محدودیت و مشاهده

با ثابت بودن E، α و yσ هرچه بزرگ‌تر باشد، ناحیه تغییر شکل مومسان باریک‌تر خواهد بود و در حالتی که yσ ثابت باشد با افزایش E و α ناحیه تغییرشکل مومسان پهنتر میشود.
طبق پژوهشهای انجامشده، در مورد دسته دوم نیز باید گفت که مهم‌ترین عوامل جوشکاری عبارتند از:
– گرمای ورود در هر واحد (qw)
– سرعت جوشکاری (V)
طی فرآیند جوشکاری مقدار qw بالاتر سبب ایجاد ناحیهی تغییرشکل مومسان وسیعتری خواهد گردید. همچنین افزایش سرعت جوش درqw ثابت، باعث کاهش پهنای ناحیه تغییرشکل مومسان خواهد شد]27[.

شکل 3-3 نمایش سه بعدی از توزیع تنش‌های پسماند طولی ناشی از جوشکاری] 27[.
در شکل 3-3 نمایش سه بعدی از توزیع تنش‌های طولی نشان داده‌شده است. این تصویر برای درک بهتر و جامعتر حالت تنش‌های حاصل از فرآیند جوشکاری کمک میکند. برای اجسام دو یا سه بعدی که در قسمت کوچکی از آن‌ها بارگذاری شده است، هرچه از محل بارگذاری دور می‌شود مقادیر کرنش و تنش کاهش مییابد. چنین امری در مورد تنش‌های پسماند نیز صادق است و می‌توان آن را با مراجعه به شکل 3-3 به خوبی مشاهده کرد.

ب) الف)
شکل 3-4 تأثیر طول نمونه جوشکاری] 27[:
الف – توزیع تنش‌های پسماند طولی.
ب – توزیع بیشینه تنش‌های طولی.
طول نمونه نیز در توزیع تنش‌های طولی تأثیر دارد. این تأثیر در شکل 3-4 تصویر شده است. در این نمودارها داده‌ها از جوشکاری صفحه‌ای با ضخامت 25 میلیمتر به وسیله جوشکاری با قوس الکتریکی غوطه‌ور دوپاسه، به دست آمده‌اند. البته این داده‌ها را نمی‌توان به عنوان مرجع در برآورد عوامل جوشکاری بکار برد. در این حالت نمودارها از ابتدا تا انتهای فاصله‌ای که تنش‌های پسماند طولی به بیش‌ترین مقدار خود می‌رسند، به پهنای ناحیه تغییر شکل مومسان نزدیک است] 28[.
به طور خلاصه می‌توان نتیجه گرفت شکل نمودار در شکل 3-4- ب به سه عامل خواص مواد، عوامل موثر در جوشکاری و سختی سازه، بستگی دارد.
در شکل 3-4- الف به وضوح می‌توان دید که با طی مسافتی از دو انتهای جوش، تنش‌های پسماند طولی شروع به رشد می‌کنند و در منطقه مرکزی جوش تنش‌های کششی بالا هستند. همچنین از این تصویر می‌توان دریافت که قله تنش‌ها در منطقه مرکزی، با افزایش طول جوش افزایش می‌یابد. با توجه به این واقعیت باید افزود که برای داشتن یک آزمایش با نتایج قابل‌اعتنا احتیاج به یک نمونه با طول 450 میلیمتر است تا تنش‌های پسماند کششی بزرگی در جهت طولی ایجاد کند. در پایان باید افزود که برای جوش‌های با طول بلندتر از 450 میلیمتر تنش‌های پسماند طولی ایجادشده در ناحیه مرکزی جوش، همسان خواهد گردید]29[.
3-3 تنش‌های پسماند عرضی ناشی از جوشکاری
طبق پژوهشهای انجامشده، بعد از عملیات جوشکاری و پس از اینکه صفحات جوش داده‌شده سرد شدند، مواد دچار کوتاهشدگی طولی و عرضی میگردند. در اثر این کوتاهشدگی، تنش‌های پسماند عرضی در سازه رخ میدهند. مقدار و نحوه توزیع تنشهای عرضی به عوامل مختلفی وابسته است. مهم‌ترین این عوامل عبارت‌اند از: ابعاد صفحات، سرعت جوشکاری و شرایط گیرداری صفحات (گیرههای جوشکاری).
اگر صفحات در شرایط آزاد و رها جوشکاری شوند، آنگاه تنش‌های عرضی خیلی بزرگ نخواهند شد. منظور از شرایط آزاد عدم استفاده از گیرههای اضافی است که برای جلوگیری از کوتاهشدگی طولی و عرضی مورد استفاده قرار میگیرند. بیش‌ترین مقادیر تنشهای عرضی در نزدیکی خط جوش به وجود می‌آیند. مقدار این تنشها در دو انتهای خط جوش به صورت فشاری و در وسط خط جوش کششی هستند. از نظر عددی مقادیر تنشهای فشاری دو انتهای خط جوش از مقدار تنشهای کششی وسط خط جوش بیشتر است] 30[.
بر اساس آزمایشهای انجام‌شده، اگر یک جوشکاری سریع و آنی را در بین دو صفحه انجام شود و سپس در شرایط آزاد و بدون استفاده از محدودیت‌های عرضی اجازه سرد شدن را به آن داده شود، آنگاه یک بخش شکافدار در میان و در امتداد طول جوش پدید می‌آید. با توجه به کوتاهشدگی ناحیه‌‍ تغییرشکل مومسان در راستای طولی در این حالت، تنش‌های عرضی فشاری تولید خواهند شد. در ضمن چنین امری باعث خواهد شد که لبه انتهایی صفحه کش آمده و شروع به خم شدن کند. در این حالت نیز، در لبه صفحه شاهد شکل‌گیری تنش‌های عرضی فشاری خواهیم بود و با نزدیک شدن به میانه خط جوش این تنش‌ها تبدیل به کششی خواهند شد] 31[.
اگر عملیات جوشکاری در صفحات به صورت آرام صورت گیرد، آنگاه در حین جوشکاری شاهد خواهیم بود که لبه‌های صفحات در قسمت چپ و راست خط جوش، به سمت یکدیگر حرکت می‌کنند. یعنی در واقع شاهد یک کوتاهشدگی عرضی خواهیم بود.