تبلیغات
مهندسی مکانیک و تاسیسات ساختمان - پسگرمی در جوش
چهارشنبه 28 تیر 1391  07:03 ب.ظ
نوع مطلب: (جوش و جوشکاری ،) توسط: مراد بیگیان

پسگرمی كل جوش و یا فقط یك قسمت از آن برای بدست آوردن یك یا تمامی اهداف زیر انجام می شود: 1 – تنش زدایی
2 – افزایش چقرمگی
3 – افزایش استحكام
4 – افزایش مقاومت خوردگی
5 – زدودن كار سرد

 

برای دیدن ادامه مطالب به ادامه مطلب بروید:

پسگرمی كل جوش و یا فقط یك قسمت از آن برای بدست آوردن یك یا تمامی اهداف زیر انجام می شود:
1 – تنش زدایی
2 – افزایش چقرمگی
3 – افزایش استحكام
4 – افزایش مقاومت خوردگی
5 – زدودن كار سرد
عملیات حرارتی گوناگونی وجود دارند كه با تغییرات فوق مرتبط بوده و به نامهای :
 الف – عملیات حرارتی تنش زدایی
 ب – آنیله كردن یا تابانیدن
 ج – نرمالیزه كردن
 د – سخت كردن
 ﻫ - آب دادن یا تمپره كردن
 و – آستمپره كردن
 ز – مارتمپره كردن خوانده می شوند .
 اختلاف بین این عملیات حرارتی عموما به دمای بكار گرفته شده و یا روش سرد كردن مربوط می گردد.  دماهای عملیات حرارتی تنش زدایی زیر حد بحرانی فولاد است در حالیكه دماهای لازم برای آنیله كردن ، نرمالیزه كردن و سخت كردن همیشه بالای حد بحرانی می باشند . شاید یك مورد استثناء برای این وجود داشته باشد . عمل نرم كردن گاهی در دمای درست زیر حد بحرانی انجام می شود كه به آن ((آنیله زیر بحرانی )) یا آنیله تمپره ای می گویند . گاهی دو عمل حرارتی برای یك منظور خاص بكار گرفته می شود. انتخاب صحیح روش عملیات حرارتی نیازمند بررسی عوامل متعددی نظیر نوع فولاد ، شرایط ایجاد تنش در جوش و ساختار ناحیه گرما دیده می باشد . 
1-3) عملیات حرارتی تنش زدایی
عملیات حرارتی تنش زدایی عبارت است از گرم كردن یكنواخت یك سازه تا دمای مناسب زیر حد بحرانی و سپس سرد كردن یكنواخت آن است . معمولا عملیات حرارتی در محدوده دمای بحرانی ناگوار هستند و به همین علت تنش زدایی در بیشتر موارد زیر حد بحرانی انجام می گیرد.
تصمیم تنش زدایی یك جوش بر اساس مقررات استاندارد  (( دیگهای بخار و ظروف تحت فشار )) كه توسط انجمن مهندسان آمریكا تنظیم می شود اخذ می گردد . مقررات این استاندارد شرایط مواد ، تركیب شیمیایی ، ضخامت و موارد لزوم تنش زدایی بعد از جوشكاری را تعریف می كند.
دمای تنش زدایی برای فولادهای معمولی و كم آلیاژ كه جوشكاری می شوند در محدوده 900 – 1250
f
  می باشد كه پایین تر از حد بحرانی است.
مدت دمای تنش زدایی فولاد معمولا برای هر اینچ ضخامت یك ساعت است ، اگر چه مدت لازم برای 1000
f طولانی تر از زمان مورد نیاز برای 1100f است . برای قطعات پیشگرم شده اغلب تنش زدایی لازم می شود . قطعات پیچیده یا فولادهایی كه میل زیادی به ترك خوردن دارند باید بلافاصله پس از جوشكاری و قبل از سرد شدن تا دمای پیشگرمی ، در كوره های تنش زدایی قرار بگیرند . اگر چه عملیات تنش زدایی فقط بخاطر از بین بردن تنش ها بكار می روند و تغییرات ساختاری فولاد از آن انتظار نمی رود ولی با این حال تأثیرات عمومی
عملیات حرارتی تنش زدایی بصورت های زیر می باشند :
1 – بازیابی 
Recovery 
2 – توقف
Relaxation 
3 – تمپره كردن ( از بین بردن نواحی سخت ) 
Tempering 
4 – تبلور مجدد
Recrystallization 
5 – كروی كردن 
Spheroidizing  
اثر اول عمومی است ؛ اثر دوم هنگامی ایجاد می شود كه تنش زدایی در دمای بالا و بمدت كافی انجام بگیرد ؛ اثر سوم فقط موقعی بدست می آید كه در اثر جوشكاری نواحی سخت بوجود آمده باشند و دو اثر آخر در جوشكاری كم اهمیت هستند.
