Ce sunt stresurile reziduale?

Tensiunile reziduale sunt tensiuni în material care sunt introduse în timpul fazei de prelucrare, dar persistă după ce produsul este terminat, în loc să se rezolve odată ce sursa tensiunii este îndepărtată. S-ar putea gândi la tensiunile reziduale ca tensiuni care sunt lăsate în urmă în componentele fabricate. Uneori, aceste tensiuni sunt introduse în mod deliberat pentru a menține piesele în tensiune în scopul de a prelungi durata de viață a uzurii și de a oferi alte caracteristici. În alte cazuri, tensiunile reziduale sunt introduse accidental și nu sunt de dorit.

Prelucrarea materialelor precum metalele și materialele plastice implică adesea căldură, care poate contribui la dezvoltarea tensiunilor reziduale. Tensiunea reziduală de sudare, de exemplu, este o problemă cu unele componente metalice. De asemenea, se pot crea tensiuni cu materialele plastice care sunt încălzite și turnate prin injecție. Alte procese, cum ar fi laminarea, pot crea solicitări similare în materialele pe care sunt folosite pentru a le modela sau pentru a lucra în alt mod.

Atunci când un stres rezidual nu este dorit și controlat cu atenție, acesta poate deveni o problemă. Componentele pot defecta ca rezultat al tensiunii reziduale care nu este controlată; un șurub s-ar putea destrăma fără nicio presiune, de exemplu. Tensiunile reziduale sunt uneori învinuite pentru incidente precum defecțiunile podurilor, când nu pot fi determinate alte cauze. Aceste tensiuni sunt greu de măsurat, mai ales după ce o defecțiune a unei componente a deteriorat o piesă, ceea ce face dificil de studiat și dificil de distins cauza fisurilor și a altor probleme.

În alte cazuri, tensiunile reziduale sunt de fapt dorite. Un exemplu clasic este stresul asociat cu ciocanul într-un cui. Când un cui este bătut în lemn, tensiunile reziduale create prin proces sunt cele care țin cuiul în loc să îi permită să iasă înapoi. De asemenea, lamele și alte componente metalice sunt adesea realizate cu solicitări reziduale pentru a limita fisurarea și oboseala. În aceste cazuri, se efectuează calibrări atente pentru a determina nivelul dorit de stres și control pentru acesta în timpul producției, astfel încât componentele să fie produse cu caracteristicile specificate.

Sunt disponibile echipamente care pot fi utilizate pentru a efectua măsurători ale tensiunii reziduale. Măsurarea unui astfel de stres este dificilă, deoarece majoritatea echipamentelor sunt concepute pentru a măsura stresul continuu, cum ar fi tensiunea creată de utilizarea unui instrument. Stresul care este în esență blocat într-o componentă este mai dificil de măsurat. Companiile care produc echipamente care pot fi utilizate pentru măsurarea tensiunii reziduale pot oferi, de asemenea, servicii de testare a materialelor care permit companiilor să trimită componente pentru testare, mai degrabă decât să-și efectueze propriile teste.