انواع تست ورق فلزی چیست؟
- تست کشش
- تست خستگی
- تست سختی
- تست انبساط سوراخ
در شکل دهی ورق فلزی، تکنیک های زیادی به منظور ارائه شکل، اندازه یا کیفیت خاصی به فلز انجام می شود. به عنوان یکی از قدیمی ترین فن آوری های تولید فلز، شکل دهی ورق فلزی همچنان قابل اعتماد است و نوآوری ها در صنعت همچنان چشم انداز آن را مشخص می کند.
اما قبل از اینکه هر محصول مبتنی بر ورق فلزی بتواند برای مونتاژ یا توزیع گسترده‌تر مناسب باشد، باید چندین نوع آزمایش ورق فلز را به عنوان راهی برای تعیین مقادیر مشخصه خود انجام دهند. از آنجایی که صنایع بیشتری به استفاده از این شکل از تولید ادامه می دهند، این روش های آزمایش راهی را در اختیار تولیدکنندگان قرار می دهد تا قدرت، استحکام، کیفیت و موارد مشابه را اندازه گیری کنند.
انواع تست ورق فلز عمدتاً در ماشین آلات و ویژگی مواد مورد آزمایش متفاوت است. برخی از محبوب ترین تکنیک ها عبارتند از کشش، خستگی، سختی و انبساط سوراخ. به منظور درک محدودیت‌های تغییر شکل مواد قبل از هر گونه تنش یا شکست، این آزمایش‌ها در شرایط کنترل‌شده برای نتایج دقیق‌تر انجام می‌شوند.
تست کشش ورق فلزی
طبق تعریف، کشش به عنوان قابلیت یک ماده برای کشیده شدن یا کشیده شدن تا زمانی که ترک ها یا تنش ها شروع به نمایان شدن کنند، تعریف می شود. اصطلاح رایج دیگر “استحکام کششی” است که مقاومت در برابر شکستن در اثر ضربه یا تنش است.
این اصطلاح برای توصیف حدی استفاده می شود که در آن فولاد یا هر ماده انعطاف پذیر از حالت ارتجاعی موقت به تغییر شکل دائمی تبدیل می شود. به بیان ساده، هنگامی که یک ماده از حد استحکام کششی خود گذشته باشد، از هم می پاشد.
در ساخت ورق های فلزی، انجام آزمایش های کششی یا تست های مقاومت کششی مهم است زیرا تکرارپذیری یک محصول معین را پیش بینی می کند. این به ویژه برای تولید انبوه کالاهای فلزی مفید است، که در آن هر محصول باید اندازه گیری های نسبتاً یکسانی برای استحکام کششی داشته باشد. به عنوان مثال، حتی اگر یک ورق از یک سیم پیچ فلزی در همان تاسیسات تشکیل شود، ویژگی های مواد همچنان متفاوت است و بر کیفیت قطعه و نرخ ضایعات تأثیر می گذارد.
به عنوان یکی از متداول‌ترین روش‌ها برای آزمایش فلز، آزمایش‌های استحکام کششی به طور گسترده در دسترس هستند و می‌توان آنها را بر روی ماشین‌های تست جهانی (UTM) که قادر به انجام انواع دیگر آزمایش‌های مکانیکی نیز هستند، انجام داد. در این حالت، نمونه کوچکی از ورق فلزی در دستگاه بارگذاری شده و بیرون کشیده می شود. اپراتور حداکثر مقادیر بار نمونه را همانطور که روی صفحه کامپیوتر نشان داده شده است، ثبت می کند.
تست خستگی ورق فلزی
نوع دیگری از روش تست فلز به نام تست خستگی شناخته می شود. بر خلاف آزمایش‌های مقاومت کششی که در آن یک نمونه تنها در معرض یک اجرای کامل قرار می‌گیرد، آزمایش خستگی تحت یک بار چرخه‌ای انجام می‌شود که دائماً به ماده استرس اضافه می‌کند. این کار در فرکانس معین یا آزمایش بار متناوب به منظور اندازه گیری کشش یا فشار انجام می شود.
شکست مواد در تست خستگی زمانی اتفاق می‌افتد که آسیب پس از تکرار مکرر استرس بر روی نمونه ظاهر شود. این نوع آزمایش برای درک اینکه چرا اجزای فلزی که برای دوره های طولانی استفاده شده اند ممکن است ناگهان شکست بخورند بسیار مهم است. اغلب این شکست نه به دلیل یک اضافه بار، بلکه به دلیل یک الگوی مداوم تنش چرخه‌ای که برای یک بازه زمانی مشخص کشیده می‌شود، رخ می‌دهد.
