در صنایع مختلف، جوشکاری به عنوان یکی از اساسی‌ترین فرآیندهای ساخت و تولید قطعات فلزی شناخته می شود. با این حال، یکی از مشکلات رایج در جوشکاری ایجاد تنش های داخلی در قطعات جوشکاری شده است که می تواند منجر به کاهش عملکرد و آسیب به ساختار قطعات شود. این تنش ها معمولاً به دلیل تفاوت دما در هنگام جوشکاری و فرآیندهای بعدی ایجاد می شوند. برای مقابله با این مشکل و بهبود خواص مکانیکی و ساختاری قطعات، عملیات “تنش زدایی حرارتی پس از جوشکاری” یا PWHT (Post Weld Heat Treatment) به کار می رود. این فرآیند به منظور کاهش تنش های باقیمانده، جلوگیری از ترک ها و افزایش دوام و انعطاف پذیری قطعات جوشکاری شده انجام می شود. در این مقاله به بررسی اهمیت تنش زدایی بعد از جوشکاری، نحوه انجام آن، مزایا و عوامل مؤثر در اجرای صحیح این عملیات خواهیم پرداخت. عملیات حرارتی PWHT نه تنها کیفیت جوش را بهبود می‌بخشد، بلکه عمر مفید قطعات را در شرایط کاری سخت و چالش‌برانگیز افزایش می‌دهد.
در فرایند جوشکاری، فلز جوش که در دمای بالا مذاب می‌شود، هنگام سرد شدن دچار انقباض می‌شود. این انقباض به دلیل تفاوت دمایی بین فلز پایه و ناحیه جوش باعث ایجاد تنش های داخلی می شود. این تنش ها ممکن است موجب ایجاد ترک یا اعوجاج در قطعه شود. به خصوص در مواد ضخیم تر، این تنش ها می توانند به سطوحی برسند که از حد تحمل فلز فراتر رفته و منجر به خرابی شوند.
تنش زدایی حرارتی بعد از جوشکاری برای اصلاح این وضعیت و کاهش تنش های باقیمانده ضروری است. عملیات حرارتی در این فرایند می تواند سختی فلزات را کاهش دهد، استحکام و انعطاف پذیری را بهبود بخشد، و در نهایت عمر مفید قطعات جوشکاری شده را افزایش دهد.
فرآیند تنش زدایی حرارتی بعد از جوشکاری شامل چندین مرحله دقیق است که به منظور کنترل دما و زمان به صورت کاملاً استاندارد اجرا می‌شود. به طور کلی، PWHT شامل موارد زیر است:
گرمایش تدریجی: قطعه جوشکاری شده باید به تدریج تا دمای مورد نظر گرم شود. این دما معمولاً باید زیر دمای بحرانی Ac1 باشد، که بسته به نوع و ترکیب فلز متفاوت است.
نگه داری در دمای معین: پس از رسیدن به دمای مورد نظر، قطعه باید به مدت مشخصی در همان دما نگه داشته شود تا تنش های باقی مانده به طور موثری کاهش یابد. این زمان معمولاً یک ساعت به ازای هر اینچ ضخامت فلز است.
سرد کردن تدریجی: پس از اتمام فرآیند گرمایش، قطعه باید به آرامی سرد شود تا از ایجاد تنش های حرارتی جدید جلوگیری شود.
عملیات تنش زدایی حرارتی بعد از جوشکاری به دو روش کلی انجام می شود که بسته به اندازه و نوع قطعه انتخاب می شود:
عملیات تنش زدایی حرارتی بعد از جوشکاری به چندین دلیل در صنایع مختلف ضروری است و مزایای متعددی را به همراه دارد:
کاهش تنش های باقیمانده: یکی از مهم ترین مزایای PWHT، کاهش تنش های باقیمانده است که می تواند از ترک خوردن یا تغییر شکل قطعه جلوگیری کند.
افزایش انعطاف پذیری: PWHT باعث افزایش انعطاف پذیری و چقرمگی فلز می شود که موجب جلوگیری از شکست های ترد می شود.
نرم کردن: در برخی از موارد، عملیات جوشکاری می تواند موجب افزایش سختی در برخی نواحی قطعه شود. تنش زدایی بعد از جوشکاری این نواحی را نرم می کند و به راحتی امکان عملیات های بعدی مانند ماشین کاری را فراهم می آورد.
کاهش ترک هیدروژنی: در جوشکاری، ترک های هیدروژنی ممکن است به دلیل وجود هیدروژن در فلز جوش ایجاد شوند. PWHT این مشکل را کاهش می دهد.
افزایش عمر مفید قطعه: با بهبود خواص مکانیکی و کاهش آسیب های ناشی از جوشکاری، طول عمر قطعات افزایش می یابد و در نهایت هزینه های تعمیر و نگهداری کاهش می یابد.
زمان مناسب برای انجام تنش زدایی حرارتی بعد از جوشکاری بستگی به چند عامل دارد، از جمله ترکیب شیمیایی مواد، ضخامت قطعه و شرایط محیطی. انجمن مهندسان آمریکا (ASME) استانداردهایی را برای مدت زمان و دمای عملیات حرارتی ارائه داده است که بسته به نوع ماده، این بازه دمایی معمولاً بین 900 تا 1250 فارنهایت (حدود 480 تا 675 درجه سانتی‌گراد) است.
تیم تحریریه
دیدگاه شما برای ما ارزشمند است
تمامی حقوق برای سایت چه خبر محفوظ است