عميات حرارتي پسگرمي
تهیه کننده : اثیر کربلایی
منبع : راسخون
منبع : راسخون
پسگرمي روي كل جوش و يا فقط يك قسمت از آن و براي به دست اوردن يك يا تمامي اهداف زير انجام مي شود: 1- تنش زدائي
2- افزايش چقرمگي
3- افزايش استحكام
4- افزايش مقاومت خوردگي
5- زدودن كار سرد
عمليات حرارتي گوناگوني وجود دارند كه با تغييرات فوق مرتبط بوه و بنام هاي الف- عمليات حرارتي تنش زدايي ب- آنيله كردن يا تابانيده ج- نرماليزه كردن، د- سخت كردن ه- آبدادن يا تمپره كردن و- استمپره كرده و ز- مارتمپره كردن خوانده مي شوند. اختلاف بين اين عمليات هاي حرارتي عموماً به دماي به كار گرفته شده و يا روش سرد كردن مرتبوط مي گردد دماهاي عمليات حرارتي تنش زدايي زير حد بحراني فولاد است در حالي كه دماهاي لازم براي آنيله كردن، نرماليزه كردن و سخت كردن هميشه بالاي حد بحراني مي باشند. شايد يك مورد استثناء براي اين وجود داشته باشد عمل نرم كردن گاهي در دماي زير حد بحراني انجام مي شود كه به آن «آنليه زيربحراني» يا انيله تمپرهاي مي گوين گاهي دو عمل حرارتي براي يك منظور خاص به كار گرفته مي شود انتخاب صحيح روش تعمليات حرارتي نيازمند بررسي عوامل متعددي نظير نوع فولاد، شرايط ايجاد تنش در جوش و ساختار ناحيه گرما ديده مي باشد.
عمليات حرارتي تنش زدائي
تصميم تنش زدايي °F 1250-900 مي باشد كه پايين تر از حد بحراني است، مدت دماي تنش زدائي فولاد معمولاً براي هر اينچ ضخامت يك ساعت است. براي قطعات پيشگرم شده اغلب تشن زدايي لازم مي شود. قطعات پيچيده يا فولادهايي كه ميل زيادي به ترك خوردن دارند بايد بلافاصله پس از جوشكاري و قبل از سرد شدن تا دماي پيشگرمي،در كوره هاي تنش زدايي قرار بگيرند.
اگرچه عمليات تنش زدايي فقط به خاطر از بين بردن تنش ها به كار مي روند و تغييرات ساختاري فولاد از ان انتظار نمي رود ولي با اين حال تاثيرات عمومي عمليات حرارتي تنش زدايي به صورت هاي زير مي باشند:
- بازيابي(Recovery)
- افت تنش(Relaxation)
- تمپره كردن (از بين بردن نواحي سخت)
- تبلور مجدد(Recrestauization)
- گرداله سازي(spheroidizing)
اثر اول عمومي است، اثر دوم هنگاي ايجاد مي شود كه تنش زدائي در دماي بالا و به مدت كافي انجام بگيرد، اثر سوم فقط موقعي به دست مي آيد كه در اثر جوشكاري نواحي سخت به وجود امده باشند و دو اثر آخر در جوشكاري كم اهميت هستند.
سازه هاي جوش شده چه هنگام جوشكاري مهار شده و چه آزاد بوده باشند در آستانه تنش تسليم داراي تنش هاي پسماند يا باقيمانده هستند، اين تنشها قادر اشكالاتي در جوش به وجود بياورند البته احتمال پديد امدن اين اشكالات به تركيب شيمايي فولاد، روش جوشكاري، طرح جوش و شرايط بهره برداري و غيره بستگي دارد. با اين وصف از بين بردن اين تنش ها فوائد زير را نيز در پي خواهد داشت:
- به حداقل رسانيدن احتمال گسترش خرابي، مخصوصاً در مواردي كه چقرمگي بالايي مورد نياز باشد.
