پیچ و مهره دارای نقش‌های گسترده و مهم در جهان پیرامون ما هستند. آن‌ها نقش‌هایی کلیدی در اتصالات که از اصلی‌ترین بخش‌های صنایع مختلف است بازی می‌کنند. بنابراین شناخت خواص مختلف آن‌ها از الزامات افرادی است که با این ابزارها چه در نقش تولید کننده و چه مصرف کننده کار می‌کنند. یکی از مهم‌ترین خواص یا ویژگی‌های پیچ و مهره‌ها ضربه پذیری آن‌هاست. تست ضربه پذیری پیچ و مهره در واقع سنجشی از میزان تمایل پیچ و مهره‌ها به شکست ترد هنگام اعمال یک نیرو یا تنش است. برای اندازه‌گیری این ویژگی پیچ و مهره‌ها از تست ضربه چارپی پیچ و مهره استفاده میشود. این تست تنها برای پیچ و مهره‌ها نیست بلکه برای اندازه‌گیری ضربه پذیری کل مواد استفاده میشود. تست چارپی پیچ و مهره تستی است که به عنوان تست ضربه پیچ و مهره انجام میشود. شرایط و نحوه تست ضربه پذیذری چارپی مانند بسیاری از تست‌های دیگر، توسط استانداردهای بین‌المللی تعیین میشود. در ادامه این مطلب که توسط کارشناسان سات پیچ تهیه شده است، نحوه انجام این آزمایش توضیح داده شده است.
مقالات بیشتر: تست ظرفیت گردش
تست چارپی پیچ و مهره
آزمایش ضربه انواع پیچ و مهره یک از مهم‌ترین آزمایش‌ها یا تست‌هایی است که در بخش کنترل کیفیت پیچ و مهره انجام میشود. این آزمایش خواص ضربه‌ای یا ضربه پذیری پیچ و مهره را تعیین می‌کند. ضربه پذیری در واقع معیاری از تمایل مواد به شکست ترد است. هنگامی که یک پیچ و مهره و یا در کل مواد ضربه یا تنشی وارد میشود، آن‌ها دو واکنش نشان می‌دهند یا دچار شکست نرم می‌شوند که شکستی زمانبر است ( در این حالت گفته میشود که مواد انرژی ناشی از تنش وارد شده را جذب کرده وشکست را به تاخیر می‌اندازند.) و یا شکستی ترد دارند که شکستی لحظه‌ای است. هرچه تمایل به شکست ترد در مواد بیشتر باشد، آن ماده ضربه‌پذیری کم‌تری دارد. البته در طی آزمون ضربه می‌توان به ویژگی‌های دیگری همچون سطح شکست، دمای تبدیل نرمی به تردی و… را هم تعیین کرد. اما این‌ها برای پیچ و مهره ازم نیستند.
تست ضربه چارپی که اولین بار توسط آقای جورج چارپی یا شارپی انجام شد، تستی است که برای اندازه‌گیری ضربه‌پذیری همه مواد مختلف و از جمله پیچ و مهره‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. تست چارپی پیچ و مهره تستی بسیار مهم در صنعت پیچ و مهره است. زیرا از آن جا که پیچ و مهره‌ها نقش اتصالات را دارند، ممکن است در بسیاری کاربردها تحت تنش، ضربه و نیروهای زیادی قرار بگیرند. بنابراین نیاز است ما رفتار پیچ و مهره‌ها را در برابر این نیروهای وارده بدانیم. همانطور که گفتیم در تست ضربه پیچ و مهره‌ها ما رفتار مواد را در حین اعمال یک تنش بررسی می‌کنیم. در واقع هدف از انجام تست ضربه اندازه‌گیری انرژی شکست یک ماده در اثر اعمال تنش‌های دینامیکی است. در این تست میزان انرژی جذب شده در پیچ و مهره که برای جلوگیری از شکست رخ می‌دهد را اندازه‌گیری می‌کنیم. این ویژگی در واقع همان چقرمگی است.
نحوه تست ضربه چارپی پیچ و مهره
تست ضربه چارپی تستی است که برای اندازه‌گیری ضربه‌پذیری و یا در واقع انرژی شکست ماده انجام میشود. هرچقدر انرژی شکست یک ماده بالاتر باشد، یعنی مقدار انرژی که ماده جذب می‌کند تا از شکست جلوگیری کند بیشتر باشد، ضربه‌پذیری و یا به عبارت دیگر چقرمگی آن بالاتر است. نحوه تست چارپی برای پیچ و مهره‌ها را استانداردها تعیین می‌کنند. هدف این است که نحوه انجام تست در سراسر دنیا یکسان بوده و نتیج قابل مقایسه باشند. یکی از استانداردهایی که تست ضربه پیچ و مهره را تعریف می‌کند، استاندارد ISO 148 است. در این استاندارد ابتدا باید نمونه سازی از ماده مورد نظر در مورد پیچ و مهره موادی گه قرار است پیچ و مهره از آن ساخته شود، انجام شود. نمونه‌هایی که برای تست ضربه چارپی استفاده می‌شوند، نمونه‌هایی مکعبی یا تیر مانند به ابعاد مختلف است. یکی از ابعادی که برای پیچ و مهره‌ها استفاده میشود 10 mm * 10 mm* 55 mm است. در ادامه مراحل انجام تست چارپی توضیح داده میشود. دستگاه تست ضربه چارپی به صورت یک پایه است که آونگی از آن آویزان است و فک‌هایی دارد که نمونه در آن‌ها قرار می‌گیرد.
مقالات بیشتر: تنش تسلیم
مراحل انجام تست چارپی پیچ
مراحل انجام تست چارپی برای پیچ و مهره همانند دیگر مواد است. مراحل انجام این تست بر اساس استاندارد IS0 148 به شرح زیر است:
- نمونه سازی: نمونه سازی تست چارپی شامل ساخت یک قطعه مکعب مستطیل به ابعاد 10 mm * 10 mm* 55 mm از جنس مواد مورد نظر است. سپس یک شیار V شکل روی سطح نمونه ایجاد میشود.
- نمونه تا دمای مشخصی به روش‌های مختلفی مانند مایع سرد، سرد میشود.
- نمونه سرد شده بین فک‌های دستگاه قرار می‌گیرد.
- ضربه توسط یک پاندول یا آونگ به نمونه وارد میشود و در نهایت نمونه شکسته میشود.
- انرژی جذب شده توسط نمونه ناشی از وارد آمدن ضربه به آن، اندازه‌گیری میشود. در واقع این انرژی ازاختلاف ارتفاع اولیه آونگ قبل از رها شدن و ارتفاع آن پس از شکست، اندازه گیری میشود. انرژی جذب شده میزان انرژی مورد نیاز برای شکست ماده است.
