همجوشانی شیشه (صنایع دستی و هنر سنتی)
گردآوری یک مجموعه از شیشه‌‌های سازگار هدف هر هنرمندی است که می‌خواهد در کار خود را پیشرفت کند دستیابی به چنین مجموع‌های از شیشه‌‌های سازگار نیازمند ثبت دقیق اطلاعات جریان ساخت و درک روشن از چند مفهوم اصلی و اساسی و مهمتر ازهمه درک آزمایشات مربوط به سازگاری شیشه است.
فرمول و شیوه ساخت شیشه‌‌های رنگی در هر یک از کارخانه‌‌های تولیدی متفاوت است. در نتیجه معمولاً شیشه‌‌های یک کارخانه با کارخانه دیگر سازگار نیستند وتمامی شیشه‌‌های رنگی ساخت یک کارخانه با هم سازگاری دارند. در این کتاب جهت آزمایش از شیشه‌‌های رنگی شرکت Bullseye Glass استفاده شده است.
سازگاری:
به دو شیشه‌ای سازگار گفته می‌شود که بتوانند با هم ذوب شوندو پس از اینکه بطور مناسب خنک شدند تنش آنها در حدی نباشد که باعث شکستگی شود. مهم این است که سازگاری در چارچوب صنایع شیشه تعریف شود. برای یک صنعتگر شیشه مهم است که بتواند چند قطعه شیشه رنگی را با هم ذوب کند و محصول بدست آمده در شرایط محیطی نرمال دچار شکست نشود. ( شرایط نرمال یعنی مقاومت در محدوده‌‌های دمایی مختلف مثلاً دمای داخل ماشین ظرفشوئی تا دمای کنترل شده داخل نمایشگاهها ). این شیشه به هر قصدی که تولید شود دوام آن بستگی به سازگاری شیشه‌‌های مصرف شده در آن دارد.
شیشه مانند سایر مواد هنگامی که گرم شود منبسط وهنگامی که سرد شود منقبض می‌شود. اگر انبساط و انقباضدو قطعه شیشه‌ای که با هم ذوب می‌شوند شبیه به هم نباشد تنش‌‌های نامطلوبی در شیشه بوجود می‌آید. ( رک P44 )
هرچه تفاوت انبساط و انقباض بیشتر باشد، تنش بیشتر خواهد شد. اگر این تنش خیلی زیاد باشد، دو قطعه شیشه‌ای که به هم متصل شده‌اند در هنگام سردشدن شکسته و از هم جدا می‌شوند. اگر این تنش‌ها در حد متعادل‌تری باشند در طول خنک شدن از هم جدا نمی‌شوند. ولیکن تحمل تغییر دما‌های مختلف را ندارند( مانند تغییر دما‌های داخل ماشین ظرفشوئی)
تنش‌‌های ناسازگاری هر چند کم یا زیاد بوسیله(Annealing ) تنش زدایی از بین نمی‌رود. تر ک‌‌های ناشی از ناسازگاری شیشه‌ها و ترک‌‌های ناشی از تنش زدایی نادرست ،از همدیگ قابل تشخیص است. ترک‌‌های ناشی از عدم سازگاری دو شیشه در حد فاصل و فصل مشترک دو شیشه رنگی بوجود می‌آید. در صورتی که ا گر دو شیشه سازگاز بطور مناسب تنش زدایی نشده باشد، شکستگی بصورت نامنظم و اتفاقی از مرز‌های شیشه رنگی عبور کرده و مرز‌های زنگی را قطع خواهد کرد.
ضریب انبساط
بطورکلی دو شیشه با دو رنگ متفاوت در صورتی با هم سازگار هستند که مانند هم منبسط و منقبض شوند. در این قبیل موارد گفته می‌شود که دو شیشه ضریب انبساط شبیه به هم دارند. ضریب انبساط عددی است که درصد تغییر طول شیشه را در اثر تغییر دما نشان می‌دهد. این عدد با اندازه گیری تغییر طول شیشه به نسبت یک درجه سانتیگراد افزایش حرارت تعیین می‌شود. این عدد یک عدد بسیار کوچک است. ( مثلاً 0000090/0) بدلیل آسانتر شدن مقایسع بین دو شیشه از تمامی صفر‌های قبل از عدد صرف نظر می‌شود. بدین ترتیب شیشه‌ای که مثال زده شد ضریب انبساط 90 خواهد داشت (رک جدول ضرایب انبساط بعضی شیشه‌‌های معمولی p44 ).
