بررسی اثر عملیات سطحی کوبش ساچمه ای فراصوتی برتنش های پسماند ایجاد شده بر روی قطعات وایرکات شده فولاد آلیاژی ۱.۷۲۲۵

برشکاری به روش تخلیه الکتریکی سیمی (وایرکات) به عنوان یکی از فرآیندهای ماشینکاری تخلیه الکتریکی شناخته می شود که در آن از یک سیم نازک با سرعت ثابت در محیط سیال دی الکتریک استفاده شده و با ایجاد جرقه های کنترل شده بین الکترود و قطعه کار، براده برداری از طریق ذوب و تبخیر موضعی ماده انجام می شود. مزایای این روش شامل عدم تماس فیزیکی ابزار و قطعه، حذف پلیسه های مرسوم، قابلیت ماشینکاری مواد سخت نظیر فولادهای ابزار، سوپرآلیاژها و کاربیدها با دقت ابعادی بالا و پرداخت سطحی مطلوب است. تنش های پسماند سطحی ایجادشده در این فرآیند عمدتا کششی بوده و در لایه های سطحی به مقادیر قابل توجهی می رسند. افزایش انرژی پالس های الکتریکی منجر به تشدید این تنش ها می شود که ناشی از انقباض حرارتی موضعی ماده در حین سرد شدن سریع پس از تخلیه الکتریکی است. شکل گیری ترک های سطحی زمانی رخ می دهد که تنش های کششی القاء شده از حد استحکام کششی ماده فراتر روند. یکی از عملیات های سطحی جهت بهبود سلامت سطح، کوبش ساچمه ای فراصوتی است. این فرآیند، با ایجاد کارسختی و فشردگی در لایه های سطحی قطعه کار، تنش پسماند فشاری را القا نموده و وضعیت تنش کششی ناشی از فرآیند وایرکات را به تنش پسماند فشاری تبدیل می کند. در این پژوهش، پس از طراحی و ساخت تجهیزات فراصوتی مناسب جهت عملیات ساچمه زنی، نمونه های وایرکات شده از فولاد آلیاژی Mo۴۰ (DIN ۱.۷۲۲۵) در سه سطح پرداخت، نیمه پرداخت و خشن تحت عملیات ساچمه زنی فراصوتی قرار گرفتند و تاثیر پارامترهایی مانند قطر ساچمه، زمان کوبش و نوع برش در دامنه ثابت ارتعاش، بر مقدار تنش پسماند مورد ارزیابی قرار گرفت. جهت طراحی آزمایشات و بهینه سازی پارامترهای فرآیند از روش طراحی فاکتوریل استفاده شد. نتایج حاکی از تغییر تنش پسماند کششی به فشاری قابل ملاحظه در تمامی نمونه های وایرکات شده بود، به طوری که نوع برش وایرکات و قطر ساچمه اثرات معناداری بر تنش پسماند فشاری نشان دادند و با افزایش زمان کوبش، کاهش تنش پسماند مشاهده گردید. بیشترین مقدار تنش پسماند فشاری

کلیدواژه ها:

برشکاری ، تخلیه الکتریکی ، وایرکات ، تنش پسماند ، فراصوت ، فولاد آلیاژی