تحقیق تخمین تنش پسماند با روش های غیر مخرب و ارتباط آن با پروسه های تولید در انواع مختلف جوشكاری

تخمین تنش پسماند با استفاده از روش های غیر مخرب و ارتباط آن با پروسه‌های تولید در انواع مختلف جوشكاری

قسمتهایی از متن:

مقدمه

طی چند دهه گذشته تنش های پسماند در ظروف فشار دار و كاربردهای ساختمانی و خطوط انتقال گاز و نفت و در ساختارها و قطعات فلزی و ... مورد توجه قرار گرفته است. از سوی پیشرفت هایی كه امروز در ارزیابی یكپارچه ساختارها و ساختمانها در ارتباط با قطعات جوش صورت پذیرفته است. خواستار اطلاعات دقیق تری دربارة حالت تنش پسماند می باشد. تنش های پسماند در اثر عدم هماهنگی در شكل طبیعی بین نواحی مختلف در یك قطعه حاصل می شود به خصوص در جوشكاری تنش های پسماند مورد توجه قرار می گیرند. تنش های پسماند می توانند بسته به علامت، اندازه و توزیع شان با توجه به تنش های اعمالی، تعیین كننده باشند.

ارزیابی تنش پسماند یك ابزار مهمی نیز برای كنترل فرآیند، كنترل كیفی، ارزیابی طراحی و آنالیز نقص می باشد. چون این تنش ها می توانند پیامدهای مهمی روی عمكلرد اجزاء و قطعات مهندسی داشته باشند و همچنین تأثیر زیادی روی خوردگی، مقاومت شكست، خزش و ... دارا می‌باشند. لذا كاهش و كم كردن این تنش ها مطلوب می باشد. از این رو تنش های پسماند در اتصالات جوشكاری شده عمدتاً توسط عملیات حرارتی یا توسط تنش مكانیكی كاهش می یابد.

- روش های متفاوتی برای اندازه گیری یا تخمین تنش پسماند براساس اندازه گیری دقیق یا با استفاده از تكنیك های عددی وجود دارد. اندازه گیریها می توانند از نوع مخرب مانند (سوراخكاری)  یا غیر مخرب مانند اشعه x، یا تفرق نوترونی و فراصوتی باشند. و تفرق نوترونی اساساً یك تكنیك برجسته برای پی بردن به تنش پسماند به صورت غیر مخرب در درون قطعات مهندسی در سه بعد و در حجم های كوچك می باشد.

در این پروژه به تخمین تنش پمساند با استفاده از روش های غیر مخرب و ارتباط آن با پروسه‌های تولید در انواع مختلف جوشكاری فولاد می پردازیم.

- جوشكاری ذاتاً باعث بروز تولید ترك هایی در محل جوش می شوند، اندازه و محل این تركها را می توان به عنوان یك معیار در تعیین عمر جوشكاری مورد استفاده قرار داد. تنش هایی كه می توانند باعث رشد ترك خوردگی شوند به تنش های بیرونی محدود نمی شوند. به عنوان نمونه می توان گفت كه تنش های پسماند در داخل و اطراف ناحیه جوش به عنوان یك پیامد از فرآیند جوش، تولید می شود. بنابراین این موضوع برای دانستن اندازه و علامت تنش پمساند در ناحیه جوش مهم خواهد بود. و این بحث خصوصاً در جوشهای با مقطع ضخیم كه دارای یك تنش 3 بعدی است جالب توجه می باشد. در اینجا به بحث در مورد استفاده از اسكن كردن كششی نوترونی برای فراهم آوردن اسكن های 3 بعدی ضخیم مربوط به نمونه های فولادی جوشكاری شده و جوشكاری نشده خواهیم پرداخت. ...

...

