تنش گیری حرارتی

تنش گیری حرارتی

تنش گیری یک عملیات حرارتی است که پس از انجام فرایندهایی مانند جوشکاری انجام می شود. متخصصان، تنش گیری حرارتی را برای حصول پارامترهای خاصی به کار می گیرند. گفتنی است که این فرایند با شیوه مخصوصی انجام می شود و حتما باید توسط متخصصان به صورت دقیق بررسی شود. در این مقاله، قصد داریم ابتدا عملیات تنش گیری حرارتی را تعریف کنیم، سپس به سراغ بیان مباحث تکمیلی مانند چرایی تنش گیری و نکات دیگر برویم. دنبال کردن این آموزش مختصر، به شما کمک می کند تا درکی کلی نسبت به فرایند تنش گیری به دست آورید .

تنش گیری حرارتی یعنی چه؟

همانطور که در مقدمه نیز چند کلمه ای درباره این پرسش صحبت کردیم، تنش گیری یک عملیات حرارتی معین است که برای ارتقا خاصیت های مکانیکی قطعات فلزی انجام می شود.

تنش گیری به بیان ساده، چنین تعریف می شود: گرم و سرد کردن فلزهای آلیاژی بر اساس الگوی مشخص به منظور حصول نتایج معین (مانند ارتقا خاصیت های مکانیکی و فیزیکی موردنظر) تنش گیری حرارتی نامیده می شود. این فرایند حرارتی که پس از تولید یک قطعه فلزی انجام می شود، با عنوان “پس گرم” در میان متخصصان صنعت فلز شناخته می شود. به بیان ساده تر، فرایندی با عنوان پسگرم بعد از تولید قطعات فولادی اتفاق می افتد و این فرایند موجب زدودن تنش های گوناگونی می شود. مجموعه این عملیات، با عنوان “تنشگیری حرارتی” مشهور است .

تنش گیری پس از جوشکاری چیست؟

تنش گیری پس از جوشکاری که با علامت اختصاری PWHT مشهور است، خلاصه شده عبارت ” Post Weld Heat Treatment” است. تنش گیری پس از جوش با عنوان “پس گرم جو” نیز نامیده می شود. این عملیات حرارتی همانطور که از نام آن مشخص است، برای رفع تنش های پس از جوشکاری بر روی قطعات انجام می شود و یکی از اقسام مهم تنش گیری حرارتی محسوب می شود. جالب است بدانید که در این عملیات، قطعه حتما باید تا زیر خط بحرانی گرم شود و پس از آن نیز، با یک فرایند صحیح، خنک سازی شود. ممکن است این سؤال برای شما پیش بیاید که چرا پس از جوشکاری، قطعه فلزی پس گرم می شود. متخصصان به خوبی می دانند که فلز جوشکاری شده زمانی که در آستانه تنش تسلیم قرار دارد، تنش های دیگری نیز آن را تهدید می کند.
در چه مواردی تنشگیری حرارتی پس از جوش انجام می شود؟

متخصصان بر این باور هستند که تنش های احتمالی پس از جوش، رابطه مستقیمی با مؤلفه های زیر دارند:

  • ترکیب شیمیایی فلز آلیاژی؛
  • شیوه انتخابی جوشکاری؛
  • طرح جوشکاری و فرایندهای پس از جوش مانند نحوه بهره برداری از قطعه.

همه این موارد دست به دست هم می دهند تا ما را به سمت یک نتیجه خاص هدایت کنند: فرایند تنش گیری در برخی از قطعات متناسب با موارد بالا، به صورت جدی تری دنبال می شود. جالب است بدانید که حتی قطعاتی که پیش از جوشکاری پیش گرم شده اند، باید طی یک عملیات تنش گیری، پس گرم هم بشوند.
تنش گیری حرارتی چه مزیت هایی دارد ؟

اکنون که نکاتی درباره تنش گیری حرارتی و نحوه انجام آن بیان کردیم، وقت آن رسیده است که چند کلمه ای هم درباره تأثیرات تنش گیری حرارتی بر روی فلزات صحبت کنیم .
همانگونه که در بخش های قبلی نیز بیان کردیم، مهم ترین دلیل در انجام فرایند پس گرم جوشکاری، از بین بردن تنش های احتمالی است و تغییرات فیزیکی در قطعه مدنظر نیست؛ البته نباید فراموش کنیم که برخی از تغییرات فیزیکی نیز در برخی موارد اتفاق می افتد. همچنین تغییرات دیگری هم در فلز پس از تنش گیری ایجاد می شود که قابل پیش بینی است؛ این تغییرهای قابل پیش بینی، تأثیر زیادی در رفع تنش قطعات دارند. در ادامه، فرایندهای مهم تنش گیری را بیان می کنیم و پس از آن، تأثیر هر فرایند در ارتقا خواص مکانیکی قطعه را برمی شماریم.