سازه های جوش شده چه هنگام جوشكاری مهار شده  و چه آزاد بوده باشند در آستانه تنش تسلیم دارای تنشهای باقیمانده هستند ، این تنشها قادر می باشند اشكالاتی در جوش بوجود بیاورند . البته احتمال پدید آمدن این اشكالات به تركیب شیمیایی فولاد ، روش جوشكاری ، طرح جوش و شرایط بهره برداری و غیره بستگی دارد . با این وصف از بین بردن این تنشها فواید زیر را در پی خواهد داشت. 
- به حداقل رسانیدن احتمال گسترش خرابی ، مخصوصا در مواردی كه چقرمگی بالایی مورد نیاز باشد.
- پایداری بیشتر ابعاد
- مقاومت فراوان در مقابل خوردگی ، مخصوصا ترك خوردگی تنشی( 
SCC )
از بین بردن این تنشهای باقیمانده و تنشهای واكنش در جوش چقدر اهمیت دارد ؟ لازم است این تنشها به صفر برسند، و آیاممكن است كه یك جوش كاملا از تنش آزاد شود ؟ 
جوشها در اثر انقباض ناشی از جوشكاری دارای تنش های چند محوره می باشند ، در بررسی و تحلیل احتمال شكست  ترد این تنشها اهمیت زیادی دارند . عوامل دیگری نظیر چقرمگی فولاد ، احتمال ایجاد شیار در طراحی جوش ، ماهیت تنشهایی كه در اثر بارهای مختلف در حین بهره برداری ایجاد می شوند ، و دماهایی كه این بارها در آن وارد می آیند در این بررسی نقش دارند . لازم است یك فرمول عملی و تجربی برای محاسبه و برآورد میزان اهمیت این عوامل در پدیده شكست ترد بدست آید.
تصمیم آزاد سازی تنشها در جوش عموما بر اساس تجربه بوده و از اطلاعات بدست آمده از آزمایشات چقرمگی ، تیزی و مقدار شیار و میزان تنشهای باقیمانده حاصل می گردد.
پایداری بعدی در یك جوش مستقیما از تنشهایی كه در قطعه محبوس مانده باشد متأثر می شود. هنگامی كه یك جوش در عین حال كه در زیر تنشهای باقیمانده قرار دارد تراشیده شود پخش مجدد تنشها و انقباض جوش رخ می دهد . تراشكار نمی تواند مطمئن باشد كه در جهت درستی تراشكاری می كند یا نه ، چون جوش همزمان با تراش قطعه به انقباض خود ادامه می دهد . تنش زدایی جوش قبل از ماشینكاری باعث می شود كه قطعه از نظر شكل پایدار بماند و ابعاد آن هنگام ماشینكاری تغییر نكند.
تنشها باید تا چه حد پایینی آزاد شوند تا پایداری اندازه ها تأمین شود ؟ میزان مجاز تنش باقیمانده در مرحله اول به مقدار فلزی كه باید تراشیده شود ، محل آن نسبت به ناحیه تنش دار و اختلاف مجاز در اندازه های نهایی بستگی دارد.
بسیاری از فلزات و آلیاژها در معرض ترك خوردگی تنشی قرار دارند . فولاد از این امر مستثنی نمی باشد . این نوع خرابی خوردگی در فولاد را شكنندگی سوز آور می نامند . تغییر ماهیت محیط خورنده یا كاهش تنش می تواند احتمال ترك خوردگی تنشی را از بین ببرد .
اغلب تنش باقیمانده خیلی زیاد در نزدیكی جوش باعث افزایش حد شرایط ایجاد ترك می گردد و كاهش این تنش ها بوسیله عملیات حرارتی تنش زدایی برای از بین بردن احتمال ایجاد ترك كافی می باشد.
در روی جوشها اكثرا كار سرد انجام می شود و مهندس جوش یا ناظر از آن بی اطلاع می ماند . این نوع كار سرد معمولا در اثر خمش سرد یا چكش كاری اتصال در هنگام جفت كردن و ترتز بوجود می آید.
2-3) بازیافت 
اولین تأثیری كه باید هنگام افزایش دما در عملیات حرارتی تنش زدایی حاصل شود بازیافت است . دما بطور یكنواخت افزایش داده می شود تا كلیه قسمتهای سازه در تمام مدت تا حد امكان هم دما باشند تا از ایجاد تنشهای حرارتی جلوگیری گردد .هر چه دما از اولین 400
Fمی گذرد تغییر قابل ملاحظه ای در ساختار دانه بندی رخ نمی دهد و لذا تنشهای انقباضی كمی كاهش می یابند . این كاهش به علت پدیده ای بنام (( بازیافت )) اتفاق می افتد . این یك قانون كلی است كه هنگام افزایش دمای یك ماده ، تنشهای داخلی آن كاهش پیدا می كند.
