پایان نامه صنعت جوش

  • Code: # 3209

  • تعداد صفحات: 45
  • فرمت فایل: word
  • سال: مشخص نشده
  • مقطع: مشخص نشده
  • دسته بندی: مهندسی عمران
قیمت: ۲۰,۰۰۰ تومان
۲۴,۰۰۰ تومان
دانلود فایل
  • خلاصه
  • فهرست
  • خلاصه پایان نامه صنعت جوش

    پیشگفتار

    با پیشرفت روز افزون علم و تکنولوژی ، صنعت جوشکاری نیز دستخوش تغییرات زیادی گردیده و امروز به صنعتی کلیدی و غیر قابل انکار در میان سایر صنایع تبدیل شده است . به جرات می توان گفت که تمام صنایع کوچک و بزرگ ، به طور مستقیم یا غیر مستقم با این صنعت در ارتباط و به آن وابسته هستند . ناگفته پیداست که داشتن اطلاعات کافی در زمینه این علم ، کمک شایان توجهی به صاحبان صنایع در امر افزایش بهره وری و کاهش هزینه ها و حرکت به سوی دنیای مدرن می کند . در دنیای صنعتی و پیشرفته امروز که قرن سرعت نامیده می شود تا کاربر ، علاوه بر فراگیری سریع مطالب ، توجیهات علمی و مسائل تکنیکی مورد مصرف خود را نیز دانسته و برخوردی با داشته باشد .

    پایان نامه ای که تحت عنوان تنش گیری ارتعاشی در اختیار دارید ،حاصل مطالعه و تحقیق در زمینه این فرایند و استفاده از منابع علمی داخلی و خارجی می باشد که طی آن ، موضوعات مهم و اساسی فرایند تنش گیری ارتعاشی  مورد بحث و بررسی دقیق و علمی قرار گرفته است.

    تنش های پسماند بوجود آمده در مراحل و عملیات های مختلف ساخت سبب افزایش سطح تنش در قطعات در حین کار و حساس تر شدن قطعات و ایجاد ترک می شوند. ایجاد اعوجاج در فریم ها و پایه های ماشین ها و ناپایداری ابعاد نیز از اثرات نامطلوب تنش های پسماند هستند. سرد شدن غیر یکنواخت قطعات در هنگام جوشکاری باعث می شود که شکل و ابعاد قطعه تغییر کند. در تنش زدایی عموماً یکی یا هر دو هدف زیر مورد نظر است:

    1. پایداری ابعادی قطعه در یک مدت زمان طولانی

    معمولا درصد کمی کاهش تنش های پسماند برای رسیدن به پایداری مطلوب کافی است.

     

    2. تحمل بارهای متناوب

    برای آنکه قطعات بتوانند بارهای متناوب را به خوبی تحمل کنند سطح تنش های پسماند می بایست تقریبا صفر شود.

    تنش زدایی با استفاده از تغییر شکل پلاستیک؛ می توان در دمای اتاق با استفاده از اعمال تنش خارجی در ناحیه ای که تنش پسماند به وجود آمده است رسید. مقدار این تنش اعمالی باید چنان باشد که جمع جبری تنش ها از تنش تسلیم ماده تشکیل دهنده قطعه در دمای اتاق بیشتر باشد. پس از حذف تنش های خارجی سطح تنش های پسماند کاهش می یابد. مکانیزمی که شرح داده شد اساس کار روش تنش زدایی ارتعاشی است.

     

    چکیده

     

    تنشهای پسمانده از بارگذاری خارجی نبوده و در حالت خود تعادلی می‌باشند. یعنی مجموع نیروها و ممان‌های ناشی از اینگونه تنشها در جسم برابر صفر می‌باشد. به طور خلاصه می‌توان عوامل زیر را به عنوان مهمترین عوامل در تشکیل تنشهای پسمانده جوش نام برد :

    حرارت دادن موضعی و غیرهمگون (ذوب موضعی که متأثر از هندسه اتصال و انرژی جوش است)

    تغییر شکل حرارتی (کرنش)

    درجه مهار یا ممانعت قطعه کار (گیره‌بندی)

