تنش پسماند تنشی است که قطعات در حالتی که بار خارجی بر روی آنها وجود ندارد، در خود دارند. این تنش معمولاً در فرایندهای ساخت به وجود میآید. بارگذاریهای حرارتی و مکانیکی زیاد در حین جوشکاری، ریختهگری، فورج، ماشینکاری و دیگر روشهای ساخت، منجر به ایجاد تنش پسماند میشود.
در همهٔ روشهای ذکرشده، تنش زدایی یا تنش گیری بهوسیلهٔ اعمال تغییرشکل میکروپلاستیک انجام میشود. در روش تنش زدایی حرارتی، به علت افزایش دما در قطعه، سطح منحنی تنش-کرنش کاهش مییابد و تنش پسماند موجود در قطعه باعث ایجاد تغییر مکانهای میکروپلاستیک میشود. در روش تنش زدایی ارتعاشی، به وسیلهٔ لرزاننده، تنش مکانیکی به قطعه وارد میشود و جمعشدن آن با تنش پسماند باعث تغییرشکلهای میکروپلاستیک میشود و قطعه تنش زدایی میشود. بنابراین، در تنش زدایی حرارتی، سطح نمودار تنش-کرنش پایین میآید و در تنش زدایی ارتعاشی، سطح تنش افزایش مییابد.
میزان تنش، با دامنهٔ ارتعاش، متناسب است. با تحریک در فرکانسهای طبیعی قطعه، میتوان با کمترین مصرف انرژی، بیشترین دامنهٔ ارتعاش را تأمین کرد. بنابراین، معمولاً، فرکانس ارتعاش لرزاننده، نزدیک به تشدید، انتخاب میشود.
روش تنش زدایی ارتعاشی، در دههٔ ۵۰ میلادی، در آمریکا، ابداع شد و به علت محاسن آن، به اروپا و آسیا گسترش یافت. برای نمونه، یکی از مراکز تنش زدایی در آمریکا تعداد ۳۵۰ دستگاه تنش زدایی ارتعاشی در اختیار دارد. کشور چین نیز با توجه به این که در زمینهٔ ریختهگری در جهان پیشرو است، در این زمینه، پژوهشهای زیادی کرده است. در این کشور، این روش بسیار رایج است.
تنش زدایی یا تنش گیری ارتعاشی به دو روش انجام میشود. در روش اول که روش تنش زدایی ارتعاشی سنتی نیز نامیده میشود، ارتعاشات فقط در یک فرکانس اعمال میشود. اما در روش جدید که از نظر تنش زدایی تواناییها و تأثیرهای بهتری دارد، ارتعاشات در چند فرکانس تشدید، اعمال میشود. به این روش، چند-هارمونیک (multi-harmonic) یا ناوبر (navigator) میگویند. در این روش، نسبت به روش سنتی، خطاهای کاربری به میزان زیادی کاهش مییابد و نویز کمتری دارد. همچنین، برای قطعههای با فرکانس بالا، محدودیت ندارد و اثربخشی به مراتب بالاتری دارد؛ بهطوریکه در حال حاضر، در جهان، دیگر، از روش سنتی، استفاده نمیشود.
در قطعاتی که با روش ریختهگری تولید شده و سرعت سرد شدن آنها زیاد باشد، به دلیل به وجود آمدن ساختارهای شکننده در قسمتهای سطحی آن و همچنین تشکیل دانههای تیز در آن، حتماً باید به روش حرارتی آنیل شود، تا ضمن رهایی از تنش های پسماند ساختار آن نیز بهبود یابد. اگر چنین قطعهای با استفاده از تجهیزات تنش زدایی ارتعاشی به ارتعاش درآید، ممکن است سطح بسیار ناچیزی از تنش های پسماند موجود در آن آزاد شود، اما خطر ایجاد یا رشد ترک هم وجود دارد. بهعلاوه، ساختار متالورژیکی آن هنوز بهبود نیافته است.
این روش برای قطعات اکسترود شده و یا قطعاتی که تحت کار سرد شدید قرار گرفتهاند، پیشنهاد نمی شود.
تهران، خیابان کارگر شمالی، پارک علم و فناوری دانشگاه تربیت مدرس، طبقه سوم، واحد ۳۰۱
vibromodares@gmail.com
info@vibromodares.com
info@vibromodares.ir