عمیات حرارتی پسگرمی - √دنیـــــــای متـــــــــــالورژی فقـــــــط از ایـــــــنجا
به "با سابقه ترين و محبوب ترين وبلاگ متالورژي در ايران" خوش آمديد

تاريخ : چهارشنبه ۳۱ تیر ۱۳۸۸


 

منبع : راسخون




 پسگرمی روی کل جوش و یا فقط یک قسمت از آن و برای به دست اوردن یک یا تمامی اهداف زیر انجام می شود:
1- تنش زدائی
2- افزایش چقرمگی
3- افزایش استحکام
4- افزایش مقاومت خوردگی
5- زدودن کار سرد
عملیات حرارتی گوناگونی وجود دارند که با تغییرات فوق مرتبط بوه و بنام های الف- عملیات حرارتی تنش زدایی ب- آنیله کردن یا تابانیده ج- نرمالیزه کردن، د- سخت کردن ه- آبدادن یا تمپره کردن و- استمپره کرده و ز- مارتمپره کردن خوانده می شوند. اختلاف بین این عملیات های حرارتی عموماً ‌به دمای به کار گرفته شده و یا روش سرد کردن مرتبوط می گردد دماهای عملیات حرارتی تنش زدایی زیر حد بحرانی فولاد است در حالی که دماهای لازم برای آنیله کردن، نرمالیزه کردن و سخت کردن همیشه بالای حد بحرانی می باشند. شاید یک مورد استثناء برای این وجود داشته باشد عمل نرم کردن گاهی در دمای زیر حد بحرانی انجام می شود که به آن «آنلیه زیربحرانی» یا انیله تمپرهای می گوین گاهی دو عمل حرارتی برای یک منظور خاص به کار گرفته می شود انتخاب صحیح روش تعملیات حرارتی نیازمند بررسی عوامل متعددی نظیر نوع فولاد، شرایط ایجاد تنش در جوش و ساختار ناحیه گرما دیده می باشد.