یک شیشه با ضریب90 با شیشه‌‌های با ضریب 91 تا 89 سازگار است. ( یعنی یک رقم بالاتر یا یک رقم پائین‌تر از ضریب خود شیشه)
ضرایب بالاتر یا پائین‌تر باعث تنش‌‌های فراوان می‌شوند وقتی دو شیشه که ضرایب آنها بیش از 5 عدد تفاوت دارد با هم ذوب شوند، تنش داخلی آنها بسیار زیاد خواهد بود. بطوریکه از قدرت کشش سطحی شیشه تجاوز کرده و باعث ترک خوردن شیشه می‌شود.
اعداد ضریب انبساط می‌تواند به عنوان یک نقطه شروع برای آزمایشات باشد . این اعداد هیچگاه بعنوان اعداد قطعی در نظر گرفته نمی‌شوند آزمایش‌‌های تعیین ضریب انبساط در دمای 0 تا300 cانجام می‌شود. عموماً شیشه‌ها در این دما یک روند انبساطی ثابت را نشان می‌دهد. در هر حال هنگام ذوب دو شیشه مختلف، ضریب انبساط از دمای 300c به بالاو تا دمای تغییر فرم به اندازه انبساط در محدوده دما‌های پائین‌تر حائز اهمیت است.
آنچه گفته شد این مسئله را توضیح می‌دهد که چرا همیشه دو شیشه‌ای که ضرائب انبساط همسان دارند همیشه با هم سازگار نبوده و بهم نمی‌چسبند. یک روش مطمئن برای فهمیدن این مسئله این است که دو قطعه شیشه را با هم فیوز کرده حاصل از لحاظ تنش آزمایش شود. در این مورد روش تنش سنجی در توصیه و پیشنهاد می‌شود. که این روشهای تنش سنجی بعداً توضیح داده خواهد شد.
یک خاصیت فیزیکی دیگر شیشه که در سازگاری شیشه عامل مؤثری است نقطه دمای نرمی آن است. دمای نرمی شیشه حوزه تنش زدایی(Annealing) را تعیین می‌کند و در نتیجه نقطه دمای تغییر فرم آن شیشه مشخص می‌شود.
بزرگی عدد ضریب انبساط ،مقیاس نسبی از میزان انبساط یک شیشه خاص در اثر حرارت است. هر چقدر عدد بزرگتر باشد ،انبساط شیشه در مقابل حرارت بیشتر خواهد بود. ضریب‌‌های کمتر مقاومت بیشتری نسبت به شوک‌‌های حرارتی از خود نشان می‌دهند( مثلاً یک شیشه با ضریب انبساطی 90می تواند د رمقابل تغییر حرارت‌‌های داخل ماشین ظرفشوی مقاومت کند. ) شیشه‌‌های با ضریب انبساط بالاتر از 100 عموماً در اولین نوسان حرارتی داخل ماشین ظرفشوئی می‌شکنند. بنابراین دانستن ضرایب انبساطی شیشه‌ها با توجه به نوع کاربرد حائز اهمیت است.
آزمایش سازگاری:
برای دستیابی به یک نتیجه صحیح ثبت دقیق نتایج و رویداها ضروری است به این منظور بایستی شیشه نمونه و ورق شیشه اصلی که نمونه آن بریده شد با یک عدد مشابه علامت زده شود تا از هرگونه اشتباهی جلوگیری کرد. بهتر است برای علامت زدن از قلم‌هایی که در حرارت بالا از بین نمی‌روند مانند Alton استفاده شود.
روشهای مختلفی برای آزمایش سازگاری شیشه‌‌های رنگی وجود دارد مانند :1) آزمایش کشش نوار‌های شیشه‌ای 2) تنش سنجی( Stressometer ) 3) تست میله شیشه‌ای البته روش تنش سنجی نسبت به دو روش دیگر بیشتر توصیه شده است لیکن نباید فراموش کرد که دو روش دیگر اطلاعات مفیدی بدست می‌دهد.
روش اول بسیار سریع و بدون نیاز به کوره انجام می‌شود. اگر چه این روش مسئله ارتباط مستقیم تست را با فرایند ذوب کم می‌کند. اساس این روش بر این پایه است که اگر نوار‌های شیشه‌ای پس از حرارت دهی از دو طرف کشیده شوند، مانند هم منقبض نمی‌شوند و نوار دچار خمیدگی می‌شود ومقدار این خمیدگی معیاری است برای ناسازگاری دو شیشه. در این روش مشخص می‌شود که ضریب انبساط کدام شیشه بیشتر است(شیشه‌ای که داخل خمیدگی قرار دارد. )
در این تست دو نوار شیشه‌ای روی هم قرار گرفته و روی شعله حرارت داده می‌شوند. سپس از دو جهت کشیده و به سرعت خنک می‌شوند. این مسئله باعث می‌شود که شبیه فرآیند ذوب در کوره نباشد و به همین دلیل زیاد قابل اطمینان نیست.