چون مقاومت تسلیم فولاد در 400
F
از مقدار آن در دمای محیط بیشتر می باشد لذا علت كاهش تنشهای داخلی بخاطر كاهش مقاومت تسلیم فولاد نیست . بازیافت همچنین باعث تغییراتی در خواص مغناطیسی و الكتریكی می شود و به نظر می رسد با افزایش دمای فولاد ، حركات ویژه ای بین اتمها و الكترونهای آن ایجاد می شود كه باعث كم شدن تنشهای داخلی می گردد.
3 – 3 ) توقف 
با افزایش دمای جوش تا 1200
F  یا بالاتر توقف اتفاق می افتد و در آن تنشها به آرامی و به طور كامل آزاد می شوند . یك میله فولادی درز هنگام جوشكاری در داخل یك چهار چوب در دمای محیط تا تنش تسلیم كشیده می شود. اتم ها به موازات بار و عمود بر جهت تنش به همدیگر نزدیك می گردند . مقاومت تسلیم فولاد در دمای 1200F  نسبت به مقدار آن در دمای محیط خیلی كم است و این به آن معنی است كه اتمها دیگر قادر به تحمل تنش نبوده و اجبارا به همدیگر نزدیك می شوند و با فاصله های مساوی همانند كریستالی كه از تنش آزاد باشد آرایش می گیرند . در این حالت مقاومت تسلیم فولاد از تنشی كه به آن وارد می گردد كمتر است و تا زمانیكه مقدار تنش ( فشاری یا كششی ) با مقاومت تسلیم فلز در دمای 1200F برابر نشده باشد بطور پلاستیك كرنش خواهد كرد. 
عملیات حرارتی تنش زدایی اتمها را قادر می سازد تا به حالت با فاصله های مساوی برگشته و تنشها را آزاد كند.
تنش تا زمانیكه اتم ها دیگر كرنش نكنند كاهش می یابد . اتم های فولاد در دمای محیط تنش هایی به بزرگی تنش تسلیم را می توانند تحمل كنند . در دمای 1200
F اتمها فقط در صورتی قادر خواهند بود كه مقدار تنش قابل توجهی را بدون كرنش تحمل نمایند كه مدت اعمال تنش كوتاه باشد . به عبارت روشن تر ، اتم ها بطور مداوم و تحت هر تنشی جابجا می شوند . حركت در دمای محیط بقدری كند است كه با گذشت صدها سال نیز قابل تشخیص نیست ، ولی در دمای 1200F حركت اتم ها ضرورتا از آن نوعی نیست كه بررسی كرده ایم ولی ممكن است بصورت حركت در مرز دانه بندی ها باشد . هر دو نوع حركت به پدیده خزش یا كرنش منتهی می شوند . بنابراین توقف یك شكلی از خزش است.
محاسبه انقباض ناشی از توقف یا تنش زدایی یك جوش دشوار است ولی عموما مقدار آن از انقباض حاصل از ماشینكاری قطعاتی كه تنش زدایی نشده اند خیلی كمتر است چون در ماشینكاری ، معمولا قسمتی از قطعه را كه تنش زیادتری دارد از آن جدا می كنیم ( می تراشیم ). 
افزایش زمان یا مدت نیز، فرآیند تنش زدایی را بهبود می بخشد . قاعده كلی آن است كه اندازه درشتی دانه بندی در دمای بالاتر از 800
F مقاومت در برابر خزش را زیاد می كند ولی این افزایش تأثیر قابل ملاحظه ای بر روی تنش زدایی در 1100 – 1200F  ندارد . هر چه تنش باقیمانده اولیه بیشتر باشد تنش بعد از تنش گیری با مدت معینی به همان اندازه زیادتر خواهد شد ( به علت آزاد ساختن زیاد تنش بوسیله كرنش ). این كرنش همانند كار سرد ضمن تنش زدایی كه معمولا كریستالها را تقویت می كند ، می باشد. چون تنشهای باقیمانده تمام انواع جوش در یك فولاد معین ، تقریبا با مقاومت تسلیم آن برابر است ، لذا نمی توان مدت تنش زدایی را فقط به علت غیبت ظاهری مهار در حین جوشكاری كاهش داد.
سازه های فولادی ویژه ای كه در دماهای زیاد ، مقاومت فوق العاده ای در برابر خزش دارند ، كندتر از فولاد معمولی به نقطه توقف می رسند. فولادهای مقاوم در برابر خزش ، مثلا فولاد با تركیب 2% كربن ، 5% مولیبدن ، برای یك تنش زدایی یا درجه خاص ، نسبت به فولادهای غیر آلیاژی به دمای بیشتر و زمان طولانی احتیاج دارد.
