Figure 5.1Complete Joint Penetration (CJP) Weld — D1.1:2025 Guide
يمتد لحام الاختراق الكامل للمفصل عبر السماكة الكاملة لمفصل المعدن الأساسي. بموجب D1.1:2025، لا تتطلب وصلات اللحام الأخاديد ذات الاختراق الكامل للمفصل (CJP) المؤهلة مسبقًا وفقًا لـ Clause 5.4.1 و Figure 5.1 أي سجل تأهيل إجراء لحام (PQR). يجب تأهيل إجراءات الاختراق الكامل للمفصل (CJP) غير المؤهلة مسبقًا عن طريق الاختبار وفقًا لـ Table 6.2.
ما هو لحام الاختراق الكامل للمفصل (CJP)؟
لحام الأخدود ذو الاختراق الكامل للمفصل (CJP) هو لحام يمتد فيه معدن اللحام عبر السماكة الكاملة للمفصل. يندمج اللحام بالكامل من سطح إلى آخر، مما يخلق مفصلاً بنفس قوة المقطع العرضي للمعدن الأساسي نفسه.
تُطلب لحامات الاختراق الكامل للمفصل (CJP) حيثما يجب أن يتحمل المفصل حمل التصميم الكامل للأعضاء المتصلة. في الفولاذ الإنشائي، يشمل ذلك وصلات العزم في الإطارات الصلبة، ووصلات التقوية الثقيلة، ووصلات الأعمدة في التطبيقات الزلزالية، وأي مفصل يحدد فيه المهندس أداءً بكامل القوة. عندما يجب أن تنقل الوصلة شدًا عموديًا على محور اللحام، فإن لحام الاختراق الكامل للمفصل (CJP) هو عادةً الخيار الوحيد الذي يلبي متطلبات قوة D1.1 دون حساب حلق فعال مخفض.
السمة المميزة للحام الاختراق الكامل للمفصل (CJP) ليست نوع الأخدود — بل هي اكتمال الاندماج. يمكن للحامات الأخدود على شكل V، والمشطوفة، وعلى شكل J، وعلى شكل U، وحتى الأخدود المربع أن تحقق جميعها الاختراق الكامل للمفصل (CJP) عندما يخترق معدن اللحام سماكة المفصل بالكامل. المهم هو عدم بقاء أي منطقة جذر غير منصهرة.
التمييز الرئيسي: يتم تعريف الاختراق الكامل للمفصل (CJP) بالنتيجة (الاختراق الكامل)، وليس بالطريقة. يمكن لنفس وصلة الأخدود على شكل V أن تنتج لحام اختراق كامل للمفصل (CJP) عند التجويف الخلفي واللحام الخلفي، أو لحام اختراق جزئي للمفصل (PJP) عند اللحام من كلا الجانبين دون تجويف خلفي (Clause 5.4.2).
الاختراق الكامل للمفصل (CJP) مقابل الاختراق الجزئي للمفصل (PJP) — متى يتم تطبيق كل منهما
يتم تعريف التمييز بين الاختراق الكامل للمفصل (CJP) والاختراق الجزئي للمفصل (PJP) بموجب D1.1 بكيفية تنفيذ اللحام، وليس فقط هندسة المفصل. يحكم Clause 5.4.1 لحامات الأخدود ذات الاختراق الكامل للمفصل (CJP). يحدد Clause 5.4.2 لحامات الأخدود ذات الاختراق الجزئي للمفصل (PJP) على أنها لحامات أخاديد بدون تدعيم فولاذي ملحومة من جانب واحد، ولحامات أخاديد ملحومة من كلا الجانبين ولكن بدون تجويف خلفي.