روش‌های تست خستگی را می‌توان بیشتر به دو دسته تست چرخه بالا یا چرخه پایین تقسیم کرد. برای تست چرخه بالا، قدرت خستگی محدود عمر و قدرت خستگی چرخه بالا تعیین می شود. برخی از نمونه‌های این دو نوع در عمل را می‌توان در پره‌های توربین یا توربین‌های ثابت مولد نیرو که در هنگام استفاده مداوم تحت فشار دیسک قرار می‌گیرند، یافت.
تست سختی ورق فلزی
اکثر ورق های فولادی ساده یا فولاد کم کربن که ضخامت آنها 1.5 میلی متر است به احتمال زیاد دارای درجه سختی Rockwell B هستند. سختی راکول به سادگی محدوده اندازه گیری است که مقاومت یک ماده را در برابر تغییر شکل دائمی و نفوذ ماده دیگر تعیین می کند. این معمولاً برای انواع خاصی از فولاد انجام می شود، مانند فولاد ابزار و برش که به گونه ای مهندسی شده است که دوام بیشتری نسبت به نمونه معمولی داشته باشد.
همانطور که قبلا ذکر شد، فولاد ملایم درجه سختی Rockwell B را ثبت می کند که در اواسط تا بالای 70 درجه کاهش می یابد. سه جزء اصلی در این نوع آزمایش دخیل هستند – فرورفتگی، سندان و نمونه. در اینجا یک تصویر مختصر از این فرآیند است:
- بار جزئی بر روی نمونه فشار داده می شود و یک عمق مرجع برای اندازه گیری ایجاد می کند. برای Rockwell B، حدود 10 کیلوگرم بر سانتی متر2 از زور استفاده می شود.
- برای دستیابی به نفوذ عمیق تر، بار اضافی بر روی سطح ورق فلز فشار داده می شود. برداشته می شود سپس بار جزئی دوباره اعمال می شود.
- درجه سختی Rockwell B با اندازه گیری تفاوت بین عمق و عمق مرجع انجام شده بر روی ماده محاسبه می شود.
تست انبساط سوراخ ورق فلزی
آزمایش انبساط سوراخ مخصوص ورق های فلزی پانچ شده است و برای ارزیابی شکل پذیری (قابلیت تبدیل شدن مواد به سیم بدون شکستن) روی لبه های ورق انجام می شود. این روش به ویژه برای محصولات فولادی با استحکام بالا که در ترک های لبه به ویژه هنگام برش با چالش مواجه می شوند، کاربرد دارد.
آزمایش انبساط سوراخ با برش سوراخ به قطر 10 میلی متر شروع می شود و با استفاده از پانچ مخروطی در 60 درجه باز می شود. نسبت قطر منبسط شده به اندازه گیری اولیه متعاقباً به عنوان نسبت انبساط سوراخ شناخته می شود. از آنجایی که برش تغییرات قابل توجهی در خواص شکل‌دهی مواد برای لبه‌های ورق فلزی ایجاد می‌کند، این تکنیک راهی سریع و اقتصادی برای اندازه‌گیری تغییر است.
خلاصه
همانطور که بحث شد، انواع تست ورق فلزی بر اساس آنچه سازنده می خواهد در مورد خواص خاصی از فولاد یا ورق فلزی اندازه گیری کند، متفاوت است. به عنوان مثال، آزمایش‌های مقاومت کششی، نقطه‌ای را تعیین می‌کنند که در آن مواد پس از کشش شروع به نمایش ترک می‌کنند. تست خستگی شکست چرخه ای مواد را تعیین می کند، در حالی که تست سختی و تست انبساط سوراخ به ترتیب مقاومت در برابر تغییر شکل دائمی و شکل پذیری را اندازه گیری می کند.
همه این آزمایش‌ها برای صنعت ساخت ورق فلزی برای ادامه یافتن مواد با کیفیت برای بخش‌های مختلف تولید بسیار مهم بوده است. این روش ها همچنان قابل اعتماد خواهند بود و بدون شک راه را برای نوآوری های بیشتر در تولید ورق هموار خواهند کرد.