    نوع و میزان تغییر شکلهای جوش ناشی از تنش‌های پسمانده به عوامل متعددی بستگی دارد که اهم آنها عبارت است از: جنس و هندسه قطعه، شکل و موقعیت اتصال،‌ انرژی جوش روشهای کاهش تنش‌ها و کرنش‌های پسماند جوشی: می‌توان تنش‌ ها و کرنش‌های پسماند را به طرق مختلف از قبیل عملیات حرارتی پس از جوشکاری (PWHT)، عملیات مکانیکی و بعضاً جوشکاری و پیشگرم کاهش داد یا به طور مؤثر از بین برد. در عملیات مکانیکی تنش گیری ، معمولاً سازه موردنظر را با باری بزرگتر از بار طراحی شده آن (ولی کمتر از بار بحرانی) تحت بارگذاری قرار می‌دهند تا تنش های پسماند از طریق ایجاد کرنش‌ های پلاستیکی استحاله شود. پیش‌گرم در عملیات حرارتی عمدتاً به خاطر جلوگیری از ترک سرد بوده و معمولاً بین دمای محیط تاC˚ 225 صورت می‌گیرد. یک روش بسیار علمی جهت کاهش تنش‌های پسماند جوشی استفاده از روشهای جلوگیری از ایجاد تنش‌های پسماند جوشی می‌باشد که با توجه به شرایط جوشکاری و نوع طرح اتصال در جداول استاندارد نوع تکنیک‌های کاربردی و مقادیر مربوط به آن تعیین شده است. مهمترین تکنیک‌های کاربردی عبارتند از:

    1-پایان جوشکاری قبل از تقاطع خط جوشها.

     2- استفاده از طرح اتصالهای متفاوت با توجه به هندسه قطعه کار.

    3- استفاده از پیش نشاندن قطعات به منظور کاهش انقباض عرضی،‌ پیچش زاویه‌ای، خمش و کمانش .

    4-استفاده از تکنیک‌های جوشکاری پیشبرد برای جوشکاری‌های طولانی

     5- رعایت ترتیب جوشکاری در ورق ها مطابق استاندارد.

    تنش های پسماند در جوشکاری

     

    1-1 انقباض و تنش پسماند:                                                       

    تنش های پسماند به آن دسته ازتنش هایی اطلاق می شود که پس از عملیات خاصی در جسم باقی مانده و ناشی از بارگذاری خارجی نمی باشد . این تنش ها در حالت خود تعادلی هستند . منظور از خود تعادلی این است که مجموع نیرو ها و ممان های ناشی از اینگونه تنش ها در جسم برابر صفر می باشد . هنگامی که یک جسم دارای تنشهای پسماند ، تحت بارگذاری خارجی قرار می گیرد ، تنشهای ناشی از بار خارجی به تنشهای پسماند افزوده می شود . تنشهای پسماند در نتیجه کار روی قطعات از جمله حین ریخته گری ، آهنگری ، نوردکاری و یا جوشکاری در قطعه بوجود   می آیند .

    عموما ، عبارت تنش پسماند به صورت اثر استاتیکی ، نماینده میدانهای تنشی تک محوری یا چند محوری دریک سیستم بسته ، بدون وجود هیچگونه نیرو یا گشتاور خارجی است . این مواضع تنشی با هم در تعادل اند .

    تنش پسماند از لحاظ گستردگی در جسم به سه نوع تقسیم می شود :

    1- تنش های پسماند نوع اول ، اغلب در ناحیه وسیعی از ماده ( چندین دانه ) ، بصورت همگن و یکنواخت قرار دارد . برهم خوردگی و اغتشاش در تعادل نیروها ، همواره منجر به تغییرات ابعادی ماکروسکوپی می شود .

    2- تنش های پسماند نوع دوم ، اغلب در ناحیه کوچکتری از ماده ( در یک دانه یا در تعداد اندکی از دانه ها ) ، به طور یکنواخت و همگن توزیع شده اند . در این حالت اغتشاش در تعادل نیروهای مناطق مختلف ماده می تواند منجر به تغییرات ابعادی ماکروسکوپی شود .

    3-  تنش های پسماند نوع سوم ، در سرتاسر محدوده ماده حتی در ابعاد چند فاصله اتمی ، بصورت نا همگن پخش شده اند . اغتشاش در تعادل نیرو ، منجر به تغییرات ابعادی ماکروسکوپی نمی شود .

     تنش های پسماند جوشی از نوع تنشهای حرارتی می باشد که در اثر حرات دادن ، انبساط وانقباض موضعی و تغییر شکل پلاستیکی حاصله در جسم ، تشکیل می شوند.  لازم به اشاره می باشد که چنانچه قطعه ای به طور همگون و یکنواخت حرارت داده شده و سپس آرام سرد شود و هیچگونه مانعی در انبساط و انقباض قطعه وجود نداشته باشد ، یک چنین سیکل حرارتی منجر به تنش یا تغییر شکل های پسماند نخواهد شد .