| Attribute | CJP | PJP |
|---|---|---|
| Penetration | Full joint thickness | Partial — specified depth |
| Effective throat | Equals المعدن الأساسي thickness | Reduced — per Table 5.8 minimum |
| D1.1 clause | Clause 5.4.1 | Clause 5.4.2 |
| Prequalified details | Figure 5.1 |
Figure 5.2 |
| Typical use | Moment connections, column splices, tension joints | Shear connections, مقوٍّ welds, compression splices |
| Design strength | Full base metal strength | Must be calculated based on effective throat |
يختار المهندس الاختراق الكامل للمفصل (CJP) عندما يجب أن تطور الوصلة القوة الكاملة للأعضاء. يكون الاختراق الجزئي للمفصل (PJP) مناسبًا عندما تكون الأحمال المطبقة أقل من السعة الكاملة للأجزاء المتصلة — وحيث يتم أخذ الحلق الفعال المخفض في الاعتبار في حسابات التصميم. لحامات الاختراق الجزئي للمفصل (PJP) تكون عمومًا أقل تكلفة في الإنتاج لأنها تتطلب كمية أقل من معدن اللحام وقد لا تتطلب تجويفًا خلفيًا.
وصلات اللحام الأخاديد ذات الاختراق الكامل للمفصل (CJP) المؤهلة مسبقًا
يحدد D1.1:2025 Clause 5.4.1 تفاصيل لحام الأخدود ذو الاختراق الكامل للمفصل (CJP) المؤهلة مسبقًا. يمكن استخدام لحامات الأخدود ذات الاختراق الكامل للمفصل (CJP) التي تتطابق مع التكوينات في Figure 5.1 دون إجراء اختبار تأهيل إجراء اللحام (WPS) الموضح في Clause 6. وهذا يعني عدم وجود سجل تأهيل إجراء لحام (PQR)، ولا لحام اختبار، ولا اختبار تدميري — شريطة أن يظل كل عنصر من عناصر الإجراء ضمن النطاق المؤهل مسبقًا.
يحتوي Figure 5.1 على عشرات من تفاصيل وصلات الاختراق الكامل للمفصل (CJP) المؤهلة مسبقًا منظمة حسب نوع الأخدود: V مفرد، V مزدوج، شطف مفرد، شطف مزدوج، U مفرد، U مزدوج، J مفرد، J مزدوج، وأخدود مربع. تحدد كل تفصيلة فتحة الجذر، زاوية الأخدود، بعد وجه الجذر، وما إذا كان التدعيم مطلوبًا. تُعطى الأبعاد كنطاقات مع تفاوتات — يعرض عمود “As Detailed” قيم التصميم، ويعرض عمود “As Fit-Up” الاختلافات المقبولة وفقًا لـ Clause 5.4.1.8.
لاستخدام وصلة الاختراق الكامل للمفصل (CJP) مؤهلة مسبقًا، يجب استيفاء جميع المتطلبات التالية:
- Joint detail matches
Figure 5.1 - The groove type, root opening, groove angle, and root face must match one of the prequalified configurations. Joint dimensions may vary within the tolerances shown in the “As Detailed” column per Clause 5.4.1.1.
- عملية لحام معتمدة
- يجب أن تكون العملية SMAW، SAW، GMAW (باستثناء نقل الدائرة القصيرة GMAW-S)، أو FCAW. هذه هي العمليات الأربع الوحيدة المؤهلة مسبقًا بموجب Clause 5.
- المعدن الأساسي ومعدن الحشو المعتمدان
- يجب أن يكون المعدن الأساسي مدرجًا في
Table 5.6ومتطابقًا مع معدن حشو معتمد وفقًا لـTable 5.7. تحقق من الفولاذ الخاص بك مقابلTable 5.6باستخدام تقرير اختبار المطحنة الخاص بك. استخدام معدن أساسي غير موجود فيTable 5.6يلغي المسار المؤهل مسبقًا بالكامل. - درجة حرارة التسخين المسبق ودرجة حرارة بين الممرات
- يجب أن يفي الحد الأدنى للتسخين المسبق بمتطلبات
Table 5.11لفئة المعدن الأساسي، وعملية اللحام، وسماكة المادة.
إطار بناء هيكلي نموذجي يستخدم فولاذ A992 مع وصلات الاختراق الكامل للمفصل (CJP) على شكل V مفرد، وسلك FCAW من نوع E71T-1، ومعلمات ضمن حدود Clause 5 يتأهل بالكامل ضمن المسار المؤهل مسبقًا. لا يتطلب سجل تأهيل إجراء لحام (PQR).
