میزان سختی جوشی که ماشین‌کاری می‌شود یا در معرض ساییدگی قرار دارد، مهم و ضروری است. تعدادی آزمایش سختی به شیوۀ غیرمخرب وجود دارد که انتخاب هر نوع بستگی به نوع مصالح موردآزمایش دارد. آزمایش‌های رایج عبارت‌اند از: برینل، راکول، ویکر و اسکلروسکوپ.
۱) برینل
آزمایش سختی برینل شامل اثرگذاری یک گلولۀ فولادی سخت بر روی قطعۀ فلزی موردآزمایش تحت یک فشار معین و زمان از پیش تعریف‌شده می‌باشد. قطر اثر گلوله روی قطعه اندازه‌گیری می‌شود و براساس این قطر یک عدد برینل از جدول مربوطه استخراج می‌شود. اثر گلولۀ برینل بر روی قطعۀ موردآزمایش معمولأ بزرگ است، بنابراین این روش در مورد تعیین سختی سطوح بزرگ و زمانی‌که اثرگذاری روی سطح مجاز باشد، به‌کار می‌رود.
۲) راکول
سیستم آزمایش راکول مشابه آزمایش برینل می‌باشد با این تفاوت که در این روش قرائت از روی یک صفحۀ مدرج انجام می‌شود. دستگاه آزمایش راکول، عمق نفوذ (گودی) به‌جای‌مانده از یک گلولۀ فولادی سخت کوچک یا یک مخروط الماسه را اندازه می‌گیرد.
۳) ویکر
آزمایش سختی ویکر شامل اثرگذاری یک متۀ الماسه بر روی سطح نمونه، تحت اثر یک بار تعریف‌شده می‌باشد. عدد ویکر عبارت است از نسبت بار اعمال‌شده به سطح اثر مته بر روی نمونه. به‌خاطر الماسه‌بودن تیغۀ نفوذی دستگاه ویکر، این آزمایش برای مصالح خیلی‌سخت قابل‌استفاده است. سطح زخمی توسط دستگاه آزمایش ویکر و راکول نسبت به دستگاه برینل کوچک‌تر است.
۴) اسکلروسکوپ
این دستگاه یک وسیلۀ قابل‌حمل شامل یک لولۀ شیشه‌ای قائم در داخل یک سیلندر کوچک با انتهای الماسه می‌باشد که انتهای متۀ الماسه در مقابل غلتش آزاد است. سیلندر، بر روی نمونۀ موردآزمایش سقوط کرده سپس به محل اولیۀ خود باز می‌گردد (جهش می‌کند). مدت زمان جهش این سیلندر براساس یک مقیاس بر روی لولۀ شیشه‌ای اندازه‌گیری شده که همان قرائت سختی می‌باشد. این زمان قرائت‌شده با مراجعه به جداول مربوطه میزان سختی را مشخص می‌کند. این روش آزمایش برای مصالح سخت بسیار مناسب بوده ولی برای مصالح نسبتاً نرم قابل‌کاربرد نیست.
منبع: راهنمای جوش و اتصالات جوشی در ساختمان‌های فولادی، شاپور طاحونی، دفتر تدوین و ترویج مقررات ملی ساختمان، ۱۳۷۹