    در حین جوشکاری ، حوزه حرارتی ناشی از قوس الکتریکی باعث تغییر شکل حرارتی ( انبساط در حین گرو شدن و انقباض در حین سرد شدن ) در جوش و اطراف آن می شود . تغییر شکل حرارتی به طور کلی متناسب با درجه حرارت بوده و این بستگی تا حد نقطه ذوب فلز وجود دارد . هنگامیکه در نقطه ای از جسم ، درجه حرارت به درجه حرارت ماکزیمم می رسد ، دراطراف آن یک شیب حرارتی تند بوجود آمده که منجر به ایجاد یک حوزه تغییر شکل حرارتی در اطراف نقطه مزبور می شود .این منطقه بوسیله فلز سردتر موجود در اطراف آن محدود می گردد . شدت

     

    این حوزه ، در نزدیکی نقطه حرارتی بحدی است که این منطقه در حین گرم شدن ، بشدت تحت تاثیر تنش های فشاری قرار گرفته و تغییر شکل پلاستیکی در آن بوجود می آید . در حین سرد شدن ، به واسطه انقباض موضعی ، تنش های کششی به اندازه تنش تسلیم فلز پایه در جوش و مناطق نزدیک به آن (HAZ ) توسعه می یابد .

    تنش های پسماند تنش های سه محوره هستند ( طولی ، عرضی و ضخامتی ) . تاثیر انقباض در جهت ضخامت در مواد با ضخامت کم ، بسیار اندک است . با افزایش (30 mm  ) تنشهایی در جهت ضخامت نیز می توانند بوجود آیند و به سرعت به تنش تسلیم برسند . تنش های ضخامتی خطر ایجاد ترک و در نتیجه شکست ترد را بیشتر می کند .

    اگر در یک ماده تنش سه محوری ظاهر شود :

     

    ·  استحکام تسلیم مواد تا سه برابر استحکام تسلیم معمولی افزایش می یابد .

    ·  اضافه طول به طور قابل توجهی کاهش می یابد .

    ·  ازدیاد طول تا یک مقدار مینیمم کاهش می یابد .

    ·  تمایل به تشکیل ترک افزایش می یابد .

     

        برای  اثبات این فرضیات ، سال ها قبل آزمایش های کشش بر روی نمونه هایی  با انواع مختلف شیار توسط لودویک انجام شد .

     

    1-2 تنش پسماند کششی:

    تنش پسماند تنشی است که بر اثر انجام عملیات خاصی در جسم باقی می‌مانند و در حالی که جسم تحت هیچ بارگذاری خارجی نیست نیز وجود دارد. طبیعت تنش پسماند به گونه ای است که در مقابل هر تنش کششی تنش فشاری نیز باید وجود داشته باشد ، به گونه‌ای که جسم در حالت تعادل باقی بماند که به این حالت، حالت خود تعادلی می گویند.

    علت اینکه شناسایی چنین تنشهایی برای ما مهم است این است که وقتی جسم تحت تنش خارجی قرار می‌گیرد، این تنش خارجی به تنش پسماند موجود افزوده می‌شود. پس اگر در منطقه‌ای تنش پسماند کششی داشته باشیم و بارگذاری ما نیز تنش کششی باشد سطح تنش در آن منطقه بالاتر از آنچه که تنها با لحاظ تنش کششی خارجی بدست می‌آید خواهد بود. لذا در صورتی که تنش کششی پسماند داخلی را در نظر نگیریم و قطعه را تنها براساس تنش اعمالی خارجی طراحی می‌کنیم ممکن است در اثر تنش‌های پسماند خارجی تنش در قطعه از حد تسلیم آن بالاتر رفته و باعث شکست آن گردد.

    یکی از فرایندهایی که باعث ایجاد تنش پسماند در سازه‌ها می‌گردد جوشکاری است که به علت گرم و سرد شدنهای متوالی جوش و مناطق نزدیک جوش و عدم امکان جابجایی در بعضی جهات،  تنش های پسماند داخلی در جوش و مناطق مجاور آن بوجود می آید.

