پیچ و مهره به عنوان اتصالات موقت همواره در کاربرد خود تحت تنش و نیروهای مختلفی قرار دارند. آن‌ها باید بتوانند نقش خود را در کاربرد مورد نظر خوب بازی کرده و در واقع در مقابل تنش‌های وارده مقاومت کافی داشته باشند. برای اینکه بدانیم که خواص مختلف هر نوع پیچ و مهره مانند خواص مکانیکی، خواص فیزیکی، خواص شیمیایی و… چگونه است و هر نوع برای چه کاربرد و شرایطی مناسب است، بعد از تولید و قبل از عرضه به بازار تست‌هایی روی آن‌ها انجام می‌شود. یکی از مهمترین تست‌ها در این حوزه تست ضربه پیچ و مهره است. هدف از انجام تست ضربه پیچ و مهره و یا بطور کلی مواد اندازه‌گیری ضربه‌پذیری یا چقرمگی مواد است. رایج‌ترین تست ضربه، تست چارپی پیچ و مهره است. در این تست ضربه‌ای توسط آونگ به پیچ یا مهره وارد شده و انرژی جذب شده توسط پیچ و مهره اندازه‌گیری می‌شود. انجام این تست در قالب قواعد تعریف شده توسط استانداردها انجام می‌شود. در این مقاله که توسط کارشناسان دیاپیچ تهیه شده است، نحوه انجام تست چارپی پیچ و مهره توضیح داده شده است.
مقالات بیشتر: آبکاری پیچ و مهره
فهرست مطالب
آزمایش ضربه انواع پیچ و مهره
یکی از مهمترین و کلیدی‌ترین خصوصیات هر ماده چقرمگی یا قابلت ضربه پذیری آن است. این ویژگی مقدار انرژی است که جسم تا شکست تحمل می‌کند. برای اندازه‌گیری این ویژگی تست ضربه برروی مواد انجام می‌شود. از آنجا که ضربه‌پذیری از جمله مهمترین ویژگی‌های پیچ و مهره‌ها هم می‌باشد و در کاربرد دانستن میزان یا مقدار این ویژگی مهم است، تست ضربه بر روی پیچ و مهره‌ها و یا در واقع بر روی مواد سازنده آن‌ها انجام می‌شود. در این تست مقدار انرژی جذب شده در ماده تا زمان شکست اندازه‌گیری می‌شود و به عنوان معیاری از چقرمگی یا همان ضربه‌پذیری درنظر گرفته می‌شود. در واقع از دیدگاه دیگر آزمایش ضربه انواع پیچ و مهره تمایل آن‌ها به شکست ترد یا نرم را مشخص می‌کند که این خود هم معیاری از چقرمگی است. هرچقدر میزان انرژی که ماده تا شکست در خود ذخیره می‌کند، بیشتر باشد، شکست دیرتر و به آرامی رخ می‌دهد، در این حالت گفته می‌شود که شکست نرم رخ داده است. اما اگر پس از اعمال ضربه ماده بصورت لحظه‌ای دچار شکست شود، شکست ترد بوده است.
تست چارپی پیچ و مهره
تست چارپی پیچ و مهرهتست چارپی پیچ و مهره مهمترین تست ضربه برای پیچ و مهره و یا همان مواد است. این تست اولین بار توسط جورج چارپی انجام شد. در واقع در این تست با اندازه‌گیری مقدار انرژی جذب شده توسط ماده، میزان چقرمگی و یا ضربه‌پذیری آن اندازه‌گیری می‌شود. این تست از جمله کاربردی‌ترین و مهمترین تست‌های پیچ و مهره در بخش کنترل کیفیت آن است. زیرا پیچ و مهره‌ها همواره تحت ضربات و تنش‌های مختلفی در طول عمرمفید خود در کاربرد موردنظر قرار می‌گیرند. در طی تست چارپی با وارد کردن ضربه ( با نیروی مشخص) مقدار انرژی را که ماده یا همان پیچ و مهره تا زمان شکست در خود ذخیره می‌کند، اندازه‌گیری می‌شود. این انرژی معیاری از چقرمگی و ضربه‌پذیری است. هرچقدر انرژی جذب شده بیشتر باشد چقرمگی پیچ و مهره بیشتر است. یعنی در واقع ماده انرژی بیشتری برای شکست لازم دارد.
