نحوه تشکیل تنش پسماند کششی در جوش

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .doc ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 36 صفحه

 قسمتی از متن .doc : 

نحوه تشکیل تنش پسماند کششی در جوش

تنش پسماند تنشی است که بر اثر انجام عملیات خاصی در جسم با قی می مانند و در حالی که جسم تحت هیچ بار گذاری خارجی نیست نیز وجود دارد . طبیعت تنش پسماند به گونه ای است که در مقابل هر تنش کششی تنش فشاری نیز باید وجود داشته با ئشد ،به گونه ای که جسم در حالت تعادل با قی بماند که به این حالت ، حالت خود تعادلی می گویند .

علت اینکه شناسایی چنین تنشهایی برای مامهم است این است که وقتی جسم تحت تنش خارجی قرارمی گیرد .این تنش خارجی به تنش پسماند موجودافزوده می شود . پس اگردر منطقه ای تنش پسماند کششی داشته با شیم و بارگذاری ما نیزتنش کششی باشد سطح تنش درآن منطقه بالاتر از آنچه که تنها با لحاظ تنش کششی خارجی بد ست می آید خواهدبود .لذا در صورتی که تنش کششی پسماند داخلی را در نظر نگیریم و قطعه را تنها بر اساس تنش اعمالی خارجی طراحی می کنیم ممکن است دراثرتنشهای پسماندخارجی تنش در قطعه از حد تسلیم آن بالاتر رفته وباعث شکست آن گردد.یکی ازفرایندهایی که باعث ایجاد تنش پسماند در سازه ها می گردد جوی است .که به علت گرم و سرد شدن های متوالی جوش و مناطق نزیدک جوش و عدم امکان جابه جایی در بعضی جهات ، تنشهای پسماند داخلی در جوش و مناطق مجاور آن بوجود می اید .

مقدارانبساط وتغییر شکل جسم در مقابل گرمامتناسب با درجه حرارت می باشد . اصولاً با افزایش درجه حرارت تا نقطه ذوب فلز شاهد انبساط در آنها خواهیم بود .حال هنگامی که در نقطه ای از جسم درجه حرارت به طور موضعی افزایش یابد در اطراف آن یک شیب حرارتی بوجود می آیدکه می خواهد باعث تغییر شکل و انبساط نقطه ای که دمای آن افزایش پیدا کرده است بشود ،ولی از اطراف توسط فلزی که این نقطه را احاطه کرده اند و میل به تغییر شکل نداردبا تغییر شکل این نقطه مقابله می شود،لذا مناطق نزدیک این نقطه تحت تنش فشاری قرار می گیرند و در صورتی که تنش فشاری موجود از حد تسلیم بیشتر شود با عث تغییرکل پلاستیک این منطقه می شود .در حین سرد شدن منطقه ای که گرم شده بود شاهدانقباض مو ضعی خواهیم بود که باعث ایجاد تنش کششی در مجاورت این نقطه درحد تنش تسلیم فلزخواهد بود .حال اگر بخواهیم تشکیل تنش پسماند در جوش را تو ضیح بدهیم ابتدا مدل زیر را در نظر میگیریم .

سه میله 1و2و3 اردر نظر بگیرید که توسط صفحات صلب4و5 از دو طرف محدود شده اند با گرم شدن میله 2 اگر دمای آن به اندازه (T افزایش یابد این میله در حالت آزاد به اندازه al(T افزایش طول پیدا می کند ولی میله های 1و3 چون تغییردمایی نداشته اند در مقابل تغییر طول مقاومت می کنند،لذا تنشی در آنها القا می شودکه کششی است وعکس العمل این تنش به میله 2 وارد می شود که تنش فشاری است لذابه این ترتیب با گرم شدن میله دو میلهای 1و3 تنش کششی و در میله 2 تنش فشاری خواهیم داشت .درجوش نیزچنین حالتی راخواهیم داشت . البته دربحث راجع به تنشهای تسلیم جوش به این نکته نیز باید توجه داشته با شیم که تنش تسلیم فو لادها با افزایش درجه حرارت مطابق کاهش می یابد.

در نظربگیرید که یک اتصال جوشی بین دو ورق بزرگ بوجودآمده ودرمنطقه ای نواری شکل در فاصله مشخصی ازمرکز جوش مورد بررسی می باشد فرض می شود که نوارمورد بررسی درجهت طولی خود کاملاً مهار شده و تغییر شکلی در این جهت ندارد .قبل ازگرم کردن ، نوار فاقد تنش بوده و وضعیت آن با نقطه A در نشان داده شده است .درحین گرم کردن ،این نوار متمایل به انبساط بوده و لیکن وسط محیط (فلز) اطراف خود که درجه حرارت پایین تری دارد از انبساط آن ممانعت می شود و در نتیجه تحت تا ثیر تنشهای فشاری قرار می گیرد. تغییر شکل در نوار در ابتدا الاستیک بوده و با افزایش درجه حرارت افزایش یا فته و در درجه حرارت T1 تغییر شکل پلاستیکی شروع می شود (مسیرABC با افزایش درجه میزان تنش تسلیم جسم کاهش یافته و تغییرشکل پلاستیکی نوار افزایش می یابد( مسیرCDE) چنانچه T2 حدا کثر در جه حرارتی باشد .که در نوار اعمال می شود ، تغییر شکل پلاستیکی فشاری تا نقطه E ادامه خواهدیافت . در هنگام سرد شدن ، نوارمورد بررسی تمایل به انقباض داشته که منجربه تغییر شکل الاستیکی(مشابه باربرداری درنمونه های تحت آزمایش کشش) که با توجه به درجه حرارت نوار،مطابق مسیر EF ادامه خواهد داشت . در درجه حرارت T3(نقطهG) سطح تنشها در نوار در سطح تنش تسلیم فلز در این درجه حرارت خواهد شد .با کاهش بیشتر در جه حرارت ، تنش تسلیم( و درنتیجه سطح تنش ها در نوار ) افزایش یافته وتغییر شکل پلاستیکی( کششی) در نوار بوجود می اید ( مسیرGH ). نتیجتاً اینکه سیکل حرارتی فوق الذکر خواهدشد . با استفاده از مدل فوق الذکر می توان سطح تنش پسماند جوشی رادر نقاط مختلف اطراف منطقه جوش بدست آورد.

چنانچه در جه حرارت حا صله در نقطه بررسی پایین تر از T1تنها تغییر شکل الاستیکی در ان نقطه بوجود می آید . برای فو لادهای جوشی این در جه حرارت بین 300-150 در جه سانتی گراد می باشد . در درجه حرارت بین T1 وT4 سطح تنشهای پسماند پایین تر از تنش تسلیم جسم بوده و چنانچه در جه حرارت نقطه مورد بررسی از T4 بشتر شود ، تنشهای پسماند در سطح تنش تسلیم فلز خواهد بود .

ازبررسی فوق الذکر نتیجه می شودکه تنشهای پسماند جوشی در جهت موازی با جهت جوش (Longitudinal)در فلزجوش و نواحی نزدیک به آن از نوع کششی و در حد تنش تسلیم بوده وبا افزایش فا صله از مرکزجوش سطح این تنش ها کاهش می یابد .به جهت اصل خود تعادلی برای اینگونه تنشها ، لزوماًباید تنشهای جوشی طولی رادرمقاطع مختلف یک اتصالی جوشی درحین جوشکاری نشان می دهد . در حوضچه مذاب جوش با سر عت v به سمت جلو حرکت کر ده و درنقطه