- پايداري بيشتر ابعاد
- مقاومت فراوان در مقابل خوردگي، مخصوصاً ترك خوردگي تنشي(SCC)
از بين بردن اين تنش هاي باقيمانده و تنش هاي واكنش در جوش چقدر اهميت دارد؟ آيا لازم است اين تنش ها به صفر برسند، و آيا ممكن است كه يك جوش كاملاً از تنش آزاد شود؟
جوش ها در اثر انقباض ناشي از جوشكاري داري تنش هاي چند محوره مي باشند در بررسي و تحليل احتمال شكست ترد اين تنش ها اهميت زيادي دارند عوامل ديگري نظير چقرمگي فولاد، احتمال ايجاد شيار در طراحي جوش، و دماهائي كه اين بارها در آن وارد مي شوند در اين بررسي نقش دارند. لازم است يك فرمول عملي وتجربي بريا محاسبه و براورد ميزان اهميتاين عوامل در پديده شكست ترد به دست آيد. آزادسازي تنش ها در جوش عموماً بر اس تجربه بوده و از اطلاعات به دست آمده از آزمايشات چقرمگي ، تيزي ومقدار شيار و ميزان تنش هاي باقيمانده حاصل مي گردد. پايداري ابعادي در يك جوش مستقيماً از تنش هايي كه در قطعه محبوس مانده باشند،متاثر مي شود. هنگامي كه يك جوش در عين حال كه در زير تنش هاي پسماند يا باقيمانده قرار دارد تراشيده شود پخش مجدد تنش ها و انقباض جوش رخ مي دهد تراشكار نمي تواند مطمئن باشد كه در جهت درستي تراشكاري مي كند يا نه، چون جوش همزمان با تراش قطعه به انقباض خود ادامه مي دهد. تنش زدائي جوش قبل از ماشينكاري باعث مي شود كه قطعه از نظر شكل پايدار بماند و ابعاد آن هنگام ماشينكاري تغيير نكن سوال اين است كه اين تنش ها بايد تا چه حد آزاد شوند تا پايداري ابعاد تأمين شود ميزان مجاز تنش باقيمانه در مرحله اول به مقدار فلزي كه بايد تراشيده شود محل آن نسبت به ناحيه تنش دار و اختلاف مجاز در اندازه هاي نهايي بستگي دارد. بسياري از فلزات و آلياژها در معرض ترك خوردگي تنشي قرار دارند. فولاد از اين امر مستثني نمي باشد. اين نوع خرابي خوردگي در فولاد را شكنندگي سودسوزآور مي نامند. تغيير ماهيت محيط خورنده يا كاهش تنش مي تواند احتمال ترك خوردگي تنشي را از بين ببرد. اغلب تنش پسماند خيلي زياد در نزديكي جوش باعث تشديد شرايط ايجاد ترك مي گردد و كاهش اين تنش ها به وسيله عمليات حرارتي تنش زدائي براي از بين بردن احتمال ايجاد ترك كافي مي باشد.در روي جوش ها اكثراً كار سرد انجام مي شود و مهندس جوش يا ناظر از آن بي اطلاع مي ماند اين نوع كار سرد معمولاً‌در اثر خشم سرد يا چكش كاري اتصال در هنگام جفت كردن و تراز به وجود مي آيدهدف 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 برشكاري حرارتي
عمليات برشكاري مي‌تواند بوسيله وسايل مكانيكي (اره، ماشينكاري، و سنگ زدن)، ذوب كردن با شعله و واكنش شيميائي ( اكسيد كردن) و يا ذوب كردن با قوس‌الكتريكي بعدي كه خود شامل چندين نوع است موضوع اين بخش را تشكيل مي‌دهد. برشكاري با اكسيژن (ox fuel gas) Oxygen – cutting، برشكاري با فلاكس شيميايي chemical flux – cutting برشكاري با پودر فلزي Metal powder cutting برشكاري قوس- اكسيژن oxygen – arc cutting گروهي از فرآيند‌هاي برشكاري را تشكيل مي‌دهد كه حرارت مسير برشكاري را ذوب كرده و اكسيژن آنرا اكسيد كرده و از درز برش به بيرون ريخته مي‌شود.
گروه ديگر از فرآيند‌هاي برشكاري فلزي كه موضوع پروژه مي‌باشد. به كمك حرارت ناشي از قوس‌الكتريكي بين الكترود و سطح كار ذوب شده و مذاب بر اساس نيروي ثقل يا بكمك فشار پلاسما جت هوا يا اكسيژن به بيرون جاري مي‌شود و شامل فرآيند‌هاي برشكاري: هوا – كربن ARI- Carbon الكترود فلزي – گازGas metal- arc، الكترود تنگستن – گاز Gas tungsten – arc قوس پلاسما plasma- arc والكترود پوشش‌دار shielded metal- arc مي‌باشد.
چگونگی تعمیر و اصلاح جوش
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) |
بررسي طبقه بندي سيم و پودرهاي جوشكاري زير پودري‘ مخصوص فولادهاي دانه ريز و غيرآلياژي بر اساس استاندارد EN756 :
اين طبقه بندي‘ در سال 1995 ميلادي بازنگري شد و به EN 756-95 مشهور گرديد. در اين طبقه بندي‘ فرم كلي براي معرفي يك سيم و پودر به قرار زير است:
S XX XX XX SXXX
S: به معناي جوشكاري زيرپودري است‘
XX: حداقل تنش تسليم بر حسب 2N/mm است‘ كه در جدول(زير) طبقه بندي شده اند.
حداقل تنش تسليم و نشانه هاي آن براي سيم و پودرهاي طبقه بندي شده در EN756
نشانه | حداقل تسليم (2N/mm) | استحكام كششي (2N/mm) | انعطاف پذيري (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 (زير). حداقل انرژي ضربه در درجه حرارت هاي مختلف را نشان مي دهد.
مشخصات مربوط به تنش تسليم
نشانه | محدوده R(تنش تسليم فلزپايه) | محدوده Rm (تنش تسليم فلزپايه ) |
T3 | 355> | 470> |
T4 | 420> | 520> |
T5 | 500> | 600> |
جدول مشخصات مربوط به انرژي ضربه
نشانه | انرژي 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 مصرفي را نشان مي دهد. مشخصات اين جدول‘ شباهت زيادي به علايم و مشخصاتي دارد كه در همين مورد براي طبقه بندي EN 760 گفته شد.
SXXX: نشان دهنده تركيب شيميايي سيم جوش مصرفي است و راجع به آن در جدول زيرتوضيحات كاملي داده شده است.
تركيب شيميايي سيم جوش هاي مصرفي در فرايند جوشكاري زير پودري مطابق استاندارد طبقه بندي شده ي EN 756-95
نشانه | سيليسيم | منگنز | نيكل | موليبدن |
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 )
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 :
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:
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 مقاله‌هاي شانزدهمين سمينار سالانه جامعه ريخته‌گران ايران ناشرانتشارات جامعه ريخته گران ايران
5-http://ultra-science.blogfa.com
6- كتاب اصول و كاربرد عمليات حرارتي فولادها و چدنها
/الف
