DISTORTION

یکی از مسائل مهمی که باید توسط طراح و مسئول تولید با هم مورد توجه قرار داده و تدابیری در مورد آن اتخاذ کنند ، پیچیدگی و تغییر ابعاد اجزاء جوش داده شده پس از عملیات جوشکاری می باشد. اعوجاج اثر ناخواستة انبساط و انقباض فلز حرارت دیده است. البته باید در نظر داشت که اعوجاج تا حدی در تمام انواع جوشکاری ها وجود دارد. در بسیاری از موارد آنقدر اعوجاج کوچک است که به سختی قابل رویت است ، ولی در بعضی از موارد آنقدر مقدار اعوجاج زیاد است که باید پیش از جوشکاری یا در هنگام جوشکاری و یا پس از جوشکاری تدابیری برای مبارزه با آن اتخاذ کرد.

اعوجاج دارای سه نوع است که عبارتند از :

1. اعوجاج زاویه ای.

2. اعوجاج طولی.

3. اعوجاج عرضی.

علل بوجود آمدن اعوجاج عبارتند از :

1.حرارت دادن.

2. عدم استفاده از وسایل مورد نیاز برای مهار کردن قطعه.

3. تنش های پسماند موجود در قطعه.

4. مناسب نبودن خواص قطعه کار.

   

علل اعوجاج هنگامی که فلز تحت بار ، کرنش یا حرکت می کند و تغییر شکل می دهد :

1.     تحت بار گذاری ضعیف ، فلزات بصورت الاستیک باقی می مانند. ( به شکل اصلی خود باز می گردند یا پس از اینکه بار برداشته شد شکل جدید می گیرند ) که این مطلب تحت عنوان محدودة الاستیک شناخته می شود.

2.     تحت بار خیلی زیاد ، فلزات تا حدی تحت تنش قرار می گیرند که دیگر به شکل اول خود باز نمی گردند یا شکل نمی گیرند و این نقطه ( نقطة تسلیم ) نامیده می شود. ( تنش تسلیم )

3.     فلزات با حرارت دیدن انبساط می یابند و وقتی سرد می شوند منقبض می شوند. فلزات در حین جوشکاری گرم و سرد می شوند که موجب تنش های بالای ناگهانی و اعوجاج می شوند.

   اگر تنش های بالا از محدودة الاستیک بگذرند و از نقطة تسلیم نیز رد شوند ، باعث بوجود آمدن برخی پیچیدگی های دائمی در فلز می شوند ، تنش تسلیم فلز در دماهای بالا کاهش می یابد.

روش های کنترل و کاهش اعوجاج :

   در جوشکاری می توان تدابیری مثل طراحی مناسب و روش جوشکاری مناسب اندیشید که باعث کاهش یا از بین رفتن اعوجاج شد. ما در جوشکاری می توانیم در سه مرحله از بوجود آمدن اعوجاج جلوگیری کنیم که عبارتند از :

1.     قبل از جوشکاری.

2.     در حین جوشکاری.

3.     بعد از جوشکاری.

راه های کنترل اعوجاج قبل از جوشکاری عبارتند از :

1.                       طراحی مناسب پخ و اتصال.

2.                       دقت در ساخت.

3.                       استفاده از گیره ، بست و نگهدارنده ها.

4.                       پیش گرم کردن بصورت سرتاسری و کامل قطعه.

5.                        خال جوش زدن.

راه های کنترل اعوجاج در حین جوشکاری عبارتند از :

1.      روش جوشکاری گام به عقب ( Back Step Welding ).

2.     جوشکاری زنجیره ای منقطع ( Intermittent Chain Welding ).

3.     جوشکاری متباعد منقطع یا جوش های روبروی هم در جوش گوشه ای.

       (Intermittent Staggered Welding ).

4.     جوشکاری متقارن ( Balanced Sequence Welding ).

5.     رعایت دمای بین پاسی.

6.     استفاده از حداقل حجم جوش.

7.     استفاده از تعداد پاس کمتر در جوشکاری لب به لب.

راه های کنترل اعوجاج بعد از جوشکاری عبارتند از :

1.     آرام سرد کردن.

2.     صافکاری شعله ای ( حرارت دهی معکوس).

3.     آنیل کردن.

4.     تنش زدایی.

5.     نرمال کردن.

6.     صافکاری مکانیکی.

   در سازه های فلزی ساختمان معمولاً روش های 1 و 2 بیشتر اعمال می گردد و سایر روش ها در کارهای صنعتی بیشتر کاربرد دارد.