قد تتطلب لحامات الاختراق الكامل للمفصل (CJP) في الوصلات المحمّلة بشكل دوري فحصًا بالموجات فوق الصوتية (UT) أو الأشعة السينية (RT) بالإضافة إلى الفحص البصري بواسطة مفتش لحام معتمد (CWI). حيثما يحدد المهندس ذلك، قد تنطبق متطلبات المعالجة الحرارية بعد اللحام (PWHT) وفقًا للقسم 7.8 من D1.1 اعتمادًا على المعدن الأساسي وظروف الخدمة. يوفر D1.1 Clause 5.4.1 أيضًا إجراءات لحام مؤهلة مسبقًا لتكوينات الأخدود الشائعة ذات الاختراق الكامل للمفصل (CJP) — أخدود V، وشطف، وأخدود J، وأخدود U — مما يلغي الحاجة إلى اختبار تأهيل منفصل.
متطلبات التجويف الخلفي والتدعيم
التدعيم والتجويف الخلفي من بين الجوانب الأكثر سوء فهمًا في لحام الاختراق الكامل للمفصل (CJP). لا يتطلب D1.1 تدعيمًا في كل لحام اختراق كامل للمفصل (CJP) — يعتمد المتطلب على ما إذا كان اللحام يتم من جانب واحد أو جانبين.
متى يكون التدعيم مطلوبًا
ينص Clause 5.4.1.2 على أن لحامات الأخدود ذات الاختراق الكامل للمفصل (CJP) المؤهلة مسبقًا المصنوعة من جانب واحد فقط يجب أن تحتوي على تدعيم فولاذي. هذا هو الافتراضي لوصلات الاختراق الكامل للمفصل (CJP) أحادية الجانب في Figure 5.1. يوفر قضيب التدعيم سطحًا لممر الجذر ويساعد على تحقيق الاختراق الكامل دون حرق.
متى لا يكون التدعيم مطلوبًا
لا تتطلب لحامات الاختراق الكامل للمفصل (CJP) دائمًا تدعيمًا. يسمح Clause 5.4.1.3 بلحامات الأخدود ذات الاختراق الكامل للمفصل (CJP) المؤهلة مسبقًا بدون تدعيم فولاذي عند استيفاء شرطين: إزالة التدعيم بعد اللحام، وتجويف الجانب الخلفي للحام إلى معدن سليم وإعادة لحامه. لحامات الاختراق الكامل للمفصل (CJP) مزدوجة الجانب — حيث يتم لحام المفصل من كلا الجانبين مع التجويف الخلفي — تحقق الاختراق الكامل دون أي تدعيم دائم.
يزيل التجويف الخلفي جذر لحام الجانب الأول لكشف معدن اللحام السليم، مما يزيل أي نقص في الاندماج أو شوائب خبث عند الجذر. ثم يكمل اللحام الخلفي المفصل من الجانب الثاني. تنتج هذه التقنية لحام اختراق كامل للمفصل (CJP) بدون قضيب تدعيم دائم مدمج في المفصل.
ملاحظة عملية: يفضل العديد من المهندسين لحامات الاختراق الكامل للمفصل (CJP) ذات التجويف الخلفي للوصلات الحساسة للإجهاد لأن إزالة قضيب التدعيم يزيل تركيز إجهاد محتمل عند جذر اللحام. يعتمد الاختيار بين الاختراق الكامل للمفصل (CJP) المدعم والمجوف خلفيًا على الوصول والتكلفة ومتطلبات الإجهاد — وليس متطلبًا عامًا للكود.
كيفية تأهيل إجراء لحام الاختراق الكامل للمفصل (CJP WPS)
عندما يقع لحام الأخدود ذو الاختراق الكامل للمفصل (CJP) خارج الحدود المؤهلة مسبقًا لـ Clause 5 و Figure 5.1، يجب تأهيل إجراء اللحام (WPS) عن طريق الاختبار وفقًا لـ Clause 6. يحدد Table 6.2 عدد ونوع عينات الاختبار المطلوبة لتأهيل لحام الأخدود ذو الاختراق الكامل للمفصل (CJP)، بالإضافة إلى نطاق السماكة المؤهلة.
