عملکردهای عملیات حرارتی پس از جوش و اقدامات احتیاطی در ساخت پیچ و مهره های سازه فولادی

در حین جوشکاری ازپیچ و مهره های سازه فولادیگرمایش و سرمایش ناهموار، همراه با محدودیت‌های ساختاری داخلی و محدودیت‌های مونتاژ خارجی، منجر به تنش باقی‌مانده جوشکاری در داخل قطعات پس از جوشکاری می‌شود. تنش باقیمانده جوشکاری ظرفیت باربری واقعی اتصالات جوشی را کاهش می دهد و باعث تغییر شکل پلاستیک می شود. تنش پسماند بیش از حد ممکن است منجر به تغییر شکل اجزا، ترک خوردگی و حتی آسیب ساختاری شود که به طور جدی ایمنی و پایداری سازه های فولادی را تحت تأثیر قرار می دهد.

1. توابع عملیات حرارتی حذف هیدروژن پس از جوش

حذف هیدروژن پس از جوش یک فرآیند عملیات حرارتی در دمای پایین است که باید قبل از سرد شدن دمای جوش به زیر 100 درجه انجام شود. پارامترهای استاندارد فرآیند عبارتند از دمای گرمایش 200 درجه تا 350 درجه و زمان نگهداری 2 تا 6 ساعت. این فرآیند خروج هیدروژن آزاد از نواحی جوش و گرما را تسریع می‌کند و به طور موثری از ترک‌های سرد و ترک‌های تاخیری در جوش‌های فولادی کم آلیاژ جلوگیری می‌کند و پایداری اتصالات جوش‌شده را تا حد زیادی بهبود می‌بخشد.

2. کارکردهای عملیات حرارتی کاهش تنش پس از جوش

عملیات حرارتی کاهش تنش، استحکام تسلیم فولاد را در دمای بالا کاهش می دهد تا تنش باقیمانده جوش را آزاد و همگن کند و به عنوان یک فرآیند ضروری پس از جوش برای ساخت سازه فولادی عمل می کند. این عمدتا شامل دو روش است: اعتدال کلی در دمای بالا و اعتدال محلی با دمای بالا.

حرارت کلی در دمای بالا: کل جزء جوش داده شده در یک کوره گرمایشی قرار می گیرد، به تدریج تا دمای مشخص شده گرم می شود، در دمای ثابت نگه داشته می شود و سپس در کوره یا در هوای محیط سرد می شود. این روش می تواند 80% تا 90% تنش باقیمانده جوشکاری را از بین ببرد و به یک اثر تنش زدایی عالی دست یابد.

تهویه موضعی در دمای بالا: فقط درز جوش و نواحی متاثر از حرارت مجاور به صورت موضعی گرم شده و سپس به آرامی سرد می شوند. پیک های استرس موضعی را کاهش می دهد و توزیع استرس را متعادل می کند و به کاهش نسبی استرس دست می یابد. این روش برای اجزای سازه ای فولادی در مقیاس بزرگ که نمی توانند به طور یکپارچه در کوره های گرمایش قرار گیرند مناسب است.

3. بهبود عملکرد اتصال جوش داده شده توسط عملیات حرارتی

پس از جوشکاری برخی از فولادهای آلیاژی، ریزساختارهای سخت شده به راحتی در جوش ها و مناطق متاثر از گرما تشکیل می شوند که منجر به کاهش انعطاف پذیری، چقرمگی و کاهش خواص مکانیکی اتصالات می شود. علاوه بر این، اثر ترکیبی تنش پسماند و شکنندگی هیدروژن ممکن است باعث آسیب شدید به اتصالات جوشی سخت شود. عملیات حرارتی استاندارد شده پس از جوش، ساختار متالوگرافی را بهینه می کند و دانه جوش را اصلاح می کند، به طور قابل توجهی انعطاف پذیری، چقرمگی و خواص مکانیکی جامع اتصالات جوش داده شده را بهبود می بخشد و استحکام اتصال و پایداری طولانی مدت سازه های فولادی را تضمین می کند.

4. طبقه بندی پیچ و مهره های سازه های فولادی با استحکام بالا

پیچ و مهره های سازه فولادی با استحکام بالا به طور عمده به دو دسته تقسیم می شوند: پیچ های شش ضلعی بزرگ با مقاومت بالا و پیچ های برشی با مقاومت بالا. پیچ های شش ضلعی بزرگ با استحکام بالا، بست های معمولی رزوه ای با استحکام بالا هستند. پیچ‌های با استحکام بالا با پیچ و تاب برشی بر اساس پیچ‌های شش گوش بزرگ بهینه‌سازی و بهبود می‌یابند که دارای سازگاری بهتر در ساخت و ساز، کنترل دقیق پیش بارگذاری و به حداقل رساندن خطاهای ساخت و ساز دستی هستند.

5. مشخصات ساختمانی و اقدامات احتیاطی برای پیچ و مهره سازه های فولادی

سفت کردن پیچ و مهره های سازه فولادی با استحکام بالا باید از روش استاندارد دو مرحله ای سفت کردن اولیه و سفت کردن نهایی پیروی کند. سفت کردن کامل یک مرحله ای اکیدا ممنوع است. سفت کردن اولیه را می توان با آچار برقی ضربه ای یا آچار برقی گشتاور قابل تنظیم برای از بین بردن شکاف بین صفحات اتصال و توزیع یکنواخت پیش بار تکمیل کرد.

ابزارهای تخصصی باید برای سفت کردن نهایی با توجه به انواع پیچ ها اتخاذ شوند: پیچ های با استحکام بالا با تاب برشی باید با آچارهای برقی مخصوص پیچش برشی سفت شوند و شکستن دم به عنوان استاندارد سفت کردن واجد شرایط است. پیچ های شش ضلعی بزرگ با استحکام بالا باید با آچار برقی گشتاور مطابق با مقدار گشتاور طراحی نهایی شوند.

از نظر ترکیب ساختاری: مجموعه کاملی از بزرگپیچ شش گوش با استحکام بالا مجموعه شامل یک پیچ، یک مهره و دو واشر است. یک مجموعه پیچ با استحکام بالا با پیچش برشی از یک پیچ، یک مهره و یک واشر تشکیل شده است. هنگام نصب باید از لوازم جانبی منطبق اصلی استفاده شود و مونتاژ ترکیبی لوازم جانبی مختلف ممنوع است.