 آرام سرد کردن :

یکی از روش های جلوگیری از اعوجاج آرام سرد کردن قطعه مثلاً سرد کردن قطعه در کوره است. قطعة جوش داده شده هر چقدر آرام سرد شود اعوجاج کمتری بوجود می آید. با سریع سرد کردن قطعه مثلاً قطعه را در دمای محیط یا در آب سرد کنیم باعث بوجود آمدن اعوجاج و ساختارهای سخت مارتنزیتی می شود.

آنیل کردن :

   آنیل کردن یک پروسة عملیات حرارتی است که برای نرم کردن فلزات جهت کار سرد یا ماشینکاری بکار می رود. در فرآیند آنیل کردن قطعه ، معمولاً قطعه را در کوره تا دمای بحرانی ( برای فولاد با 0.52 درصد کربن حدود 820 - 723 درجة سانتیگراد می باشد. ) حرارت داده و سپس به آرامی سرد می کنند.

تنش زدایی :

   تنش زدایی ، حرارت دهی یکنواخت قطعات جوش شده تا دمای زیر دمای بحرانی است که با سرد کردن آرام دنبال می شود ، این فرآیند نقطه تسلیم فلز را کاهش می دهد لذا تنش های باقیمانده در فلز کاهش می یابند.

نرمال کردن :

نرمال کردن ، پروسه ای برای ریز کردن ساختار دانه ای فلز است که باعث بهبود مقاومت آن در برابر شوک و خستگی می شود.

   در نرمال کردن قطعات جوش شده تا بالای دمای بحرانی ( برای فولاد با 0.25 درصد کربن 820 درجة سانتیگراد می باشد ) تقریباً یک ساعت برای هر mm 25 ضخامت ، حرارت می دهند و سپس در هوا سرد می شود. ( مستقیم کاری )

صافکاری مکانیکی :

   استفاده کردن از کارهای مکانیکی یکی از روشهای جلوگیری از اعوجاج در مرحلة پس از جوشکاری است. از جملة این کارها می توانیم به موارد زیر اشاره کنیم :

1. پرس کاری.

2. چکش زنی.

3. نورد

اعوجاج و پیچیدگی و تاب برداشتن در جوشکاری ( Distortion ) :

   یکی از مسائل مهمی که باید توسط طراح و مسئول تولید با هم مورد توجه قرار داده و تدابیری در مورد آن اتخاذ کنند ، پیچیدگی و تغییر ابعاد اجزاء جوش داده شده پس از عملیات جوشکاری می باشد. اعوجاج اثر ناخواستة انبساط و انقباض فلز حرارت دیده است. البته باید در نظر داشت که اعوجاج تا حدی در تمام انواع جوشکاری ها وجود دارد. در بسیاری از موارد آنقدر اعوجاج کوچک است که به سختی قابل رویت است ، ولی در بعضی از موارد آنقدر مقدار اعوجاج زیاد است که باید پیش از جوشکاری یا در هنگام جوشکاری و یا پس از جوشکاری تدابیری برای مبارزه با آن اتخاذ کرد. اعوجاج دارای سه نوع است که عبارتند از :

1.     اعوجاج زاویه ای.

2.     اعوجاج طولی.

3.     اعوجاج عرضی.

 علل بوجود آمدن اعوجاج عبارتند از :

1. حرارت دادن.

2.عدم استفاده از وسایل مورد نیاز برای مهار کردن قطعه.

3. تنش های پسماند موجود در قطعه.

4. مناسب نبودن خواص قطعه کار.

علل اعوجاج هنگامی که فلز تحت بار ، کرنش یا حرکت می کند و تغییر شکل می دهد :

1.     تحت بار گذاری ضعیف ، فلزات بصورت الاستیک باقی می مانند. ( به شکل اصلی خود باز می گردند یا پس از اینکه بار برداشته شد شکل جدید می گیرند ) که این مطلب تحت عنوان محدودة الاستیک شناخته می شود.

2.     تحت بار خیلی زیاد ، فلزات تا حدی تحت تنش قرار می گیرند که دیگر به شکل اول خود باز نمی گردند یا شکل نمی گیرند و این نقطه ( نقطة تسلیم ) نامیده می شود. ( تنش تسلیم )

3.     فلزات با حرارت دیدن انبساط می یابند و وقتی سرد می شوند منقبض می شوند. فلزات در حین جوشکاری گرم و سرد می شوند که موجب تنش های بالای ناگهانی و اعوجاج می شوند.