1. بازیابی (Recovery)

بازیابی یا بازیافت جزو اولین تغییرات محتمل است که پس از عملیات پس گرم باید اتفاق افتد. بازیافت در واقع تغییرهایی در خاصیت های الکتریکی و مغناطیسی قطعه ایجاد می کند. کارشناسان چنین برآورد کرده اند که با افزایش دما و پس از آن، رسیدن فلز به مرحله بازیابی، اتفاقاتی در الکترون های قطعه رقم خواهد خورد که در مجموع، زمینه ساز کاهش تنش های داخلی می شوند.

2. توقف (Relaxation):

زمانی که فرایند پس گرم آغاز می شود، متخصصان فرایند گرمادهی به قطعه را شروع می کنند؛ این گرمادهی تا دمای درجه 1200 فارنهایت یا حتی بیشتر (متناسب با نوع فلز آلیاژی) ادامه پیدا می کند و ناگهان در یک درجه متوقف می شود؛ این فرایند به این خاطر انجام می شود که فلز تا حدودی مقاومت تسلیم خود را از دست بدهد و اتم هایی که قادر به تحمل تنش نیستند، به همدیگر نزدیک شوند و با فاصله های یکسان شبیه به کریستال های آزاد کنار هم قرارگیرند. جالب است بدانید که سرعت گرمادهی تا رسیدن به مرحله توقف بسیار مهم است؛ فولادهایی که در ساختمان های غول پیکر به کار می روند و توان بیشتری نسبت به سایر مصالح فولادی دارند، با سرعت کمتری گرمادهی شده اند.

3. تمپره کردن (Tempering)

افزایش دما در فولادها یا قطعات فولادی کوئینچ شده، تا هر درجه ای که کمتر از حد بحرانی باشد را تمپره کردن می نامند. این فرایند تأثیر به سزایی در رسیدن قطعه به استانداردهای مطلوب “پس گرم” دارد و معمولا با حساسیت های خاصی انجام می شود.

4. تنش زدایی پیش از ماشینکاری:

این فرایند کمک می کند تا تنش های محبوس در قطعات فلزی آزاد شوند و در مجموع، محصولی با استحکام بالاتر به دست بیاید. لزوم انجام فرایند تنش زدایی به سبب این مسئله است که ممکن است قطعه بدون تنش زدایی، در فرایند ماشینکاری دچار تغییر در ابعاد شود.
متخصصان به مدد همه فرایندهایی که در بالا معرفی کردیم در تلاش هستند تا تنش های موجود در قطعه های فلزی را از بین ببرند و آنها را به قطعات مستحکم تر تبدیل کنند. گفتنی است که پس از انجام فرایندهای مربوط به تنش گیری، اثرات زیر در قطعه ها بروز خواهد کرد:

قطعات مقاومت مطلوبی در برابر تغییر ابعادی پیدا می کنند؛

  • مقاومت کششی قطعات جوشکاری شده تا مقادیر زیادی افزایش پیدا می کند
  • احتمال خوردگی در فلزها بسیار کم می شود؛
  • ریسک ترک خوردگی خط جوش ها کاهش پیدا می کند.

مؤلفه های مؤثر در یک عملیات تنش گیری حرارتی مطلوب

حالا که کلیت فرایند تنش گیری حرارتی را بیان کردیم، باید درباره مؤلفه هایی صحبت کنیم که تأثیر به سزایی در انجام یک فرایند تنش گیری حرارتی مطلوب دارند. متخصصان در انجام فرایند پس گرم، باید توجه ویژه ای به چهار عامل زیر داشته باشند :

  • نرخ گرمایش؛
  • دمای نگهداشت؛
  • زمان نگهداشت؛
  • نرخ سرمایش.

سخن پایانی

در ابتدای مقاله، کوشیدیم تا عملیات تنشگیری حرارتی را به شکل کلی تعریف کنیم و نکاتی درباره آن بیان نماییم؛ پس از آن، به سراغ تنش گیری حرارتی پس از جوشکاری رفتیم و به معرفی برخی از بخش های مهم در این فرایند پرداختیم. مواردی مانند تمپره کردن، توقف و بازیابی تأثیر زیادی در فرایند پس گرم جوشکاری دارد. همچنین در بخش پایانی، مؤلفه هایی را بیان کردیم که در فرایند تنش گیری حرارتی بسیار تأثیرگذار هستند.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *