Kucie - Peening

Budynek Hearst Mining (kamień, lewy) z rozprężnym (śrutowanym) stopem aluminium , prawy.

Kulkowanie to proces obróbki powierzchni metalu w celu polepszenia jego właściwości materiałowych, najczęściej metodami mechanicznymi, takimi jak uderzenia młotkiem , śrutowanie ( śrutowanie ) lub podmuchy wiązek światła za pomocą kucia laserowego. Kulkowanie jest zwykle procesem obróbki na zimno , przy czym kulkowanie laserowe jest godnym uwagi wyjątkiem. Ma tendencję do rozszerzania powierzchni zimnego metalu, wywołując w ten sposób naprężenia ściskające lub łagodząc już obecne naprężenia rozciągające . Kulkowanie może również sprzyjać utwardzaniu metalu powierzchniowego.

Stres szczątkowy

Odkształcenie plastyczne powstałe w wyniku kucia wywołuje szczątkowe naprężenie ściskające w kutej powierzchni wraz z naprężeniem rozciągającym we wnętrzu. Ten stan naprężenia przypomina ten obserwowany w szkle hartowanym i jest przydatny z podobnych powodów.

Powierzchniowe naprężenia ściskające nadają odporność na zmęczenie metalu i niektóre formy korozji , ponieważ pęknięcia nie będą się rozwijać w środowisku ściskającym. Korzyść jest kosztem wyższych naprężeń rozciągających w głębi części. Jednak właściwości zmęczeniowe części ulegną poprawie, ponieważ naprężenia na powierzchni są zwykle częściowo znacznie wyższe z powodu niedoskonałości powierzchni i uszkodzeń.

Hartowanie pracy

Praca na zimno służy również do utwardzenia powierzchni materiału. Zmniejsza to prawdopodobieństwo powstawania pęknięć na powierzchni i zapewnia odporność na ścieranie . Kiedy metal ulega umocnieniu przez zgniot, jego granica plastyczności wzrasta, ale jego ciągliwość maleje. Utwardzanie odkształceniowe faktycznie zwiększa liczbę dyslokacji w sieci krystalicznej materiału. Gdy materiał ma dużą liczbę przemieszczeń, odkształcenie plastyczne jest utrudnione, a materiał będzie nadal zachowywał się elastycznie znacznie poza elastyczną granicę plastyczności materiału nieutwardzonego przez odkształcenie.

Odkształcenie resztkowe / rozciąganie

Odkształcenie plastyczne spowodowane kulkowaniem może być przydatne w rozciąganiu powierzchni przedmiotu.

Jedno z powszechnych zastosowań tego procesu kulkowania (rozciągania) można zaobserwować w branży napraw samochodowych i niestandardowej produkcji samochodowej, w której do rozciągania cienkich blach w celu uzyskania zakrzywionych powierzchni stosuje się kulkowanie ręczne lub wspomagane maszynowo. Metoda ręczna wykorzystuje ręczny młotek do kucia i jest formą wygładzania . Istnieją również metody wspomagane maszynowo, które wykorzystują wersję młota mechanicznego do kucia blachy.

Innym zastosowaniem procesu kulkowania jest spłaszczanie blachy i jest on szczególnie stosowany jako podstawowa technika spłaszczania stalowych pasów stosowanych w przemysłowych operacjach przenoszenia i prasowania. W tym procesie stalowa taśma, która ma krzywiznę poprzeczną, może zostać spłaszczona przez kucie powierzchni wklęsłej w celu jej rozciągnięcia, a tym samym usunięcie krzywizny poprzecznej poprzez wyrównanie długości powierzchni w poprzek taśmy pomiędzy poprzednio wklęsłą i wypukłą powierzchnią. Śrutowania taśm stalowych zazwyczaj osiąga się za pomocą specjalistycznego sprzętu i specjalnego Perełkowanie strzał.

Kiedy kulkowanie jest stosowane w celu wywołania naprężeń szczątkowych lub utwardzenia przedmiotu, należy zachować ostrożność przy cienkich częściach, aby nie rozciągać przedmiotu obrabianego. Tam, gdzie rozciąganie jest nieuniknione, konieczne może być wprowadzenie naddatków w projekcie części lub aplikacji procesu.

