۳ روش برای تنش گیری مکانیکی در جوش

جوشکاری بعنوان یکی از روش های اصلی اتصال قطعات به هم شناختـــه میشوند بطوریکه بررسی ها نشان داده است بیش از ۸۰ درصد فولاد های ساده کربنی با استفاده از روش جوشکاری به یک دیگر متصل می شوند . در تنش گیری مکانیکی استفاده از روانکار مناسب حائز اهمیت است برای خرید از شرکت ملی کت روی لینک کلیک کنید.

جوشکاری علارغم مزیت های فوق العاده ایی مانند سهولت اجرا ، ارزان بودن ، عدم محدودیت ضخامت و …. که دارد که محدودیت اساسی دارد و آن کاهش استحکام اتصالات جوشی در برابر بار های خستگی و سیکلی می باشد . لذا تنش گیری مکانیکی در جوش به عنوان یکی از راه های قابل انجام مطرح است .

کم بودن استحکام اتصالات جوشی در برابر بار های خستگی می توانند علل مختلفی داشتـــه باشد که یکی از این علل توسعه تنش پسماند در جوش است [ اهمیت تنش پسماند در اتصالات جوشی ] را مطالعه فرمایید .

بطور کلی دو روش برای حذف و کاهش اثر تنش پسماند در اتصالات جوشی وجود دارد ۱) روش عملیات حرارتی ۲) روش تنش گیری مکانیکی

روش عملیات حرارتی یا PWHT را جداگانــه بصورت مفصل در یک مقاله دیگر مورد بررسی قرار دادیــم [ ۶ دلیل برای انجام تنش زدایی جوش PWHT ] مطالعه شود و در این مقاله قصد داریم در مورد تنش گیری مکانیکی در جوش را توضیح بدهیـــم .

خستگی اتصالات جوشی

پدیده خستگی چیست ؟! به شکست ماده در اثر اعمال نیروهای متناوب کمتر در تعداد سیگل یا چرخه بالا ، خستگی گفته می‌شود . بعبارت دیگر همـــه ما تجربه شکستن یک مفتول ساده را در اثر خم و راست کردن مفتول را داریم که از لحاظ فنی به این نوع شکست ، شکست در اثر خستگی یا Fatigue گفتـــه می شود .

پدیده خستگی یکی از مهمترین علل از اتصالات جوشی در صنعت به شمار می رود به طوريکه در بیش از ۹۰ درصد خرابی های اتصالات جوشی مربوط به پدیده خستگی است . از طرفی چون جوشکاری یکی از روش هاي مرسوم و پر کاربرد براي اتصال قطعات مختلف به شمار رفته و بصورت گسترده در صنعت کشتی سازی، پل هاي فلزی، لوله هاي انتقال آب و گاز و سازه هاي فراساحل کاربرد دارد بسیار حیاتی است که بتوانیم هر چه بشتر عمر خستگـــی آنها را افزایش بدهیــم .

فرآیند جوشکاري با گرم و سرد شدن غیر یکنواخت ، سبب ایجاد تنش های پسماند می شوند و خود تنش های پسماند همانطور که در [ اهمیت تنش پسماند در اتصالات جوشی ] اشاره شد بر دو نوع کششی و فشاری هستند و بطور کلی همواره تنش های پسماند کششی سبب کاهش عمر خستگی می شود و این در خالی است که تنش های پسماند فشاری سبب افزایش عمر خستگی می شود لذا اگر بتوان با روشی اثر تنش های پسماند کششی را کاهش داد می توانیم عمر خستگی اتصلات جوشی را افزایش دهیم .

انواع روش های تنش گیری مکانیکی

روش های تنش گیری مکانیکی انواع مختلفی دارد که برخی از مهمترین آنها عبارت اند از :

۱) چکش زنی

۲) روش ضربه زنی التراسونیک

۳) روش شات پینینگ

چکش زنی

چکش زنی  اولین و ساده ترین روش تنش گیری مکانیکی در جوش است ، این روش معمولاً زمانی که جوش هنوز حرارت خود را کاملاً از دست نداده است با ضربات چکش روش سطح گرده جوش و منطقه متاثر از حرارت جوش HAZ انجام میشود .

چکش زنی بعلت اثرات مخرب روی کیفت سطح گرده جوش و احتمال ایجاد خورگی در جوش امروزه جای خود را به روش های نوین تر تنش گیری مکانیکی مانند روش ضربه زنی التراسونیک و روش شات پینینگ داده است .

روش ضربه زنی التراسونیک

روش ضربه زنی التراسونیک یکی از روش های متداول در تنش گیری مکانیکی است و تقریباً مشابه با روش چکش زنی است اما با این تفاوت که عملیات ضربه زنی در فرکانس های بالا ، دامنه کم انجام می شود این روش تاثیر مخرب بسیار کمـــی بر روی شکل ظاهری جوش دارد .

تنش زدایی با ضربات التراسونیک و به انگلسیس Ultrasonic Impact Treatment نامیده می شوند بصورت مخفف با نام عملیات سطحی UIT شناخته می شود یک روش نسبتـــاً نوین برای تنش زدایی سطح جوش می باشد . تنش زدایی با ضربات التراسونیک علاوه بر تنش زادایی جوش کاربرد های دیگری نانند افزایش عمر خستگی قطعات ماشین کاری شده نیز دارد اما کاربرد آن در تنش زدایی جوش بیشتر است . عملیات سطحی UIT روشی  برای حذف تنش های پسماند کششی و ایجاد تنش های پسماند است .

روش شات پینینگ

روش شات پینینگ کـــه از روش های متداول در تنش گیری مکانیکی است و به این صورت است که با ساچمه هایی از جنس های سخت با فشار و دبی بالا بر روی سطح جوش ضربه می زنند که سبب ایجاد تنش های پسماند فشاری و افزایش عمر خستگی اتصالات جوشی می شوند .

تفاوت شات پینینگ و شات بلاست : مهمترین تفاوت شات پینینگ و شات بلاست در هدف آنها میباشد. هدف اصلی در شات بلاست تمیزکاری و افزایش کیفیت سطحی قطعات میباشد، حال آنکه هدف اصلی در شات پینینگ افزایش عمر خستگی قطعات از طریق تولید تنش فشاری در سطح قطعه میباشد . با استفاده از فرآیند شات بلاست می توان سطح قطعه را از وجود آلودگی هایی مانند : زنگ زدگی ، پلیسه ، رنگ و .. پاک کرد . اما در شات پینینگ از طریق بمباران سطح قطعه با مواد ساینده کروی و سخت، سبب ایجاد تنش فشاری در سطح قطعات، به منظور افزایش عمرخستگی آنها می شویم .

فرآیند شات پینینگ علاوه بر افزایش عمر خستگی اتصالات جوشی بطور گسترده در افزایش عمر خستگی قطعات مکانیکی و هوا و فضا مانند چرخدنده ها ، فنر ها ، دیسک ها ، شفت ها و …. استفاده می شود بطوریکــه گزارش شده است استفاده از این فرآیند عمر خستگی را بین ۱۰۰ تا ۵۰۰ درصد افزایش می دهد .

برای آشنایی با  آموزش جوشکاری لوله روی لینک کلیک کنید.