کاهش تنش های پسماند در اتصالات جوشکاری

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 تنش ها قادراند اشکالاتی در جوش به وجود بیاورند. البته احتمال پدید آمدن 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.

• افزایش استحکام و تحمل تنش
• پایداری بیشتر ابعاد
• مقاومت بیشتر در مقابل خوردگی

پایداری ابعادی در یک جوش مستقیماً از تنش هایی که در قطعه محبوس مانده باشند، متاثر می شود. هنگامی که یک سازه جوشکاری در عین حال که دارای تنش های پسماند یا باقیمانده است تحت عملیات تراشکاری یا ماشینکاری قرار می گیرد، پخش مجدد تنش ها و انقباض جوش رخ می دهد. لذا 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. بنابراین در بسیاری مواقع تنش زدائی قطعه جوشکاری قبل از ماشینکاری باعث می شود که قطعه از نظر شکل پایدار بماند و ابعاد آن هنگام ماشینکاری تغییر نکند. در واحد های صنعتی بزرگ سازنده ساز ه های بزرگ جوشکاری به طور معمول کور ه های بزرگ عملیات حرارتی جهت تنش زدای سازه نهایی وجود دارد.

تنش زدایی مکانیکی

در متد تنش زدایی ارتعاشی تنش مکانیکی به وسیله لرزاننده به قطعه اعمال می شود. تنش اعمال شده همراه با انرژی موجود در داخل قطعه که ناشی از تنش پسماند هستند جمع گشته و باعث ایجاد تغییر شکل های میکرو پلاستیک گشته و در نهایت قطعه تنش زدایی می شود. تنش زدایی ارتعاشی به دو روش انجام می گیرد. در روش اول که روش تنش زدایی ارتعاشی سنتی نیز نامیده می شود، ارتعاشات فقط در یک فرکانس اعمال می شود.

ولی در متدهای جدید که به مراتب دارای قابلیت ها و تأثیرات بهتری از نظر تنش زدایی است، ارتعاشات در چند فرکانس رزونانس اعمال می شود. در این روش نسبت به روش سنتی خطاهای اپراتوری به میزان زیادی کاهش یافته ودارای نویز کمتری است. همچنین جهت قطعات با فرکانس های بالا محدودیت ندارد و دارای اثر بخشی به مراتب بالاتری است. به طوریکه در حال حاضر در دنیا دیگر از روش سنتی استفاده نمی شود.

مزایای تنش زدایی ارتعاشی نسبت به روش حرارتی

• کیفیت به دست آمده به خوبی تنش زدایی حرارتی است.
• برای مواد و ساختارهای مختلف قابل استفاده است.
• هیچگونه محدودیت اندازه یا وزن در به کارگیری این روش وجود ندارد.
• تأثیری بر خواص مواد از قبیل مقاومت سایش، سختی و تنش تسلیم ندارد.
• باعث تأثیرات نامطلوب بر خواص متالورژیکی مواد نمی شود.
• باعث از بین رفتن و تخریب پوشش قطعات نمی شود.
• نسبت به روش های دیگر بسیار سریعتر بوده و باعث صرفه جویی در زمان می شود.
• تجهیزات این روش قابل حمل هستند که باعث کاهش فوق العاده هزینه های حمل و نقل می شود. همچنین می توان فرایند تنش زدایی را در محل کارفرما انجام داد و در هزینه های حمل و نقل صرفه جویی کرد. تغییرات نامطلوب در لایه های بیرونی قطعات از قبیل اکسید شدگی در این روش اتفاق نمی افتد.
• زمان مورد نیاز به مقدار زیادی کاهش یافته است. معمولاً اگر قطعات چندان پیچیده و بزرگ نباشند کل عملیات تنش گیری با استفاده از این روش در حد چند دقیقه وقت می گیرد. ولی به هرحال نسبت به روش حرارتی بسیاری از زمان ها مثل آماده سازی کوره، زمان مورد نیاز برای گرم کردن و سپس سرد کردن آن که به صورت تدریجی است، حذف می شوند.
• راندمان بالا و عدم تولید آلودگی از مزایای روش تنش زدایی ارتعاشی است. با توجه به مسائل زیست محیطی که امرزه بسیار مورد توجه جوامع مختلف است، کاهش قابل توجه الودگی و استفاده از انرژی های پاک (برق) مهم ترین مزیت این روش است. مصرف توان و انرژی فوق العاده پایین است.

محدودیت های تنش زدایی ارتعاشی

تنش زدایی ارتعاشی دارای محدودیت هایی نیز است. به عنوان مثال بهبود دانه بندی که در روش تنش زدایی حرارتی ایجاد می شود در این روش وجود ندارد. همچنین این روش جهت مواد کار سخت شده و مواد با تنش تسلیم بسیار بالا محدودیت وجود دارد.