عملیات حرارتی تنش زدائی

عملیات حرارتی تنش زدائی عبارت از گرم کردن یکنواخت یک سازه تا دمای مناسب زیر حد بحرانی و سپس سرد کردن یکنواخت آن است معمولاً ‌عملیات حرارتی در محدوده دمای بحرانی نامناسب هستند و به همین علت تنش زدایی در بیشتر موارد زیر حد بحرانی انجام می گیرد.
تصمیم تنش زدایی °F 1250-900 می باشد که پایین تر از حد بحرانی است، مدت دمای تنش زدائی فولاد معمولاً برای هر اینچ ضخامت یک ساعت است. برای قطعات پیشگرم شده اغلب تشن زدایی لازم می شود. قطعات پیچیده یا فولادهایی که میل زیادی به ترک خوردن دارند باید بلافاصله پس از جوشکاری و قبل از سرد شدن تا دمای پیشگرمی،‌در کوره های تنش زدایی قرار بگیرند.
اگرچه عملیات تنش زدایی فقط به خاطر از بین بردن تنش ها به کار می روند و تغییرات ساختاری فولاد از ان انتظار نمی رود ولی با این حال تاثیرات عمومی عملیات حرارتی تنش زدایی به صورت های زیر می باشند:
- بازیابی(Recovery)
- افت تنش(Relaxation)
- تمپره کردن (از بین بردن نواحی سخت)
- تبلور مجدد(Recrestauization)
- گرداله سازی(spheroidizing)
اثر اول عمومی است، اثر دوم هنگای ایجاد می شود که تنش زدائی در دمای بالا و به مدت کافی انجام بگیرد، اثر سوم فقط موقعی به دست می آید که در اثر جوشکاری نواحی سخت به وجود امده باشند و دو اثر آخر در جوشکاری کم اهمیت هستند.
سازه های جوش شده چه هنگام جوشکاری مهار شده و چه آزاد بوده باشند در آستانه تنش تسلیم دارای تنش های پسماند یا باقیمانده هستند، این تنشها قادر اشکالاتی در جوش به وجود بیاورند البته احتمال پدید امدن این اشکالات به ترکیب شیمایی فولاد، روش جوشکاری، طرح جوش و شرایط بهره برداری و غیره بستگی دارد. با این وصف از بین بردن این تنش ها فوائد زیر را نیز در پی خواهد داشت:
- به حداقل رسانیدن احتمال گسترش خرابی، مخصوصاً ‌در مواردی که چقرمگی بالایی مورد نیاز باشد.
- پایداری بیشتر ابعاد
- مقاومت فراوان در مقابل خوردگی، مخصوصاً ترک خوردگی تنشی(SCC)
از بین بردن این تنش های باقیمانده و تنش های واکنش در جوش چقدر اهمیت دارد؟ آیا لازم است این تنش ها به صفر برسند، و آیا ممکن است که یک جوش کاملاً از تنش آزاد شود؟
جوش ها در اثر انقباض ناشی از جوشکاری داری تنش های چند محوره می باشند در بررسی و تحلیل احتمال شکست ترد این تنش ها اهمیت زیادی دارند عوامل دیگری نظیر چقرمگی فولاد، احتمال ایجاد شیار در طراحی جوش، و دماهائی که این بارها در آن وارد می شوند در این بررسی نقش دارند. لازم است یک فرمول عملی وتجربی بریا محاسبه و براورد میزان اهمیتاین عوامل در پدیده شکست ترد به دست آید. آزادسازی تنش ها در جوش عموماً بر اس تجربه بوده و از اطلاعات به دست آمده از آزمایشات چقرمگی ، تیزی ومقدار شیار و میزان تنش های باقیمانده حاصل می گردد. پایداری ابعادی در یک جوش مستقیماً از تنش هایی که در قطعه محبوس مانده باشند،‌متاثر می شود. هنگامی که یک جوش در عین حال که در زیر تنش های پسماند یا باقیمانده قرار دارد تراشیده شود پخش مجدد تنش ها و انقباض جوش رخ می دهد تراشکار نمی تواند مطمئن باشد که در جهت درستی تراشکاری می کند یا نه، چون جوش همزمان با تراش قطعه به انقباض خود ادامه می دهد. تنش زدائی جوش قبل از ماشینکاری باعث می شود که قطعه از نظر شکل پایدار بماند و ابعاد آن هنگام ماشینکاری تغییر نکن سوال این است که این تنش ها باید تا چه حد آزاد شوند تا پایداری ابعاد تأمین شود میزان مجاز تنش باقیمانه در مرحله اول به مقدار فلزی که 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 ترک خوردگی تنشی قرار دارند. فولاد از این امر مستثنی نمی باشد. این نوع خرابی خوردگی در فولاد را شکنندگی سودسوزآور می نامند. تغییر ماهیت محیط خورنده یا کاهش تنش می تواند احتمال ترک خوردگی تنشی را از بین ببرد. اغلب تنش پسماند خیلی زیاد در نزدیکی جوش باعث تشدید شرایط ایجاد ترک می گردد و کاهش این تنش ها به وسیله عملیات حرارتی تنش زدائی برای از بین بردن احتمال ایجاد ترک کافی می باشد.در روی جوش ها اکثراً کار سرد انجام می شود و مهندس جوش یا ناظر از آن بی اطلاع می ماند این نوع کار سرد معمولاً‌در اثر خشم سرد یا چکش کاری اتصال در هنگام جفت کردن و تراز به وجود می آیدهدف از انجام آزمایشات تعیین کیفیت روش جوشکاری آن است که نشان دهیم ، روش جوشکاری تدوین شده ( WPS ) با اتصالی سالم و با خواص مکانیکی مطلوب و قابل پذیرش در محدوده استاندارد مربوطه ، بوجود می آورد . نتیجه آزمایشات در فرم خاصی ثبت شده که به آن گزارش کیفیت روش جوشکاری ( PQR ) Procedure Qualification Record می گویند .
مراحل تهیه PQR
برای تهیه یک PQR چهار مرحله زیر طی می شود :
1. آماده سازی و جوشکاری نمونه های مناسب
2. آزمایش نمونه های تهیه شده
3. ارزیابی نتایج و نتیجه گیری راجع به آماده سازی ، جوشکاری و آزمایشات
4. ثبت و تائید نتایج ( در صورت قابل قبول بودن آن ها )
1 – 3 ) آماده سازی و جوشکاری نمونه های مناسب
معمولاً نمونه ها به نحوی مونتاژ و ساخته می شوند که درز اتصال در وسط نمونه قرار بگیرد . اندازه ، نوع و ضخامت نمونه باید متناسب با نوع و ضخامت موادی که در تولید جوشکاری می شوند و نیز تعداد ، نوع و اندازه نمونه های آزمایشی لازم برای آزمایشات باشد . مواد ، نحوه و جزئیات جوشکاری نمونه ها باید مطابق با WPS مربوط باشد ، به عبارت دیگر متغیرهای ضروری باید یکسان باشد . ابعاد و اندازه نمونه ها باید حداقل با مقادیر ذکر شده در استاندارد ( ASME. Sec IX, QW-463.1 ) مطابقت باشد . مطابق با همین استاندارد اندازه و محل نمونه های آزمایش که از نمونه های جوشکاری شده بدست می آیند ، مشخص شده است

تحقیق برشکاری حرارتی

فرآیند‌های برشکاری برای برش و جدا سازی قطعات، تکه‌برداری و پخ‌سازی لبه‌های مورد جوش و یا برداشتن مناطقی از جوش عیب‌دار کاربرد دارد. برای آماده‌سازی اجزاء یک اسکلت نیز اغلب عملیات برشکاری قبل از جوشکاری ضروری است. یکی دیگر از موارد کاربردی آن با برشکاری سیستم‌های راهگاهی و تغذیه و قسمت‌های اضافی قطعات ریختگی می‌باشد.
عملیات برشکاری می‌تواند بوسیله وسایل مکانیکی (اره، ماشین‌کاری، و سنگ زدن)، ذوب کردن با شعله‌ و واکنش‌ شیمیائی ( اکسید کردن) و یا ذوب کردن با قوس‌الکتریکی بعدی که خود شامل چندین نوع است موضوع این بخش را تشکیل می‌دهد. برشکاری با اکسیژن (ox fuel gas) Oxygen – cutting، برشکاری با فلاکس شیمیایی chemical flux – cutting برشکاری با پودر فلزی Metal powder cutting برشکاری قوس- اکسیژن oxygen – arc cutting گروهی از فرآیند‌های برشکاری را تشکیل می‌دهد که حرارت مسیر برشکاری را ذوب کرده و اکسیژن آنرا اکسید کرده و از درز برش به بیرون ریخته می‌شود.
گروه دیگر از فرآیند‌های برشکاری فلزی که موضوع پروژه می‌باشد. به کمک حرارت ناشی از قوس‌الکتریکی بین الکترود و سطح کار ذوب شده و مذاب بر اساس نیروی ثقل یا بکمک فشار پلاسما جت هوا یا اکسیژن به بیرون جاری می‌شود و شامل فرآیند‌های برشکاری: هوا – کربن ARI- Carbon الکترود فلزی – گازGas metal- arc، الکترود تنگستن – گاز Gas tungsten – arc قوس پلاسما plasma- arc والکترود پوشش‌دار shielded metal- arc می‌باشد.

چگونگی تعمیر و اصلاح جوش

در یک پروژه امکان رخ دادن عیب به طور حتمی وجود دارد بنابراین با داشتن دستورالعمل ساخت،دستورالعمل جوشکاری WPS و معیارهای عیوب در استاندارها و بازرسی دقیق و ملاحضات اقتصادی می توان به تعمیر جوشها بدون ایجاد هر گونه مشکلی فایق آمد.
عیب چیست :در جوشکاری رعایت نکردن بعضی از اصول سبب کاهش استحکام جوش می شود که نتیجه آن عیب می باشد.
جوش معیوب: جوشی که یکی یا همه نیازهای مطرح شده در استاندارد یا کد مرجع را دارا نباشد جوش معیوب تلقی می شود.

انواع عیوب معروف در جوشکاری عبارتند از:


 

*پروفیل نا مناسب جوش

(Bad Profile)

تخلخل

(حفرهPorosity)

ترک

(Crack)

تقعر

(Concavity)

*تحدب                                                   

(Convexity)

*جرقه                                                        

(Spater)

*لکه قوس            

(Arc Stricke)

*روی هم افتادگی لبه                           

(Over Lap)

*سوختگی سراسری                  

(Burn Through)

*عدم ذوب کافی      

(Lack of Fusion)

*عدم نفوذ کافی        

(Lack of Penetration)

*عدم هم ترازی                                   

(High-Low)

*نفوذ بیش از حد

(Exesses Peneteration)

*سرباره حبس شده                 

(Slag Inclusion)

*بریدگی کنار جوش

(Under Cut)

*چاله سیاه جوش                           

(Black Point)

*تنگستن حبس شده     

((Tungstan Inclusion

*عدم پر شدگی شیار                          

(Under Fill)

*تورق                                               

(Lamination)

*عیوب فلز پایه در حین فولاد سازی 

(Seam/Lap)

*باز شدن دو پوستگی    

Delamination))

گرده اضافی در جوشهای شیاری

Weld Reinforcement))

 *مشکلات ابعادی         

(Dimensional)