   اگر تنش های بالا از محدودة الاستیک بگذرند و از نقطة تسلیم نیز رد شوند ، باعث بوجود آمدن برخی پیچیدگی های دائمی در فلز می شوند ، تنش تسلیم فلز در دماهای بالا کاهش می یابد.

روش های کنترل و کاهش اعوجاج :

   در جوشکاری می توان تدابیری مثل طراحی مناسب و روش جوشکاری مناسب اندیشید که باعث کاهش یا از بین رفتن اعوجاج شد. ما در جوشکاری می توانیم در سه مرحله از بوجود آمدن اعوجاج جلوگیری کنیم که عبارتند از :

1. قبل از جوشکاری.

2. در حین جوشکاری.

3. بعد از جوشکاری.

راه های کنترل اعوجاج قبل از جوشکاری عبارتند از :

1. طراحی مناسب پخ و اتصال.

2. دقت در ساخت.

3. استفاده از گیره ، بست و نگهدارنده ها.

4. پیش گرم کردن بصورت سرتاسری و کامل قطعه.

5 خال جوش زدن.

راه های کنترل اعوجاج در حین جوشکاری عبارتند از :

1. روش جوشکاری گام به عقب ( Back Step Welding ).

2. جوشکاری زنجیره ای منقطع ( Intermittent Chain Welding ).

3. جوشکاری متباعد منقطع یا جوش های روبروی هم در جوش گوشه ای.

       (Intermittent Staggered Welding ).

4. جوشکاری متقارن ( Balanced Sequence Welding ).

5. رعایت دمای بین پاسی.

6. استفاده از حداقل حجم جوش.

7. استفاده از تعداد پاس کمتر در جوشکاری لب به لب.

راه های کنترل اعوجاج بعد از جوشکاری عبارتند از :

1. آرام سرد کردن.

2. صافکاری شعله ای ( حرارت دهی معکوس).

3. آنیل کردن.

4. تنش زدایی.

5. نرمال کردن.

6. صافکاری مکانیکی.

در سازه های فلزی ساختمان معمولاً روش های 1 و 2 بیشتر اعمال می گردد و سایر روش ها در کارهای صنعتی بیشتر کاربرد دارد.

آرام سرد کردن :

یکی از روش های جلوگیری از اعوجاج آرام سرد کردن قطعه مثلاً سرد کردن قطعه در کوره است. قطعة جوش داده شده هر چقدر آرام سرد شود اعوجاج کمتری بوجود می آید. با سریع سرد کردن قطعه مثلاً قطعه را در دمای محیط یا در آب سرد کنیم باعث بوجود آمدن اعوجاج و ساختارهای سخت مارتنزیتی می شود.

آنیل کردن :

آنیل کردن یک پروسة عملیات حرارتی است که برای نرم کردن فلزات جهت کار سرد یا ماشینکاری بکار می رود. در فرآیند آنیل کردن قطعه ، معمولاً قطعه را در کوره تا دمای بحرانی ( برای فولاد با 0.52 درصد کربن حدود 820 - 723 درجة سانتیگراد می باشد. ) حرارت داده و سپس به آرامی سرد می کنند.

تنش زدایی :

  تنش زدایی ، حرارت دهی یکنواخت قطعات جوش شده تا دمای زیر دمای بحرانی است که با سرد کردن آرام دنبال می شود ، این فرآیند نقطه تسلیم فلز را کاهش می دهد لذا تنش های باقیمانده در فلز کاهش می یابند.

نرمال کردن :

نرمال کردن ، پروسه ای برای ریز کردن ساختار دانه ای فلز است که باعث بهبود مقاومت آن در برابر شوک و خستگی می شود.

 در نرمال کردن قطعات جوش شده تا بالای دمای بحرانی ( برای فولاد با 0.25 درصد کربن 820 درجة سانتیگراد می باشد ) تقریباً یک ساعت برای هر mm 25 ضخامت ، حرارت می دهند و سپس در هوا سرد می شود. ( مستقیم کاری )

صافکاری مکانیکی :

 استفاده کردن از کارهای مکانیکی یکی از روشهای جلوگیری از اعوجاج در مرحلة پس از جوشکاری است. از جملة این کارها می توانیم به موارد زیر اشاره کنیم :

1.  پرس کاری.

2. چکش زنی.

3. نورد.

          با تشکر از سایت : http://arakmoshaver.blogfa.com