Używaj ze spawaniem

Kucie ręczne można również wykonać po spawaniu, aby pomóc złagodzić naprężenia rozciągające, które powstają podczas chłodzenia w spawanym metalu (jak również w otaczającym metalu nieszlachetnym). Poziom redukcji naprężeń rozciągających jest minimalny i występuje tylko na powierzchni spoiny lub w jej pobliżu. Inne metody, takie jak punkty cieplne (jeśli dotyczy), pomagają zmniejszyć szczątkowe naprężenia rozciągające. Kulowanie spowoduje zwiększenie twardości spoiny i jest to coś, czego należy unikać. Z tego powodu kulkowanie nie jest zwykle akceptowane przez większość kodeksów, norm lub specyfikacji. Ewentualne kulowanie wykonywane na spoinie powinno być wykonane na złączu egzaminacyjnym procedury spawania.

Próbka kwalifikacyjna procedury spawania odwzorowuje wszystkie istotne zmienne, które będą wykorzystywane w spawaniu produkcyjnym. Jeżeli spoina jest kulowana podczas kwalifikacji procedury spawania, późniejsze badania mechaniczne złącza egzaminacyjnego kwalifikacji procedury wykażą właściwości mechaniczne spoiny. Te właściwości mechaniczne muszą co najmniej odpowiadać właściwościom mechanicznym materiałów, które zostały ze sobą zgrzane. W przeciwnym razie procedura nie powiodła się i procedura spawania nie jest dopuszczalna do stosowania w spawaniu produkcyjnym.

Ostrza do ostrzenia

Kucie ostrza kosy za pomocą przyrządu jig

Ostrza do kos i sierpów są tradycyjnie ostrzone przez sporadyczne kucie, a następnie częste honowanie na polu podczas użytkowania. Ostrze można ostrzyć, reformując stal ciągliwą, aby uzyskać profil krawędzi, który można następnie honować . Nacięcia i nacięcia na krawędzi brzeszczotu można usunąć poprzez kucie, a następnie uformować nowy profil krawędzi do honowania.

Kowadło do kulkowania z dwoma kolorowymi nasadkami dla różnych kątów

Ostrza mogą być kulkowane swobodnie przy użyciu różnych konstrukcji kowadeł do kulkowania lub obrabiane na przyrządzie do kulkowania. Przyrząd do kulkowania może mieć wymienne nasadki, które ustawiają różne kąty: kąt zgrubny można ustawić najpierw około 3 milimetrów (0,12 cala) od krawędzi, a następnie ustawić na krawędzi kąt drobny, pozostawiając krawędź, która nadaje się do łatwo szlifowane. Ostrze można następnie honować przy użyciu coraz drobniejszych kamieni do honowania, aż będzie gotowe do użycia.

Historia

Podczas budowy hydroelektrowni Barker Dam w latach 1908-1910 pracownicy odkryli, że uderzanie spawów, gdy były jeszcze ciepłe, poprawiało ich wytrzymałość.

Pierwszy opublikowany artykuł na temat kulkowania został napisany w Niemczech w 1929 roku i dotyczył konkretnie kulkowania. Pierwszy patent na śrutowanie został wykupiony w Niemczech w 1934 roku, ale nigdy nie został wdrożony komercyjnie. Niezależnie w 1930 roku kilku inżynierów Buicka zauważyło, że śrutowanie (jak to pierwotnie określano) czyni sprężyny odpornymi na zmęczenie. Proces ten został następnie przyjęty przez przemysł motoryzacyjny. Zimmerli po raz pierwszy opublikował raport w 1940 roku. John Almen przeprowadził więcej badań i podczas II wojny światowej wprowadził je do przemysłu lotniczego.

W 1950 r. kulkowanie stało się akceptowanym procesem i zostało włączone do literatury inżynierskiej. W tym samym roku wynaleziono formowanie kulkowe w celu utworzenia poszycia skrzydła samolotu Super Constellation .

We wczesnych latach 70. kulkowanie doświadczyło poważnej innowacji, gdy badacze, tacy jak Allan Clauer z laboratoriów Battelle w Columbus, Ohio, zastosowali wiązki laserowe o wysokiej intensywności na elementy metalowe w celu uzyskania głębokich naprężeń szczątkowych ściskających, które opatentowali jako Laser Shock Peening i stali się znani. jako wykuwanie laserowe pod koniec lat 90., kiedy po raz pierwszy zastosowano go do łopatek wentylatorów silników turbinowych opalanych gazem dla Sił Powietrznych USA.

Languages

In other projects