يتضمن اختبار التأهيل إنتاج لحام اختبار على لوحة (أو أنبوب للتطبيقات الأنبوبية)، واستخراج العينات، وإجراء اختبار تدميري. لاختبارات اللوحات، يحدد Table 6.2 الفحص البصري (VT) وفقًا لـ Clause 6.10.1، واختبارات الشد ذات المقطع المخفض، وإما اختبارات الانحناء للجذر والوجه أو اختبارات الانحناء الجانبية اعتمادًا على سماكة اللوحة. تحدد سماكة اللوحة المختبرة نطاق سماكة المعدن الأساسي المؤهل للحام الإنتاجي.
بالنسبة للوحات بسماكة 3/8 بوصة وما دون، يؤهل الاختبار سماكة حد أدنى 1/8 بوصة وحد أقصى 2T (ضعف سماكة لوحة الاختبار). بالنسبة للوحات التي تزيد عن 1 بوصة، يظل الحد الأدنى 1/8 بوصة والحد الأقصى غير محدود. هذا يعني أن اختبارًا واحدًا على لوحة بسماكة 1 بوصة يؤهل الإجراء لجميع السماكات من 1/8 بوصة فصاعدًا.
تحدد المتغيرات الأساسية المسجلة في سجل تأهيل الإجراء (PQR) الناتج حدود إجراء اللحام المؤهل (WPS). قد يتطلب أي تغيير في متغير أساسي مدرج في Table 6.6 — عملية اللحام، تصنيف معدن الحشو، مجموعة المعدن الأساسي، الوضع، التسخين المسبق، أو أي من المتغيرات الـ 35 الأخرى المدرجة — إعادة تأهيل.
كيف يظهر الاختراق الكامل للمفصل (CJP) على رمز اللحام
على الرسومات الهندسية، يُشار إلى لحام الاختراق الكامل للمفصل (CJP) بإظهار رمز لحام الأخدود (V، شطف، J، U، أو مربع) بدون بعد عمق في موضع حجم اللحام على خط المرجع. عندما لا يتم تحديد حجم اللحام (العمق)، يُفهم أن اللحام هو اختراق كامل للمفصل. إذا ظهر بعد عمق — مثل “3/8” بجانب رمز أخدود V — فإن اللحام هو اختراق جزئي للمفصل (PJP) لهذا العمق.
تظهر زاوية الأخدود، وفتحة الجذر، وأبعاد وجه الجذر في مواضعها القياسية على رمز اللحام. إذا كان التدعيم مطلوبًا، يتم تضمين رمز التدعيم (مستطيل على الجانب المقابل لخط المرجع). قد تحدد ملاحظة ذيل رقم إجراء اللحام (WPS)، أو عملية اللحام، أو معلومات تكميلية أخرى.
لتعمق أكثر في اتفاقيات رموز اللحام، راجع مرجع رمز لحام الأخدود و جدول الرموز الكامل.
الأسئلة المتكررة
لا. يتطلب D1.1:2025 Clause 5.4.1.2 تدعيمًا فولاذيًا للحامات الأخدود ذات الاختراق الكامل للمفصل (CJP) المؤهلة مسبقًا المصنوعة من جانب واحد فقط. ومع ذلك، يسمح Clause 5.4.1.3 بلحامات الاختراق الكامل للمفصل (CJP) بدون تدعيم فولاذي عندما يتم إزالة التدعيم بعد اللحام ويتم تجويف الجانب الخلفي للحام إلى معدن سليم وإعادة لحامه. لا تتطلب لحامات الاختراق الكامل للمفصل (CJP) مزدوجة الجانب مع التجويف الخلفي تدعيمًا على الإطلاق. ينطبق متطلب التدعيم تحديدًا على وصلات الاختراق الكامل للمفصل (CJP) المؤهلة مسبقًا أحادية الجانب.