بررسی طبقه بندی سیم و پودرهای جوشکاری زیر پودری‘ مخصوص فولادهای دانه ریز و غیرآلیاژی بر اساس استاندارد EN756 :
این طبقه بندی‘ در سال 1995 میلادی بازنگری شد و به EN 756-95 مشهور گردید. در این طبقه بندی‘ فرم کلی برای معرفی یک سیم و پودر به قرار زیر است:
S XX XX XX SXXX
S: به معنای جوشکاری زیرپودری است‘
XX: حداقل تنش تسلیم بر حسب 2N/mm است‘ که در جدول(زیر) طبقه بندی شده اند.
حداقل تنش تسلیم و نشانه های آن برای سیم و پودرهای طبقه بندی شده در EN756

نشانه

حداقل تسلیم (2N/mm)

استحکام کششی (2N/mm)

انعطاف پذیری (درصد)

35

355

570-440

22>

38

380

600-470

20>

42

420

640-500

20>

46

460

680-530

20>

50

500

720-560

18>


XX: در جدول (زیر). حداقل انرژی ضربه در درجه حرارت های مختلف را نشان می دهد.

مشخصات مربوط به تنش تسلیم


 

نشانه

محدوده R(تنش تسلیم فلزپایه)

محدوده Rm  (تنش تسلیم فلزپایه )

T3

355>

470>

T4

420>

520>

T5

500>

600>


جدول مشخصات مربوط به انرژی ضربه


 

نشانه

انرژی ضربه (j)

درجه حرارت cْ

z

استاندارد نشده است.

A

47

20

0

47

0

2

47

20-

3

47

30-

4

47

40-

5

47

50-

6

47

60-

7

47

70-

8

47

80-


XX: نوع پودر مصرفی را نشان می دهد. مشخصات این جدول‘ شباهت زیادی به علایم و مشخصاتی دارد که در همین مورد برای طبقه بندی EN 760 گفته شد.
SXXX: نشان دهنده ترکیب شیمیایی سیم جوش مصرفی است و راجع به آن در جدول زیرتوضیحات کاملی داده شده است.
ترکیب شیمیایی سیم جوش های مصرفی در فرایند جوشکاری زیر پودری مطابق استاندارد طبقه بندی شده ی EN 756-95

نشانه

سیلیسیم

منگنز

نیکل

مولیبدن

S0

استاندارد نشده

S1

15/0

35/0-6/0

-

-

S2

15/0

3/1-8/0

-

-

S3

15/0

75/1-31/1

-

-

S4

15/0

25/2-7601

-

-

S1 SI

4/0-15/0

6/0-35/0

-

-

S2 SI

4/0-15/0

3/1-8/0

-

-

S3 SI

6/0-4/0

3/1-8/0

-

-

S4 SI

4/0-15/0

85/1-31/1

-

-

S1 MO

4/0-15/0

25/2-86/1

-

-

S2 MO

25/0-05/0

6/0-35/0

-

-

S3 MO

25/0-05/0

3/1-8/0

-

-

S4 MO

25/0-05/0

75/1-31/1

-

2/0-54/1

S2 NI 1

25/0-05/0

25/2-76/1

-

2/0-54/1

S2 NI 1/5

25/0-05/0

3/1-8/0

-

2/0-54/1

S2 NI 2

25/0-05/0

3/1-8/0

2/1-8/1

2/0-54/1

S2 NI 3

25/0-05/0

3/1-8/0

8/1-21/1

2/0-54/1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

مخلوط آرگون – هیدروژن :(Argon –Hydrogen Mixtures )