این تست باید با دقت کافی انجام شود. که این مهارت در اثر تمرین زیاد بدست می‌آید. بسیاراهمیت دارد که هنگام کشش، نوار به دور خود نپیچد. باید نوار از دو طرف محکم گرفته و ثابت شود و تا هنگامی که کاملاً سخت نشده، تغییری در حالت آن بوجود نیاید در غیر اینصورت نتایج کار غلط خواهد بود.
روش دوم یعنی آزمایش بوسیله تنش سنج، قابل اعتمادتر و کم نقص‌تر است. با استفاده از این روش می‌توان تعداد زیادی شیشه را همزمان در آن واحد ذوب و تست کرد.
و از آنجائیکه این تست در شرایط دقیقا شبیه به تولید نهایی انجام می‌شود، قابل اعتمادتر و یک آزمایش دقیق‌تر است. یک امتیاز دیگر این روش این است که هر تغییر رنگی که ممکن است بدلیل حرارت در شیشه رخ دهد را نیز نشان می‌دهد.
نکته قابل توجه در این آزمایش این است که شیشه رنگی باید روی شیشه بی رنگ پایه تست شود و تمامی شیشه‌ها باید ساخت یک کارخانه باشند.
اگر شیشه‌ها ساخت Bullseye باشند، از دستگاهی به نام تنش سنج bullseyas می‌توان استفاده کرد. یک شیشه شفاف در کارخانه برای اطمینان از ضریب انبساط آزمایش شده است. در این روش نوار‌های شیشه تست روی دستگاه تنش سنج مشاهده و تنش‌ها بررسی می‌شود با کمک این وسیله می‌توان تنش‌‌های ناشی از شیشه‌‌های ناسازگار یا تنش‌‌های ناشی از عملیات نامناسب تنش زدایی را تشخیص داد .
بوسیله روش آزمایش میله شیشه‌ای می‌توان تشخیص داد که کدامیک از شیشه‌ها بیشتر منبسط می‌شود. این آزمایش در شرایط یکسان یعنی در یک طبقه از کوره ایکه از همان برنامه زمانی پخت و غیره برخوردار است انجام می‌شود.)
بوسیله این تست می‌توان تنش بین دو شیشه رنگی را نیز اندازه گیری کرد. در هر حال تحمل(tolerance )در تست میله کمتراست. بنابراین به اندازه گیری دقیق‌تری نیازمند است. و باید بوسیله یک( میکرومتر) خمیدگی شیشه اندازه گیری شود.
برای اجرای این آزمایش یک نوار باریک به اندازه5/2در30 از دو ورق شیشه بریده یکی از نوارها را روی دیگری قرار داده و در داخل کوره با شیب نرمال حرارت داده می‌شود.
وقتی که دمای این میله ذوب شده به دمای اتاق رسیده، نوار ذوب شده را روی یک سطح کاملاً صاف گذاشته، اگر نوار صاف بدون خمیدگی بود دو شیشه با هم سازگار هستند و اگر خمیدگی داشت مقدار خمیدگی مقدار ناسازگاری را مشخص می‌کند. خمیدگی باید کمتر از در طول و عرض باشد. برای انجام این تست می‌توان دو سری شیشه داخل کوره قرار داد. بطوریکه مثلاً یک بار شیشه شماره 1 رو باشد و یک بار زیر و این دو را با هم داخل کوره قرار داد. انجام این کار به این دلیل است که از تأثیر گرما و سرمایی که ممکن است بوسیله طبقه کوره بوجود بیاید جلوگیری کرد. از آنجائیکه عموماً لایه زیرین با سردشدن طبقه کوره خنک می‌شود و شیشه رویی با خنک شدن هوای داخل کوره سرد می‌شود به همین دلیل ممکن است دولایه با یک سرعت و روند خنک نشوند و اگر این تفاوت دمایی در محدوده(Anneal ) تنش زدایی باشد باعث یک نوع خمیدگی می‌شود که ربطی به ضریب انبساط ندارد. برای اطمینان چنانچه یک نوار نمونه از دوشیشه یکسان با هم فیوز می‌شود. اگر این نوار دچار خمیدگی شد می‌توان نتیجه گرفت که این تفاوت دمایی وجود دارد. . .
