انبساط و انقباض
چه اتفاقی می افتد اگر قانونی را رعایت نکنید؟
فلزات از قوانینی پیروی می کنند چه شما آن ها را بشناسید چه نه. پس بهتر است که با این قوانین آشنا شویم تا بدانیم در نتیجه هر کاری چه اتفاقی می افتد.
بهتر است اول درباره " انقباض" و " انبساط" صحبت کنیم. این موضوع بسیار مهم و بسیار آسان است و دانستن اصول آن، مانع بروز فاجعه هنگام جوشکاری می شود.
- هنگامی که چدن و بقیه فلزات گرم می شوند، بزرگ می شوند یا به عبارتی انبساط پیدا می کنند.
- فلزات هنگام گرم شدن از همه جهات انبساط می یابند مگر این که به وسیله ای محدود شده باشند.
- هنگامی که چدن و سایر فلزات سرد می شوند، کوچک می شوند یا به عبارت دیگر انقباض می یابند.
- انقباض نیز در همه جهات یکسان است مگر اینکه به وسیله ای محدود شده باشند.
برای این که موضوع را بهتر بفهمیم به شکل های زیر نگاه کنید:
انبساط آزاد در هنگام گرم شدن چدن، باعث می شود که مکعب چدنی در همه جهات بزرگ شود.
انقباض آزاد در هنگام سرد شدن باعث می شود که مکعب چدنی به ابعاد قبلی خود برگردد.
هنگامی که چدن بین دو یا چند دیواره قرار گرفته و محدود شده باشد، هنگام گرم شدن انبساط محدود رخ می دهد. اگر مکعب چدنی را بین پرس قرار داده و آن را حرارت دهیم ، ابعاد آن تغییر می کند چرا که فقط می تواند در جهاتی که آزاد است انبساط پیدا کند.
اگر بعد از انبساط محدود، مکعب تغییر شکل یافته را سرد کنیم، مکعب در همه جهات به طور یکسان انقباض می یابد و با دوباره اندازه گیری وجوه آن متوجه می شویم که طول و عرض و ارتفاع آن دیگر یکسان نیست. یعنی گرم کردن مکعب درون پرس، ابعاد آن را برای همیشه تغییر داده است.
حالا به انبساط محدود به همراه انقباض محدود می پردازیم. هنگامی که می خواهیم فلزات را جوش دهیم این موضوع مهم می شود. هنگام گرم کردن فلز، فلز نمی تواند در همه جهات، یکسان انبساط یابد چرا که توسط فلز سردتری محدود شده است. در نتیجه مجبور می شود که در تنها جهتی که می تواند رشد کند، یعنی ضخیم و کلفت شود.
وقتی انبساط در شرایطی رخ دهد که فلز محدود باشد، ابعاد آن برای همیشه تغییر می کند. اکنون فلز ضخیم تر است و با سرد شدن و انقباض، به شکل اولیه خود برنمی گردد. مانند مکعب فلزی که پیش تر دیدیم که ابعادش تغییر کرد.
سپس وقتی که فلز دوباره سرد می شود، در همه جهات منقبض می شود. تنها تفاوت در این است که فلز به محیط خود بسته شده است. پس به آن فشار وارد می شود و معمولاً با این فشار شکسته می شود.
