بررسی تجربی تنش زدایی ارتعاشی در اتصال جوشی لب به لب ورق فولادی از جنس ST37 , SS304 و لوله 10 اینچی

نوید وفا¹ محمد رضا فراهانی²

1) کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه تهران، پردیس البرز دانشگاه تهران، تهران ، ایران
2) دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک، پردیس دانشکده های فنی دانشگاه تهران؛ تهران ، ایران

محل انتشار : دومین کنگره بین المللی علوم، مهندسی و تکنولوژی - هامبورگ(germanconf.com/2nd)
چکیده :
فرایندهای ساخت و تولید مانند ریخته گری، ذوب فلزات، جوشکاری و برش قطعات تنش هایی در قطعات ایجاد می کند که باعث شرایط ناپایدار در قطعات می شود و ویژگی های فیزیکی قطعه را تحت تاثیر قرار می دهند. این تنش ها به تنش های پسماند معروف هستند. این تنش¬ها در قطعات جوشکاری بواسطه¬ی توزیع غیر یکنواخت حرارت در حوزه جوش و تغییر شکل موضعی در قطعه بوجود می¬آید. تنش¬های پسماند باعث کاهش تحمل بار، کاهش عمر اتصالات جوشی و تغییر فرم¬هایی در قطعه می¬شود. روشهای تنش زدایی حرارتی و تنش زدایی طبیعی در گذشته برای کاهش این تنش ها در قطعات فلزی به کار می رفتند. اما این دو روش، عیوب و مشکلات بسیاری داشتند ، برای تنش زدایی به صورت طبیعی به زمان بسیار زیادی احتیاج است و مناسب تولید انبوه نیست و تنش زدایی حرارتی با توجه به کوره و تجهیزات آن هزینه بسیاری لازم دارد و انرژی حرارتی بالایی را نیز مصرف می کند. با پیشرفت تکنولوژی روش نوینی به نام تنش زدایی ارتعاشی به وجود آمد که انرژی ، هزینه و زمان را به طور چشمگیرکاهش می دهد، این روش در مقایسه با تنش زدایی حرارتی، می تواند هزینه تنش زدایی را 90 درصد، انرژی لازم را 95 درصد و هزینه را 90 درصد کاهش دهد. در این پایان نامه ، ابتدا به صورت کلی تنش های پسماند و عوامل ایجاد آن مورد بررسی قرارگرفته و سپس با مطالعه دقیق فرآیند تنش زدایی ارتعاشی، نسبت به طراحی و ساخت دستگاه تنش زدایی ارتعاشی اقدام گردیده است. برای ساخت دستگاه تنش زدایی ارتعاشی ابتدا طراحی موتور ویبره ارتعاشی با قابلیت تغییر زاویه ای شدت لنگ انجام شده است و سپس یک کنترلر الکتریکی با قابلیت تبدیل برق 3 فاز به تک فاز و همچنین تغییر در فرکانس ارتعاش موتور طراحی شده است و در ادامه یک سیستم داده برداری شتاب ارتعاشی به وسیله سنسور های شتاب سنج جهت پیاده سازی فرایند تنش زدایی ارتعاشی طراحی و ساخته شده است . تبدیل فوریه داده های ارتعاشی جهت تعیین فرکانس طبیعی قطعه و کنترل فرکانس اعمالی تنش زدایی ارتعاشی به کار گرفته می شود . پس از ساخت دستگاه تنش زدایی ارتعاشی، پیاده سازی فرایند تنش زدایی ارتعاشی بر روی اتصال جوشی لب به لب دو ورق از جنس SS 304 و ST 37 انجام شد و تست های سختی سنجی و متالوگرافی به منظور بررسی جوش و ناحیه متاثر از جوش، قبل و بعد از تنش زدایی مورد بررسی قرار گرفت . بررسی ها نشان می دهد که بر اثر تنش زدایی ارتعاشی سختی فلز جوش 10 درصد کاهش یافته این در حالی است که سختی نواحی مجاور جوش به صورت 8 درصد افزایش یافته است.
کلمات کلیدی : تنش تنش پسماند تنش زدایی ارتعاشی موتور ویبره فرکانس طبیعی سختی سنجی