ترکیبات آرگون هیدروژن کاربردهای خاصی دارند،مثلاجوشکاری مکانیزه لوله های فولادی ضدرنگ سبک که هیدروژن باعث تاثیرات متالوژیکی مخرب تخلخل وشکاف های حاصل از هیدروژن نمی شود.افزایش سرعت جوشکاری تناسب مستقیم با مقدار هیدروژن اضافه شده به آرگون دارد،دلیل آن نیز افزایش ولتاژ قوس می باشدمقدارمجاز هیدروژنی که می تواند به آرگون اضافه شود نسبت به ضخامت فلز ونوع اتصال درهرکاربرد خاص ،تغییر می کند.وجود هیدروژن بیش ازحدمجاز،باعث ایجاد تخلخل می گردد.هنگام جوشکاری مکانیزه اتصالات سخت لب به لب فولادی های ضدرنگ با حداکثر ضخامت 620/0 اینچ (6/1 میلیمتر) درسرعت های مشابه با هلیم استفاده می شود (50% سریعتر از آرگون ).درجوشکاری های دستی ،برای ایجاد جوشهای تمیزتر ،استفاده از ترکیب 5%هیدروژن مناسب تراست
SWPS
هدف از تنظیم یک WPS مشخص و تعیین کردن جزئیات فرایند جوشکاری یک قطعه است برخی از کارخانه ها برای تولیدات خود گواهی کیفیت نیز تنظیم می کنند تا به وسیله آن شرایط آماده سازی بررسی و تائید مشخصات بیان شده در روش جوشکاری ،کنترل شود .
بر اساس نوع سازه ،استانداردهای مختلفی برای طراحی و ساخت سازه در کشورهای مختلف وجود است و تقریباً در تمامی این استانداردها بخشی به جوشکاری و کنترل کیفی اختصاص داده شده است. به عنوان مثال در آمریکا ،طراحی و ساخت بویلرها ف مخازن تحت فشار و نیرو گاه های اتمی بر اساس استانداردهای منتشره از سوی انجمن ASME صورت می گیرد.همچنین برای سازه های فلزی انجمن AWS استانداردهایی را منتشر ساخته است. انجمن API نیز برای مخازن ذخیره فولادی و لوله ها ی انتقال گاز،کدهایی را معرفی کرده است.
امروزه خواسته های کیفیتی جوش جهت کسب استاندارد ISO 9001 ،باید بر اساس کد EN -729 تنظیم گردد. این استاندارد در چهار بخش به ترتیب راهنمای انتخاب و استفاده ،خواسته های کیفیت کامل ،خواسته های کیفیتی استاندارد و خواسته های کیفیتی ابتدایی جوشکاری را مطرح می سازد.
معیارهای تعیین کیفیت و کنترل کیفیت جوشکاری را برای سازه ها و تجهیزات مختلف متفاوت است.
ASME , Sec 1X ، درباره کیفیت جوشکاری بویلر ها و مخازن تحت فشار ، استاندارد AWS.D1.1 برای کنترل کیفیت جوشکاری سازه های فلزی و API 1101,API650 به ترتیب برای تعیین کیفیت جوشکاری مخازن ذخیره فولادی و خطوط لوله گاز می باشد .در کشورهای اروپایی نیز استاندارد EN -288 به تنظیم روش جوشکاری اختصاص داده شده است .
نکته حائز اهمیت آن است که هدف تمامی استانداردهای مذکور تعیین کیفیت مطلوب جوش است و تنها بسته به مسائل طراحی مورد نظر ، متغیرهای اساسی مورد توجه جهت ارائه روش جوشکاری می کند .
مشخصات روش جوشکاری بر اساس نیاز های سازنده و بنا به تایید مشاور طرح تنظیم می گردد. ماخذ مورد استفاده در این دوره استاندارد ASME , Sec 1x بوده وبه استاندارد مشابه AWS.D1.1 نیز اشاره شده است.

موارد توصیه شده در استاندارد ASME عبارتند از :

1- نام شرکت
2- شماره WPS .این شماره استاندارد خاصی نداشته و بنا به قرار دادها و بخشنامه های داخلی هر شرکت تعیین می شود .
3- تاریخ تنظیم WPS
4- شماره گزارش کیفیت جوشکاری تایید کننده (PQR NO )
5- شماره تجدید نظر
6- تاریخ تجدید نظر
7- فرایند یا فرایند های جوشکاری مورد استفاده
8- نحوه انجام فرایند جوشکاری

پارامتر های انتخاب صحیح روش جوشکاری:

1- اندازه ابعاد و طرح اتصال قطعات
2- جنس مواد پایه
3- قابلیت دسترسی(فرایند و قطعه کار)
4- تعداد قطعات
5- تجهیزات در دسترس
6- موقعیت جوشکاری
7- اقتصاد جو
منابع: 1- http://iranwelding.blogfa.com
2- http://www.joshkari.150m.com
3-- http://www.iran-eng.com
4- مجموعه مقاله‌های شانزدهمین سمینار سالانه جامعه ریخته‌گران ایران ناشرانتشارات جامعه ریخته گران ایران
5-http://ultra-science.blogfa.com
6- کتاب اصول و کاربرد عملیات حرارتی فولادها و چدنه

 

 



ارسال توسط محسن حیدری
آخرين مطالب
کارت اعتباری ویزا

کتاب کسب درآمد از اینترنت در ۷ روز

آدرس مجازی خارجی برای گوگل ادسنس