    مقدار انبساط و تغییر شکل جسم در مقابل گرما متناسب با درجه حرارت می‌باشد . اصولاً با افزایش درجه حرارت تا نقطه ذوب فلز شاهد انبساط در آنها خواهیم بود. حال هنگامی‌ که در نقطه‌ای از جسم درجه حرارت به طور موضعی افزایش یابد دراطراف آن یک شیب حرارتی بوجود می‌آید که می‌خواهد باعث تغییر شکل و انبساط نقطه‌ای که دمای آن افزایش پیدا کرده است شود ، ولی از اطراف توسط فلزی که این نقطه را احاطه کرده‌اند و میل به تغییر شکل ندارند با تغییر شکل این نقطه مقابله می‌شود ، لذا مناطق نزدیک این نقطه تحت تنش فشاری قرار می‌گیرند و در صورتی که تنش فشاری موجود از حد تسلیم بیشتر شود باعث تغییر شکل پلاستیک این منطقه می‌شود. در حین سرد شدن منطقه‌ای که گرم شده بود شاهد انقباض موضعی خواهیم بود که باعث ایجاد تنش کششی در مجاورت این نقطه در حد تنش تسلیم فلز خواهد بود.

    همانگونه که ملاحظه می‌شود ، تشکیل تنشهای جوشی ناشی از کرنش‌های حرارتی بوده که بواسطه گرم و سرد شدن موضعی و غیریکنواخت در محل حوضچه جوش و اطراف آن و ممانعت محیط (فلز) اطراف ایجاد می‌شوند . این کرنشها در منطقه جوش و مجاور نزدیک آن ، کرنش پلاستیکی بوده که هم در حین گرم شدن و هم در حین سرد شدن بوجود می‌آیند. منطقه‌ای که در آن کرنشهای حرارتی ایجاد می‌شود کم یا بیش توسط محیط (فلز) اطراف خود مهار یا ممانعت می‌شود. چنانچه قطعه کار آزاد بوده و به قطعات دیگر متصل نباشد ، این نوع مهار از نوع مهار اولیه بوده چنانچه قطعه کار خود به قطعات دیگر متصل باشد ، درجه مهار بالاتر بوده و مهار ثانویه  نیز در شکل‌گیری تنش های پسماند دخیل خواهد بود . بنابراین سطح و توزیع تنش های پسماند جوشی بستگی به مهار اولیه (ناشی از نوع اتصال جوشی ) و مهار ثانویه ( ناشی از ابعاد کلی قطعه و نحوه درگیری آن ) دارد . برای تنشهای پسماند طولی  مهار اولیه قویاً تعیین کننده بوده و مهار ثانویه اثر کمی دارد . بنابراین صرفه نظر از اینکه ابعاد کلی قطعه کار و نگهداری آن به چه صورت باشد می‌توان برای تخمین سطح و توزیع تنشهای پسماند طولی در اتصالات ورقی جوشی از شکل 8 استفاده نمود.

  • فهرست پایان نامه صنعت جوش

    فهرست:

    تنش های پسماند در جوشکاری

    1-1 انقباض و تنش پسماند.................................................................................................................................................................................................. 17             1-2 تنش پسماند کششی....................................................................................................................................................................................................20

     

    فصل دوم

     

    مقدمه کلی بر تنش زدایی ارتعاشی

    2- 1 اصول حاکم بر تنش زدایی ارتعاشی...........................................................................................................................................................................25

    2-2 بررسی اقتصادی و کاربردی.................................................................................................. ......................................................................................26

    2-2-1  کاربردها...................................................................................................................................................................................................................26

    2-2-2 بررسی اقتصادی و مزایا.................................................................................................................... .....................................................................27

     

    فصل سوم

     

    تنش زدایی ارتعاشی (VSR)

    3-1  تاریخچه................................................................................ ........................................................................... ............................................33

    3-2  اساس کار تنش گیری ارتعاشی و کاربردهای آن..................... .............................................. ............................ .......................................38

    3-3  انواع روش های تنش زدایی ارتعاشی................................................................................................................ ..........................................46

    3-3-1  روش تنش زدایی ارتعاشی در محدوده فرکانس رزونانس (R-VSR)..................................................................................................47

    3-3-2 روش تنش زدایی ارتعاشی در محدوده فرکانس زیر هارمونیک............................................................................................................. 51

    3-3-2-1 تجهیزات مورد استفاده در تنش زدایی ارتعاشی................................................................................................................................ 55

    3-3-2-2  اجزای دستگاه تنش زدایی.............................................................................................................................. ...................................57

    3-4 مزایای تنش گیری ارتعاشی نسبت به تنش گیری حرارتی در جوشکاری...................................................................................................61

