بررسی تخمین تنش پمساند با استفاده از روش های غیر مخرب و ارتباط آن با پروسه‌ های تولید در انواع جوشکاری

بخشی از فهرست مطالب پروژه بررسی تخمین تنش پمساند با استفاده از روش های غیر مخرب و ارتباط آن با پروسه‌ های تولید در انواع جوشکاری

فصل اول:
پیش بینی تنش پسماند جوشکاری در لوله فولادی ۹Cr-1Mo اصلاح شده با جوشکاری لب به لب با چند پاس با توجه به اثرات انتقال فازی
ارزیابی تنش پسماند
جوشکاری ذاتاً باعث بروز تولید ترک هایی در محل جوش می شوند
تنش های پسماند در ظروف فشار
المان محدود
آنالیز عددی
تنش پسماند جوشکاری
انتقال فازی
جوشکاری با چند پاس
جوشکاری فولاد ، Cr-Mo
برای حذف تنش پسماند جوشکاری
فرآیند تجربی
باقیمانده پاس های جوش با استفاده از جوشکاری قوس
ترکیب شیمیایی ( درصد جرمی ) مربوط به فلز پایه و فلز جوش و وضعیت عملیات حرارتی مربوط به فلز پایه
مدل سازی  المان محدود
شرایط جوشکاری  برای هر فاز
خواص فیزیکی حرارتی وابسته به درجه حرارت
خواص مکانیکی حرارتی وابسته به درجه حرارت
کار اصلی در توسعه و ایجاد مسیرهای فرعی

آنالیز حرارتی
انتقال فاز حالت جامد
ساختار میکروسکوپی مربوط به فلز جوش و HAZ ، مارتنزیت کامل می باشد
 کمیت مربوط به مارتنزیت
 آنالیز مکانیکی
تغییرات حجمی مربوط به فولاد ضد زنگ
تغییر استحکام نهایی در ضمن انتقال مارتنزیتی
حالت های شبیه سازی شده
مباحثه درباره موضوع ارائه شده
تأثیر  تغییرات حجمی
تأثیر تغییر استحکام نهایی
تنش های مماسی
مقایسه بین نتایج شبیه سازی شده و نتایج تجربی
موارد پایانی ( خلاصه)

فصل دوم : بررسی تنش پسماند و عملیات حرارتی پس از جوش در جوشهای چندپاسه با آزمایش ها و روش المان محدود
توزیع تنش پسماند پس از جوشکاری
جوشکاری ذوبی یک فرآیند اتصالی است
تحلیل تنش پسماند
فرآیند تحلیل
خواص مکانیکی مربوط به B400- SM
تحلیل یک اتصال جوش لب به لب
توالی جوشکاری برای جوش لب به لب

توزیع تنش پسماند در جوش لب به لب (قبل از عملیات حرارتی جوش)
توزیع تنش پسماند در جوش لب به لب (پس از عملیات حرارتی جوش)
مقایسه تنش های پسماند تجربی و شبیه سازی شده
مکانیسم تنش زایی تنش پسماند
کاربرد در جوشکاری صفحات ضخیم
اتصال جوش لعاب نوع K
اتصال جوش لب به لب نوع V
نتیجه گیری

فصل سوم : عنوان مقاله : بهبود تنش پسماند مربوط به جوشکاری توسط کوبکاری لیزری
کوبکاری (پرداخت) لیزری
اصول مربوط به کوبکاری لیزری
بهبود تنش پسماند مربوط به محدوده های ایجاد جوش
بهبود تنش پسماند مربوط به محدوده های تحت تأثیر حرارت اتصال جوشکاری شده
اثرات بهبود مربوط به تنش پسماند
قطر انتشار نقطه ای
بهبود تنش پسماند در ایجاد محدوده های ایجاد جوش ۱۳۲ Inconel
بهبود تنش پسماند در محدوده های ایجاد جوش ۱۸۲ Inconel

استفاده و کاربرد برای ساختارهای راکتور هسته ای
عملیات کوبکاری لیزری
مواد پایانی (خلاصه)