ملاحظه خواهد شد كه فولادهای با آلیاژ بیشتر با افزایش دما استحكام بالایی دارند . فولاد ضد زنگ آستنیتی 316 حتی در دمای بالای 1200
F مقاومت تسلیم خوبی دارد.
لایه دوم جوش تنش های باقیمانده لایه اول را آزاد می كند ولی تنش های جدیدی بوجود می آورد. بنابراین تنش های باقیمانده جوشهای چند لایه ای كمتراز جوش های تك لایه ای نبوده و به همان اندازه احتیاج به تنش زدایی دارد . بعلاوه با ضخیم شدن جوش، تنش های باقیمانده پیچیده تر می شود . قسمتهای ضخیم تر نسبت به قسمت های نازكتر برای از بین بردن تنشها به زمان طولانی تری نیاز دارند چون سطح قطعه اولین جایی است كه به دمای كوره می رسد و مدت زیادی سپری می شود تا وسط قطعه های ضخیم به دمای كوره برسد.
4-3 ) تمپره كردن ( نرم كردن )
افزایش دمای فولاد كوئینچ شده را تا هر دمایی زیر محدوده بحرانی تمپره كردن می گویند . نواحی گرما دیده مجاور جوشهایی كه بدون پیشگرمی یا پسگرمی ناقص و ناكافی بوجود آمده اند در فولادهای با كربن متوسط و بسیاری از فولادهای با استحكام زیاد آنچنان سریع سرد می شوند كه به سخت كردن یا كوئینچ شباهت دارند . در موقع جوشكاری كه ناحیه كوئینچ شده در دمای بحرانی است ساختار دارای آستنیتی خواهد بود كه ده برابر كربنی كه در دمای محیط قابل حل است در محلول جامد دارد . ضمن كوئینچ بیشتر آستنیت به مارتنزیت تبدیل می شود . شكل كریستالی
BCT  سختی فوق العاده مارتنزیت نسبت به شكلهای دیگری بخاطر وجود كربن در آن است كه معمولا یا بصورت اتمهای كربن است و یا بصورت كریستالهای نازك كربور آهن.
هنگامی كه دما افزایش می یابد ، در ناحیه ای كه دارای مارتنزیت است سه تغییر اتفاق می افتد :
1 – مارتنزیت به ضریب ( كریستالهای
BCC ) تبدیل می شود كه كریستالهای ریز كربور از شبكه فوق اشباع كریستالهای هشت ضلعی در آن رسوب می كنند.
2 – هر آستنیتی كه در طول كوئینچ به مارتنزیت تبدیل نشده است به ضریب و كربور تبدیل می شود.
3 – اندازه كریستالهای كوچك كربور در مارتنزیت و كریستالهای بزرگتر كربور در سایر ساختارها نظیر پرلیت ریز افزایش می یابند.
دماهایی كه تغییرات 1 و 2 در آنها اتفاق می افتد بدرستی معلوم نیستند . در فولادهای كربنی با 7% كربن تغییر 1 در 300
F و تغییر 2 در 450Fرخ می دهد . در كوئینچ كردن فولادهای كربنی با حداقل 4% كربن و با كنترل دقیق فرآیند می توان مقدار كمی از آستنیت را حفظ كرد . اگر عناصر آلیاژی وجود داشته باشند با درصد كمتر كربن نیز می توان آستنیت را از تبدیل شدن به اشكال دیگر باز داشت . با افزایش دما ، رشد مداوم دانه های كربور ادامه خواهد یافت . به نظر می رسد كه تغییر 3 در اثر كار سختی در طول تمپره كردن پیش می آید .
یعنی سختی فولاد مارتنزیتی به انتشار دانه های ریز كربور در هر صفحه كریستال كه مانع لغزش گردیده و در ضمن كاهش نرمی ، سختی را افزایش می دهد بستگی دارد . گرم كردن مجدد دانه های كربور را درشت كرده و تعداد آنها را كم و در نتیجه سختی را كاهش می دهد.


  • آخرین ویرایش:جمعه 6 دی 1392
نظرات()   
   
foot pain guide
سه شنبه 6 تیر 1396 10:17 ق.ظ
Hey there, You've done a fantastic job. I'll definitely digg it and in my view
suggest to my friends. I am sure they'll be benefited from this website.
http://barnettikkynvduyu.snack.ws/how-to-treat-hammertoes-without-surgery.html
پنجشنبه 28 اردیبهشت 1396 07:02 ب.ظ
I every time spent my half an hour to read this blog's articles or reviews daily along
with a mug of coffee.
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر
آخرین پست ها