مقالات بیشتر: تست ظرفیت گردش
نحوه تست ضربه چارپی پیچ و مهره
تست ضربه چارپی پیچ و مهره به هدف اندازه‌گیری ضربه‌پذیری و به عبارت دیگر چقرمگی پیچ و مهره‌ها انجام می‌شود. تست ضربه چارپی توسط دستگاهی که بار اول اقای چارپی طراحی کرد انجام می‌شود. این ستاپ شامل یک نمونه است که می‌خواهیم ضربه پذیری آن را اندازه بگیریم و دستگاهی که ضربه را به نمونه وارد می‌کند. نحوه انجام و شرایط و ضوابطی که باید هنگام انجام تست‌های مختلف پیچ و مهره رعایت کرد را استانداردهای بین‌المللی تعریف می‌کنند. پرکاربردترین استاندارد برای تعریف تست ضربه چارپی پیچ و مهره‌ها، استاندارد iso 148 است. در استاندارد iso 148 که نحوه تست ضربه چارپی را تعریف کرده است، نمونه شامل یک مکعب مستطیل به ابعاد 10 mm * 10 mm* 55 mm است که روی سطح آن یک چاک یا شیار V شکل و یا U شکل ایجاد شده است. دستگاه تست چارپی شامل یک آونگ است که برای وارد کردن ضربه به نمونه است. نمونه توسط فک‌های دستگاه در محل مخصوص دستگاه محکم شده و آونگ از ارتفاع مشخصی به نمونه ضربه وارد می‌کند تا نمونه بشکند. مقدار انرژی که در نمونه ذخیره می‌شود اندازه‌گیری می‌شود. در واقع اختلاف ارتفاع اولیه آونگ با ارتفاع آن بعد از برخورد به نمونه معیاری از این انرژی ذخیره شده است.
مراحل انجام تست چارپی پیچ
مراحل انجام تست چارپی پیچمراحل انجام تست چارپی پیچ و مهره بر اساس استاندارد iso 148 به تر تیب زیر است:
- آماده سازی نمونه: مواد یا قطعاتی مانند پیچ و مهره‌ها که قرار است تست ضربه چارپی برروی آن‌ها انجام شود، نمی‌توانند همسنجوری در دستگاه قرار گیرند. باید به شکل و در ابعاد خاصی در آمده و بعد در دستگاه قرار داده شوند. در واقع باید ابتدا آماده سازی نمونه انجام شود. نمونه استاندارد iso 148 مکعب مستطیلی به ابعاد 10 mm * 10 mm* 55 mm و دارای یک چاک v یا U شکل روی آن است.
- سرد کردن نمونه: این تست معمولا در دماهای پایین سطح نمونه انجام می‌شود. بنابراین نمونه به روش‌های مختلفی مانند سرد کردن با مایع سرد، سرد می‌شود.
- قرار دادن نمونه در دستگاه: نمونه در جای مخصوص خود در دستگاه قرار داده شده و توسط فک‌های دستگاه در محل خود محکم می‌شود.
- وارد کردن ضربه به نمونه: بعد از اینکه نمونه در دستگاه محکم شد، توسط آونگ دستگاه با یک نیروی مشخص به نمونه ضربه وارد می‌شود.
- اندازه گیری انرژی شکست: بعد از وارد کردن ضربه در نهایت نمونه می‌شکند. مقدار انرژی ذخیره شده در نمونه تا شکست اندازه‌گیری می‌شود. این انرژی در واقع همان انرژی لازم برای شکست ماده است. این انرژی معیارهمان چقرمگی است. از تست چارپی اطلاعات دیگری همچون سطح شکست، دمای تبدیل نرمی به تردی و… هم بدست می‌آید.
مقالات بیشتر: پیچ و مهره صنعتی