مقدمه

طی چند دهه گذشته تنش های پسماند در ظروف فشار دار و کاربردهای ساختمانی و خطوط انتقال گاز و نفت و در ساختارها و قطعات فلزی و … مورد توجه قرار گرفته است. از سوی پیشرفت هایی که امروز در ارزیابی یکپارچه ساختارها و ساختمانها در ارتباط با قطعات جوش صورت پذیرفته است. خواستار اطلاعات دقیق تری درباره حالت تنش پسماند می باشد. تنش های پسماند در اثر عدم هماهنگی در شکل طبیعی بین نواحی مختلف در یک قطعه حاصل می شود به خصوص در جوشکاری تنش های پسماند مورد توجه قرار می گیرند. تنش های پسماند می توانند بسته به علامت، اندازه و توزیع شان با توجه به تنش های اعمالی، تعیین کننده باشند.
ارزیابی تنش پسماند یک ابزار مهمی نیز برای کنترل فرآیند، کنترل کیفی، ارزیابی طراحی و آنالیز نقص می باشد. چون این تنش ها می توانند پیامدهای مهمی روی عمکلرد اجزاء و قطعات مهندسی داشته باشند و همچنین تأثیر زیادی روی خوردگی، مقاومت شکست، خزش و … دارا می‌باشند. لذا کاهش و کم کردن این تنش ها مطلوب می باشد. از این رو تنش های پسماند در اتصالات جوشکاری شده عمدتاً توسط عملیات حرارتی یا توسط تنش مکانیکی کاهش می یابد.
– روش های متفاوتی برای اندازه گیری یا تخمین تنش پسماند براساس اندازه گیری دقیق یا با استفاده از تکنیک های عددی وجود دارد. اندازه گیریها می توانند از نوع مخرب مانند (سوراخکاری)  یا غیر مخرب مانند اشعه x، یا تفرق نوترونی و فراصوتی باشند. و تفرق نوترونی اساساً یک تکنیک برجسته برای پی بردن به تنش پسماند به صورت غیر مخرب در درون قطعات مهندسی در سه بعد و در حجم های کوچک می باشد.
در این پروژه به تخمین تنش پمساند با استفاده از روش های غیر مخرب و ارتباط آن با پروسه‌های تولید در انواع مختلف جوشکاری فولاد می پردازیم.
– جوشکاری ذاتاً باعث بروز تولید ترک هایی در محل جوش می شوند، اندازه و محل این ترکها را می توان به عنوان یک معیار در تعیین عمر جوشکاری مورد استفاده قرار داد. تنش هایی که می توانند باعث رشد ترک خوردگی شوند به تنش های بیرونی محدود نمی شوند. به عنوان نمونه می توان گفت که تنش های پسماند در داخل و اطراف ناحیه جوش به عنوان یک پیامد از فرآیند جوش، تولید می شود. بنابراین این موضوع برای دانستن اندازه و علامت تنش پمساند در ناحیه جوش مهم خواهد بود. و این بحث خصوصاً در جوشهای با مقطع ضخیم که دارای یک تنش ۳ بعدی است جالب توجه می باشد. در اینجا به بحث در مورد استفاده از اسکن کردن کششی نوترونی برای فراهم آوردن اسکن های ۳ بعدی ضخیم مربوط به نمونه های فولادی جوشکاری شده و جوشکاری نشده خواهیم پرداخت.
– دراین پروژه به بررسی تنش پسماند در لوله های فولادی ۹Cr-1Mo اشاره خواهد شد که جوشکاری مربوط به این فولادها در صنایع نفت و برق کاربرد گسترده ای دارند. از سویی در فرآیندهای تولید مانند جوشکاری تنش پسماند می تواند منجر به شکست در قططعات فولادی شود. لذا برای بهبود میزان سختی و برای حذف تنش پسماند بعد از جوشکاری ، جوشکاری فولاد Cr-Mo بایستی تحت عملیات حرارتی پس از جوشکاری قرار بگیرد. جوشکاری ذوبی یک فرآیند اتصالی است که در ساخت کشتی، پل های فولادی، مخازن فشار و غیره مورد استفاده قرار می گیرد. مزیت این جوشکاری به عنوان یک فرآیند اتصال دهنده عبارتست از : کاری زیاد اتصال ، انعطاف پذیری و هزینه کم تولید. جوشکاری ذوبی هرچند دارای ویژگی های زیادی در صنعت است اما می تواند خواص مواد را تغییر داده و باعث خمش، انقباض و تنش پسماند در اتصال شود. لذا یک عملیات حرارتی پس از جوش به طور گسترده برای کاهش تنش پسماند ناشی از جوشکاری توصیه می شود. از سویی تنش های پسماند تأثیر بسزایی بر روی تعیین شکل جوش، استحکام خستگی، تافنس شکست و… دارند بنابراین ارزیابی و درک تنش های پسماند ناشی از جوشکاری مهم می باشد.
روش های زیادی برای ارزیابی توزی تنش پسماند وجود دارد. روش های آزمایشی شامل پراش اشعه x ،تحلیل فراصوتی، ایجاد سوراخ و برش است. روش های عددی که تحلیل های مفصل‌تری از تنش های پسماند ناشی از جوشکاری را ارائه می کند. در طول سه دهه گذشته به علت پیشرفت رایانه ها، تکنیک های عددی گسترش قابل توجهی یافته است. در این پروژه  به بررسی تنش های پسماند پس از جوشکاری و پس از یک عملیات حرارتی، پس از جوش به وسیله روش المان محدود اشاره خواهد شد.
از طرفی افزایش احتمال شکست و کاهش استحکام در قطعات دو اثری اند که تنش های پسماند باعث بروز آنها می شوند. لذا به منظور ایجاد یک طراحی مطمئن، ما بایستی یک روش مناسبی را پیدا کنیم که به واسطه آن بتوان به پیش بینی های مربوط به اندازه و توزیع تنش پسماند دسترسی پیدا کرد. یک استفاده گسترده از پیش بینی تنش پسماند در جوشکاری، روش المان محدود می باشد. اگرچه پیش بینی تنش های پسماند حین جوشکاری، با استفاده از روش المان محدود می تواند یک روش اقتصادی و دقیق تری نسبت به روش های آزمایشی مانند پراش نوترونی، اشعه x و تحلیل فراصوتی باشد ولی پیچیدگی هایی هم در هنگام شبیه سازی فرآیند جوشکاری با استفاده از روش المان محدود وجود دارد. برای مثال روش های ابعادی دو بعدی (۲D) و سه بعدی (۳D) روش‌هایی‌اند که برای رسیدن به دقت مطلوب بایستی مورد استفاده قرار گیرند و این پروژه به بحث و بررسی در مورد آنها خواهیم پرداخت.