کوبکاری چیست و چه کاربردی دارد

کوبکاری

کوبکاری (Peening) فرآیندی در مهندسی مواد و ساخت قطعات فلزی است که به‌منظور بهبود خواص سطحی فلز، ایجاد تنش پسماند فشاری و افزایش مقاومت در برابر خستگی انجام می‌گیرد. در این فرآیند معمولاً با استفاده از ابزارهای مکانیکی مانند چکش، ساچمه یا ذرات پرتاب شونده، سطح قطعه فلزی تحت ضربه‌های کوچک و پیوسته قرار می‌گیرد.

در اثر این ضربه‌های مداوم، سطح فلز دچار تغییر شکل پلاستیک بسیار ریز می‌شود و یک لایه نازک با تنش فشاری باقیمانده در سطح ایجاد می‌گردد. این تنش پسماند فشاری از رشد و گسترش ترک‌ها در سطح جلوگیری می‌کند، زیرا ترک‌ها در محیط تحت فشار سطحی، به سختی رشد می‌کنند. بنابراین کوبکاری یکی از روش‌های مؤثر برای افزایش مقاومت خستگی قطعات فلزی به‌ویژه در کاربردهای حساس مانند صنایع هوافضا، خودروسازی و ساختِ فنرها به شمار می‌آید.

با این حال، باید توجه داشت که کوبکاری به‌درستی انجام شود تا اثرات مورد نظر حاصل شود. به‌عنوان مثال، اگر فرآیند برای قطعات نازک یا با طراحی نامناسب به‌کار رود، ممکن است کشش‌های بیش از حد یا آسیب‌های ناشی از ضربه ایجاد شود و نتیجه معکوس دهد. همچنین پس از عملیات جوشکاری، گاهی از کوبکاری برای کاهش تنش‌های کششی باقی‌مانده استفاده می‌شود، امّا باید طبق استانداردها و آزمایش‌های تعیین صلاحیت انجام شود.

لغت نامه دهخدا

کوبکاری. ( حامص مرکب ) تأدیب و تنبیه و گوشمالی. ( آنندراج ) ( از اشتینگاس ). سیاست و تنبیه و چوبکاری. ( ناظم الاطباء ).

دانشنامه عمومی

کوبکاری ( به انگلیسی: peening ) فرایند کار برای بهبود خاصیت مواد روی سطح فلز است که معمولاً با ابزارهای مکانیکی، مانند ضربه چکش، انفجار با ساچمه ( ساچمه زنی ) یا انفجار پرتوهای نور با لیزر انجام می شود. کوبکاری معمولاً یک فرایند کار سرد است، که سختکاری سطحی با لیزر یک استثنا قابل توجه دارند و آن هم تمایل به انبساط سطح فلز سرد است، در نتیجه تنش های فشاری ایجاد می کند یا تنش های کششی موجود را کاهش می دهد. لایه برداری همچنین می تواند سخت شدن کرنش سطح فلز را تشدید کند.
تغییر شکل پلاستیک ناشی از کوبکاری باعث ایجاد یک تنش فشاری باقیمانده در یک سطح کوبکاری شده، همراه با تنش کششی در داخل می شود. این حالت استرس مانند حالتی است که در شیشه های سخت دیده می شود و به دلایل مشابه مفید است.
تنش های فشاری سطحی باعث ایجاد مقاومت در برابر خستگی فلز و برخی از اشکال خوردگی می شود، زیرا ترک ها در یک محیط فشاری رشد نمی کنند. این مزیت به قیمت تنش های کششی بیشتر در عمق قطعه حاصل می شود. با این حال، خواص خستگی قطعه بهبود می یابد، زیرا تنش ها به طور معمول در سطح به دلیل نقص و آسیب سطح به صورت قابل توجهی بیشتر است.
کار سرد همچنین باعث سخت شدن سطح مواد می شود. این باعث می شود ترک ها کمتر در سطح ایجاد شوند و مقاومت در برابر سایش را ایجاد می کنند. هنگامی که یک فلز تحت سخت شدن کرنش قرار می گیرد، مقاومت تسلیم آن افزایش اما شکل پذیری آن کاهش می یابد. سخت شدن کرنش در واقع تعداد نابجایی ها را در شبکه کریستالی ماده افزایش می دهد. هنگامی که یک ماده دارای تعداد زیادی نابجایی باشد، تغییر شکل پلاستیک مانع می شود و ماده به روشی الاستیک به خوبی فراتر از تنش تسلیم الاستیک مواد سخت شده بدون کرنش رفتار می کند.
تغییر شکل پلاستیک ناشی از کوبکاری می تواند در کشش سطح یک جسم مفید باشد.
یکی از کاربردهای رایج فرایند کوبکاری را می توان در صنایع تعمیر خودرو و ساخت سفارشی خودرو مشاهده کرد که در آن از کوبکاری دستی یا ماشینی برای کشش ورق فلزی نازک برای ایجاد سطوح منحنی استفاده می شود. در روش دستی از چکش دستی استفاده می شود و نوعی طرح ریزی است. همچنین روش هایی به کمک ماشین وجود دارد که از نسخه ای از چکش برقی برای باز کردن ورق فلز استفاده می کنند.
صاف کردن ورق فلز، یکی دیگر از کاربردهای فرایند کوبکاری است و به طور خاص به عنوان یکی از تکنیک های اولیه برای صاف کردن تسمه های فولادی مورد استفاده در عملیات انتقال و پرس صنعتی استفاده می شود. در این فرایند، یک تسمه فولادی که دارای انحنای متقاطع است، می تواند با صاف کردن سطح مقعر برای کشش آن و در نتیجه از بین بردن انحنای متقاطع، با یکسان کردن طول سطح در کل تسمه بین سطوح مقعر و محدب قبلی، صاف شود. ساچمه کاری تسمه های فولادی معمولاً با استفاده از ابزارهای تخصصی و ساچمه مخصوص کوبکاری انجام می شود.

جمله سازی با کوبکاری

در سال ۱۹۵۰، کوبکاری به یک فرایند پذیرفته شده تبدیل شد و در ادبیات مهندسی گنجانده شد. در همان سال، شکل‌دهی با کوبکاری برای تشکیل پوست بال هواپیمای لاکهید ال-۱۰۴۹ سوپر کانستلیشن اختراع شد.

همچنین در اواخر دهه ۱۹۹۰، هنگامی که برای نخستین بار روی پره‌های فن موتور توربین گازسوز برای نیروی هوایی ایالات متحده آمریکا اعمال شد، به عنوان کوبکاری لیزری شناخته شد.

تیغه‌های داس دسته بلند و داس به‌طور سنتی با کوبکاری گاه به گاه و به دنبال آن تراشیدن مکرر در مزرعه در حین استفاده، تیز می‌شوند. یک تیغه را می‌توان با اصلاح فولاد چکش خوار برای ایجاد یک پروفیل لبه، تیز کرد که سپس می‌توان آن را تراش داد.. شکاف‌ها و بریدگی‌های لبه تیغه را می‌توان با کوبکاری از تیغه جدا کرد و سپس یک پروفیل لبه جدید برای تراش ایجاد کرد.