     

    فصل چهار

     

    کاربرد تنش زدایی ارتعاشی

    4-1  مقدمه......................................... .........................................................................................................................................................................62

    4-2  نمونه‌هایی از مصارف ص.....................................................................................................................................................................................64

    4-2-1  پروانه فن و تجهیزات دوار.........................................................................................................................................................................64

    4-2-2  لوله ها، میله ها و شافت ها......................................................... .............................................................................................................65

    4-2-3  قطعات مختلف چدنی.............................................................. ................................................................................................................66

    4-2-4  قطعات گیربکس....................................................... ................................................................................................................................67

    4-2-5  بیلت فورج شده..................................................... ..................................................................................................................................68

    4-2-6  تیرک................................................................... ...................................................................................................................................68

    4-2-7  پایه کمپرسورها............................................... ......................................................................................................................................68

    4-2-8  ماشین های حفاری........................................................... .....................................................................................................................69

    4-2-9  وسایل حمل و نقل.............................................................. .....................................................................................................................70

    4-2-10  چرخ دنده ها................................................................................ ..........................................................................................................71

    4-2-11  قاب چرخ حرکت کننده روی زمین..................................... ...................................................................................................................72

    4-2-12  چرخ بالا برنده................................................................... ...................................................................................................................73

    4-2-13 پاتیل و مخازن سرباره......................................... ...................................................................................................................................73

    4-2-14 سایر قطعات..................................................... ......................................................................................................................................73

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    فصل پنجم

    نظر شرکت های بزرگ استفاده کننده از روش تنش گیری ارتعاشی..................... ..........................................................................................................75

    فهرست اشکال

    عنوان                                                                                                      صفحه

    شکل 1-1 : فرکانس طبیعی در یک شیپور................................ ............................................................................................................................40

    شکل1-2: ساحل فاندی در کانادای غربی ................................ ...........................................................................................................................41

    شکل 1-3: مراحل تخریب پل تاکومانروز نزدیک پاگت ساند در ایالت واشنگتن. ............................................................................................43

    شکل 1-4: دامنه حرکت هماهنگ میرا به صورت تابعی از فرکانس............... ....................................................................................................46

    شکل 1-5: منطقه HARMONIC و SUB-HARMONIC پیک روزناسن. .............................................................................................46

    شکل 1-6: زمان لازم برای تنش زدایی بر حسب وزن قطعه.............. ................................................................................................................50

    شکل 1-7: اجزای شماتیک دستگاه تنش زدایی.................................... .............................................................................................................60

    شکل 1-8: نمودار دامنه بر حسب فرکانس بر اساس پاسخ دریافتی از دستگاه...... ...........................................................................................60

    شکل 4-1: تنش زدایی تجهیزات دوار.............................................. ....................................................................................................................65

    شکل 4-2: تنش زدایی شافت ها....................................................... ...................................................................................................................66

    شکل 4-3: تنش زدایی قطعات چدنی................................................... ...............................................................................................................67

    شکل 4-4: تنش زدایی پایه کمپرسورها................................................... ..........................................................................................................69

    شکل 4-5: تنش زدایی مته های فولادی ماشین های حفاری TBM......... .......................................................................................................70

    شکل 4-6: تنش زدایی ارتعاشی بدنه خودرو ها................................... ................................................................................................................71

    شکل 4- 7:تنش زدایی ارتعاشی چرخ دنده ها............................... ...................................................................................................................72

    شکل 4-8:تنش زدایی رینگها................................................................... .........................................................................................................72

     

     

     

    منبع:

     

     

    منابع و ماخذ

    www.semboo.com

    /www.wfmucw.org

    www.formula62.com

    www.gurunanakstressrelievers.com

    American society for metal

    Welding research  council

    Lincoln electric company

    U.S. Department of Energy

    University of California – Berekley

    Grumman Aeraspace

    Alfred University

       German DVS (German Welding Society

    Letourneau University

    Wayne State University

    Claxton Co

    OHIO State University

    International Institute of Welding

    Giddings & Lewis

    Paragon Die Engineering

    Cambridge Tool& Die

    K & M machinery

    Toyoda Machinery

    Corrosion Engineering

    Toyoda Machinery , USA , GFI Div

    Build-A-Mold

    National steel GLS Div

    Modern tooling systems

    North American ship building

    Laster precision automotive

    V.S.Navy

    Danly-Komatsu

  • ثبت سفارش
    عنوان محصول
    قیمت