فصل سوم

عنوان مقاله : بهبود تنش پسماند مربوط به جوشكاری توسط كوبكاری لیزری

- مقدمه

كوبكاری (پرداخت) لیزری یك تكنیك عملیات سطحی است كه از لحاظ مكانیكی فعالیت دو طرفه مربوط به سطح ماده و پلاسمای  فشار بالایی را هنگام انتشار لیزر با پالس كوتاه روی ماده زیر آب، ممكن می سازد. انرژی مربوط به كوبكاری لیزری كوتاه تكی (1 پالس) خیلی بزرگتر از (ساچمه پاشی) می باشد. به صورت متوالی تأثیر بهبود یافته مربوط به تنش پسماند به عمق mm1 گسترش می یابد و این تكنیك به عنوان یك اندازه گیری پیشگیرانه در برابر ترك خوردگی و خوردگی توام با تنش در نیروگاههای هسته ای، جائیكه قابلیات اطمینان خیلی بالائی مورد نیاز می باشد، بكار می رود و به عنوان یك اندازه گیری میزان خستگی برای قطعات هواپیما هم بكار می رود. علاوه بر این، كوبكاری لیزری كنترل مربوط به شرایط مختلف همانند انرژی پالس دقیق برای ماده، آرایش و چیدمان ناحیه ای را فراهم می نماید و دارای مشخصات دیگری می باشند. مثال ها عبارتند از : عدم نیاز به پیش عملیات ها همانند پولیش كاری، عدم وجود تماس با ماده و عدم نیروی واكنشی.

اصول مربوط به كوبكاری لیزری در این مقاله شرح داده می شوند و باعث بهبود اثرات تنش پسماند در هنگام بكارگیری كوبكاری لیزری برای ایجاد محدوده های جوش و اتصالات جوشكاری شده می شود. علاوه بر این نتایج مربوط به تست ترك خوردگی، خورندگی تنشی((SCC نمایش داده می‌شوند.

- اصول مربوط به كوبكاری لیزری

اصول مربوط به كوبكاری لیزری با استفاده از شكل 1 تشریح می شوند. لایه سطحی ماده توسط انتشار ستون لیزری در جایی كه عرض پالس چندین برابر ns بوده و دانستیه توان پیك چندین S10 از MW/mm2 و پلاسمای متالیك فشار بالا روی سطح رخ می دهد، ساییده میشود.زمانی كه 1 لیزر روی ماده زیر آب یا ماده با غشاء آبكی روی سطح منتشر می شود،از انبساط پلاسما توسط اینرسی آب و رسیدن فشار پلاسما به چند برابر GPa كه 100-10 برابر آن در هوا می باشد، جلوگیری به عمل می آید. یك موج ضربه ای توسط این فشار و انتشار داخل ماده ،تولید می شود. لایه سطحی ماده به واسطه تنش دینامیكی موج برخوردی تحت تغییر شكل پلاستیكی واقع می شود، بنابراین تنش پسماند فشاری توسط احاطه محدودیت الاستیكی شكل می گیرد. ...

...

فصل دوم  

بررسی تنش پسماند و عملیات حرارتی پس از جوش در جوشهای چندپاسه با آزمایش ها و روش المان محدود

چكیده

توزیع تنش پسماند پس از جوشكاری و پس از یك عملیات حرارتی پس از جوش كاری به وسیله یك تحلیل جریان گرمایی موقت المان محدود در رابطه با یك تحلیل زوج گرمایی- مكانیكی تعیین شده است. برای بررسی نتایج عددی تنش پسماند، سطح یك جوش لب به لب چند پاسه، به وسیله تكنیك ایجاد سوراخ اندازه گیری شد و با پیش بینی های تحلیل المان محدود مورد مقایسه قرار گرفت. تحلیل عددی برای دو جوش چند پاسه دارای صفحات ضخیم مورد استفاده قرار گرفت كه در ساخت كشتی بكار می رفتند. یك اتصال جوش 12 پاس دارای شیار K با صفحه mm56 ، و یك اتصال جوش 9 پاس دارای شیار V با صفحه mm32 ، یك تنش پسماند حداكثر MPa316 در صفحه mm56 مشاهده شد، اما پس از عملیات حرارتی بعد از جوشكاری به MPa39 كاهش یافت.