الاختراق الكامل للمفصل (CJP) يعني أن معدن اللحام يمتد عبر السماكة الكاملة للمفصل. الاختراق الجزئي للمفصل (PJP) يعني أن معدن اللحام لا يمتد عبر السماكة الكاملة. بموجب D1.1:2025، يعتمد التمييز على كيفية صنع اللحام: تعتبر لحامات الأخدود بدون تدعيم فولاذي ملحومة من جانب واحد، ولحامات الأخدود الملحومة من كلا الجانبين ولكن بدون تجويف خلفي، اختراقًا جزئيًا للمفصل (PJP) وفقًا لـ Clause 5.4.2. تحمل وصلات الاختراق الكامل للمفصل (CJP) قوة التصميم الكاملة للمعدن الأساسي. تحمل وصلات الاختراق الجزئي للمفصل (PJP) حلقًا فعالًا مخفضًا، ويجب على المهندس أخذ ذلك في الاعتبار في التصميم.
يُشار إلى لحام الاختراق الكامل للمفصل (CJP) على رمز اللحام بإظهار نوع الأخدود (V، شطف، J، U، أو مربع) بدون بعد عمق في موضع حجم اللحام. عندما لا يظهر بعد عمق، يُفهم أن اللحام هو اختراق كامل للمفصل (CJP). إذا تم عرض بعد عمق، فإن اللحام هو اختراق جزئي للمفصل (PJP) لهذا العمق. تظهر معلومات إضافية مثل زاوية الأخدود، وفتحة الجذر، ومتطلبات التدعيم في مواضعها القياسية على الرمز. قد تحدد ملاحظة ذيل رقم إجراء اللحام (WPS) أو عملية اللحام.
نعم. يحدد D1.1:2025 Clause 5.4.1 تفاصيل لحام الأخدود ذو الاختراق الكامل للمفصل (CJP) المؤهلة مسبقًا. يجب أن يتطابق تكوين الوصلة مع أحد التفاصيل المؤهلة مسبقًا في Figure 5.1، بما في ذلك نوع الأخدود المحدد، وفتحة الجذر، وزاوية الأخدود، وأبعاد وجه الجذر. يجب أن تكون عملية اللحام SMAW، SAW، GMAW (باستثناء نقل الدائرة القصيرة)، أو FCAW. يجب أن يكون المعدن الأساسي مدرجًا في Table 5.6، ويجب استيفاء جميع أحكام Clause 5 الأخرى. لا تتطلب وصلات الاختراق الكامل للمفصل (CJP) المؤهلة مسبقًا سجل تأهيل إجراء لحام (PQR) أو اختبار تأهيل بموجب Clause 6.
جسديًا نعم — يندمج معدن اللحام في المعدن الأساسي عند جذر الوصلة، لذا تنتج لحامات الزاوية دائمًا بعض عمق الاندماج. ولكن في مصطلحات D1.1، الاختراق الكامل للمفصل (CJP) والاختراق الجزئي للمفصل (PJP) هما مصطلحان كوديان معرفان فقط للحامات الأخاديد. يحدد Clause 3 الاختراق الكامل للمفصل (CJP) كحالة جذر وصلة في لحام أخدود يمتد فيه معدن اللحام عبر سماكة الوصلة. يغطي Clause 4.5.1 و Figure 5.1 تفاصيل لحام الأخدود ذو الاختراق الكامل للمفصل (CJP). يعالج Clause 4.5.2 لحامات الزاوية بشكل منفصل: يتم قياس حجم لحام الزاوية بطول الساق، ويتم حساب قوة لحام الزاوية من الحلق الفعال وفقًا لـ Clause 4.5.2.6 — وليس من عمق الاختراق. تسمية لحام الزاوية بالاختراق الكامل للمفصل (CJP) هو خطأ في الفئة بموجب D1.1. إذا كان يجب أن تطور الوصلة قوة السماكة الكاملة، فيجب أن تكون التفصيلة لحام أخدود من Figure 5.1، وليس لحام زاوية باختراق إضافي.