نقطه جوش اتصال داغ هسته حسگر دمای هسته ترموکوپل ها است که از ذوب و ذوب سیم های کروم و آلیاژ آلومل تشکیل می شود. تنش حرارتی متناوب طولانی مدت، ارتعاش مکانیکی، کشش خمشی و فرسایش گاز خورنده باعث ایجاد ریزترک های خستگی نامرئی فلز در سطح جوش می شود. ترکهای خستگی مدار را در مراحل اولیه به طور کامل نمیشکنند، فقط باعث ایجاد تغییر نامنظم متناوب دما و آلارمهای مدار باز-تحت انبساط حرارتی میشوند. پس از تولید مداوم، ترک ها به قطع کامل گسترش می یابند و باعث توقف فوری تولید می شوند. اکثر ترکهای خستگی را نمیتوان با بازرسی با چشم غیرمسلح شناسایی کرد، به روشهای آزمایش ترکیبی چند بعدی-برای غربالگری آسیبهای ناشی از خستگی فلزات اتصال داغ از قبل نیاز دارد.
سه مرحله شکست پیشرونده خستگی فلز اتصال داغ. مرحله اول: شروع میکروترک سطحی. ترک های ریز مویی روی سطح مهره جوش تحت تنش انبساط حرارتی و انقباض مکرر، بدون تغییر مقاومت آشکار در دمای اتاق ظاهر می شوند. هنگامی که تا دمای تولید گرم می شود، شکاف ترک کمی منبسط می شود و مقاومت تماس ترموالکتریک را افزایش می دهد و انحراف دمای ثابت با دامنه کوچک 2 تا 4 درجه ایجاد می کند که به طور موقت پس از خنک شدن قالب ناپدید می شود. مرحله دوم: خستگی قطعی متناوب. ترک ها عمیق تر می شوند و به سمت داخل منبسط می شوند و سطوح تماس نیمه{8}به هم متصل می شوند. در طول چرخههای ارتعاش قالب و انبساط حرارتی، حالت تماس بهطور تصادفی بین وصل و قطع شده تغییر میکند، که به طور متناوب منجر به زنگهای هشدار حداکثر دما و قرائتهای عادی لحظهای میشود، که بازتولید خطاهای متناوب{10}مشکل{11}}که در طول بازرسی استاتیک به سختی میتوان ثبت کرد. مرحله سوم: شکست کامل شکستگی. ترکهای خستگی در کل مقطع جوشکاری{14}میگذرد، مدار بهطور کامل قطع میشود، و کنترلکننده بهطور پیوسته مقادیر آلارم دمای فوقالعاده{15}را نشان میدهد، که باعث میشود قالب برای جایگزینی پروب خاموش شود.
چهار گروه از{0}}روشهای آزمایشی را برای شناسایی خستگی زودهنگام فلزات اتصال داغ بدون از بین بردن پروبها ترکیب کردند. تست 1: تست انحراف چرخه سرمایش{3} مکرر گرمایش. پروب آزمایش را محکم به یک ترموکوپل مرجع استاندارد ببندید، چرخه گرمایش را از دمای اتاق تا 350 درجه انجام دهید و به طور مکرر به مدت 5 سیکل تا دمای اتاق خنک کنید، انحراف دما را پس از هر تثبیت گرمایش ثبت کنید. اگر مقدار انحراف به تدریج با هر چرخه افزایش یابد، تنش حرارتی-خستگی میکروترک اتصال داغ ناشی از آن را تأیید میکند. پروب های استاندارد دست نخورده انحراف پایدار را در 1.5± درجه در تمام چرخه ها حفظ می کنند. تست 2: تست مقاومت در برابر ضربه ارتعاش. غلاف پروب را محکم ببندید، در حالی که خوانش دمای کنترل کننده را مشاهده می کنید، با یک ابزار ارتعاشی کوچک، لرزش رفت و برگشتی جزئی را به نوک اتصال داغ اعمال کنید. جهشهای ناگهانی بزرگ یا هشدارهای دمای بیش از{14} موقت در حین ارتعاش، ترکهای خستگی داخلی را نشان میدهند که تحت شوک مکانیکی از هم جدا میشوند. تست 3: تست نوسانات مقاومت میکرو{17} مولتی متر. مولتی متر را روی دنده{19}میلیاهمی با دقت بالا قرار دهید، سرنخ های آزمایش را به پایانه های کابل وصل کنید، و به آرامی ناحیه اتصال داغ را با دست فشار داده و لرزانید. جهشهای مقاومتی نامنظم شدید ثابت میکنند که ترکهای خستگی تحت نیروی خارجی جزئی سفتی تماس را تغییر میدهند، در حالی که اتصالات داغ دست نخورده مقادیر مقاومت ثابت ثابتی را نشان میدهند. تست 4: آزمایش مشاهده طولانی مدت-دمای ثابت درجه حرارت بالا-. پروب را در دمای ثابت 400 درجه به مدت 4 ساعت به طور مداوم نگهداری کنید. اتصالات داغ ترک خورده با خستگی، انحراف دما را در طول زمان به آرامی گسترش می دهند، در حالی که جوش های دست نخورده دقت اندازه گیری را ثابت نگه می دارند.
بازرسی کمکی بصری پس از جداسازی پروب برای ویژگی های خستگی آشکار. پس از خارج کردن پروب از قالب، سطح محل اتصال داغ را به آرامی با پارچه ساینده بسیار ظریف-براق کنید تا لایههای اکسیدی حذف شود و زیر ذره بین مشاهده کنید. مهرههای جوش آسیبدیده ناشی از خستگی، ترکهای ریز شعاعی نامنظم را نشان میدهند که از مرکز نقطه جوش به سمت بیرون پخش میشوند. اتصالات داغ واجد شرایط دست نخورده دارای سطوح جوش یکنواخت صاف و بدون هیچ گونه خط ترک هستند. جوشهایی با لکههای اکسیداسیون خالدار تیره مخلوط با ترکها بهنظر میرسد که متحمل آسیب ترکیبی خوردگی و خستگی حرارتی شدهاند که نیاز به خراش دادن فوری و بدون تعمیر دارند.
اقدامات پیشگیرانه نگهداری برای کند کردن شکل گیری خستگی فلزی اتصال داغ. هنگام سفارشیسازی ترموکوپلها، پروبهایی را انتخاب کنید که دارای اتصالات داغ جوشکاری انباشته در خلاء ضخیم هستند، که عملکرد ضد خستگی قویتری نسبت به نقاط جوش نقطه نازک دارند. عملیات نصب را استاندارد کنید تا از وارد کردن مورب، گشتاور سفت شدن بیش از حد و کشیدن کابل سخت که فشار مکانیکی را به محل اتصال داغ منتقل می کند، جلوگیری کنید. برای قالبهایی با چرخههای شوک حرارتی کامل خنککننده روزانه و تجهیزات گیت چند سوپاپ با ارتعاش قوی، چرخه بازرسی دو هفتهای پروب را کوتاه کنید تا ریزترکهای ناشی از خستگی زودرس را از قبل بررسی کنید. برای جلوگیری از انتقال تنش کششی به نقطه جوش و تسریع در انبساط ترک، از خم شدن بیش از حد-بخش انتقال نوک پروب اجتناب کنید.
گرمایش چرخهای منظم، ارتعاش و تست ترکیبی مقاومت میتواند به طور موثر ریزترکهای خستگی فلزی اتصال داغ نهفته را در مراحل اولیه شناسایی کند و از تلفات خاموش شدن کامل شکستگی ناگهانی ناشی از انبساط تدریجی ترک خستگی در طول تولید انبوه جلوگیری کند.
