رفتن به مطلب

تنش زدایی خط جوش با استفاده از امواج التراسونیک


ارسال های توصیه شده

به عنوان يک تعريف کلي، جوشکاري يکي از فرايندهاي اتصال دهي فلزات با يکديگر به کمک انجام ذوب موضعي در محل اتصال است. اين فرايند با کمک يک الکترود از جنس قطعات يا ايجاد قوس الکتريکي در محل اتصال دهي انجام مي­ گيرد. فرايند ذوب در محل اتصال و به دنبال آن سرد شدن سريع باعث بروز مشکلاتي از جمله ايجاد تنش در خط جوش مي­ شود.

جلوگيري از شکست خستگي موضوع بسيار مهمي در طراحي قطعات و سازه ­هاي مهندسي مورد استفاده در صنعت است. اغلب اين سازه ها از قبيل کشتي­ ها، جرثقيل ها، سازه­ هاي هوايي، خطوط ريلي، سازه ­هاي دواري چون پره ­هاي توربين، تجهيزات نظامي و غيره سازه­ هاي جوشکاري شده ­اي هستند که بارهاي سيکلي پيچيده­ اي را تحمل مي ­کنند. در حين بارگذاري سيکلي، عموماً ضعيف­ترين نقاط در سازه­ هاي جوشکاري شده، خود محل اتصالات جوشکاري شده هستند. جوش­ ها نواحي داراي تمرکز تنش بالا هستند و به علاوه، معمولاً داراي تنش پسماند کششي مي­ باشند. به همين دليل معمولاً ترک خستگي در سازه­ هاي جوشکاري شده جوانه زده و سيکل به سيکل در طول زمان کاري قطعه رشد مي­ کند.

روش ­هاي متعددي براي حذف تنش پسماند باقي­مانده در قطعات فلزي وجود دارد. از جمله اين روش­ ها مي­ توان به رها نمودن قطعات در فضاي باز، عمليات حرارتي آنيل کردن، تنش زدايي ارتعاشي و ساچمه زني اشاره نمود. هر يک از اين روش­ ها مزايا و معايب مربوط به خود را دارند. به عنوان مثال، در روش اول زمان فرايند بسيار طولاني خواهد بود و قطعه در معرض خطراتي از جمله خوردگي (ناشي از رطوبت محيط) و تغيير شکل (تاب دار شدن) قرار دارد. از طرفي اين روش در نهايت منجر به کاهش تنش باقي­مانده در قطعه خواهد شد. روش دوم که انجام عمليات حرارتي آنيل بر روي قطعه است، علاوه بر مشکلات تکنولوژيکي موجود براي قطعات بزرگ نظير ابعاد کوره لازم براي انجام عمليات و دماهاي بالا براي آنيل کردن برخي از قطعات، منجر به تغيير ريزساختار قطعه مي ­شود. اين عمليات حرارتي باعث درشت شدن اندازه دانه ­ها و از اين رو کاهش استحکام قطعه خواهد شد. روش تنش زدایی ارتعاشی یا VSR نیز یکی دیگر از روش های مورد استفاده برای حذف تنش های کششی موجود در قطعات جوشکاری شده است. در این روش قطعه به وسیله موتورهای ارتعاشی به ارتعاش وا داشته می شود و تنش های موجود در اثر همین ارتعاشات از انتهای آزاد قطعه رها می شوند. این روش نیز علاوه بر محدودیت تکنولوژیکی در ابعاد قطعه، تنها می تواند منجر به صفر شدن میزان تنش موجود در قطعه شود. روش دیگری که از آن برای تنش زدایی یاد شده، ساچمه زنی (شات بلاست) به سطح قطعه است. در این روش ساچمه های فولادی با قطرهای مختلف تحت نیروی باد به سطح قطعه پاشیده می شوند و از این طریق تنش های ایجاد شده در سطح قطعه از بین می روند. این روش بیشتر برای بستن ترک های ایجاد شده در اثر کارکرد قطعه و جلوگیری از رشد آن ها استفاده می شود. با این حال به کار گیری این روش سطح قطعه را دستخوش تغییراتی خواهد نمود و برای قطعاتی در آن ها دقت ابعادی بالا مورد نیاز است، مناسب نمی باشد.

روش ديگري که براي تنش زدايي قطعات معرفي شده، تنش زدايي با استفاده از امواج فراصوت است. اين روش تحت عنوان تنش زدايي با ضربات امواج فراصوت ((Ultrasonic Impact Treatment (UIT) يا چکش کاري فراصوتي (اولتراسونيک) شناخته مي ­شود. اين روش در اوايل دهه 70 ميلادي در روسيه اختراع شد و ازطرف بسياري از افراد حرفه ­ايي و محققان به عنوان روشي براي بهبود استحکام خستگي سازه­ هاي جوشکاري شده مورد توجه قرار گرفت. جذابيت بالاي اين روش ناشي از مزاياي آن از جمله ابعاد کوچک، قدرت بالا، سادگي استفاده و کنترل مناسب پارامترهاي مؤثر، پيوستگي مباحث اقتصادي، ايمني، انتخابي بودن و محدوده گسترده استفاده مي­ باشد.

در اوايل دهه 70، E.Sh. Stanikov روسي روش UIT را پيشنهاد نمود که داراي کاربردهايي در توليد و نگه­داري سازه ­هاي جوشکاري شده بود. اين روش شامل سوزن لغزاني بود که در راستاي محوري حرکت مي ­کرد. اين روش باعث اعمال ضربه­ قوي اولتراسونيک به سطح مورد عمل و به دنبال آن ايجاد يک تغيير شکل پلاستيک سنگين در قطعه مي ­شود. در اثر همين ضربه موج تنشي در قطعه ايجاد مي­ شود که باعث بهينه سازي مواد در عمق آن خواهد شد.

 

بعدها G.I. Prokopenko روشي پيشنهاد نمود که با تحريک پيوسته امواج اولتراسونيک کار مي کرد و نتايج آن شبيه به حالت جرم کروي مياني بود در اين حالت ضربه ميان مبدل اولتراسونيک و قطعه، زماني در حدود 0.0001 الي 0.05 ثانيه بود.

 

همان طور که پيش­تر اشاره شد، اين روش در تعمير قطعات نظامي نظير لوله­ توپ و تانک، لانچر موشک و پهپادها و افزايش عمر خستگي و استحکام آن­ها کاربرد دارد و در کل يک روش استراتژيک و کارآمد است.

برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد این روش و مشاهده فیلم مربوط به آن به سایت

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.
مراجعه کنید.

  • Like 6
لینک به دیدگاه
  • 1 سال بعد...

با سلام به همه دوستان

موضوع پايان نامه من در مورد تنش زدايي جوش بوسيله امواج التراسونيك هست

كسي مي تونه كمك كنه تا من تكميلش كنم يا كتاب يا منبع مناسب معرفي كنه

با تشكر

لینک به دیدگاه
  • 1 سال بعد...

سلام دوست عزیز

کتابی در این زمینه چاپ شده است با عنوان "تنش زدایی به روش غیر مخرب ارتعاشی" که شاید بتونه کمک کنه.

USR.jpg

مشخصات کتاب رو میتونید از لینک زیر مشاهده کنی:

تنش زدایی به روش غیر مخرب ارتعاشی

لینک به دیدگاه
×
×
  • اضافه کردن...