ما الخاصية التي تصف مظهر السطح

الخاصية التي تصف مظهر السطح

هي الخشونة .

وخشونة السطح هي التردد الأقصر الذي يظهر على السطح، هناك بعض الأسطح الناعمة ذات الخشونة المنخفضة والبعض الأخر إذا نظرنا له سوف نلاحظ وجود القمم والقيعان ذات الارتفاعات والأعماق والتباعد المتفاوتة، والجدير بالذكر أن خشونة السطح تتأثر بشكل كبير بالقسوة المجهرية لسطح كل جزء.

كما أن مستويات خشونة السطح يتسبب في اختلافات بصرية واضحة، وأيضًا لها تأثير على مجموعة متنوعة من الخصائص الأخرى، مقدار التآكل والقدرة على تشكيل مانع تسرب عندما يتلامس جزء ما مع سطح آخر، وسماكة الطلاء اللازمة لطلاء جزء ما، لذلك يعتبر قياس خشونة السطح عامل هام في الكثير من الصناعات.[1]

لماذا تعتبر خاصية الخشونة هامة في العمليات الهندسية

تعتبر الخشونة من العوامل الهامة في الصناعة لأنها تلعب دوراً هاماً في تحديد كيفية تفاعل المنتج مع بيئته، حيث يشير مستوى الخشونة عند الإنتهاء من أي منتج على أداء مكوناته، كما أنه يمكن أن يؤثر على فعالية المنتج.

لذلك يفضل المهندسين تشطيب جيد للسطح للحصول على مستوي خشونة صحيح لأن هذا يساعد على إنتاج عمليات متسقة ومنتجات موثوقة، والجدير بالذكر أيضاً أن قياسات السطح لها دور في الحفاظ على التحكم في التصنيع، وخاصة في حالة الاحتياج إلى هندسة الأسطح، كما أن التشطيب ومتسوي خشونة السطح مهم جداً لبعض الأشياء مثل:

• 
  تقليل عامل تآكل وتأثيرات مقاومة المواد الكيميائية.
  
• 
  توفير الجاذبية البصرية المحددة للمنتج.
  
• 
  يساهم في التصاق الطلاءات والدهانات.
  
• 
  يزيل عيوب السطح.
  
• 
  يحسن التوصيل ويضيف التوصيلات الكهربائية على السطح.
  
• 
  يزيد قوة المنتج ضد التآكل مع تقليل آثار الاحتكاك.
  

كيفية قياس خشونة السطح

يقصد بقياس خشونة السطح حساب النعومة النسبية لمظهر السطح، وهناك العديد من أنظمة قياس خشونة السطح مثل:

• 
  طرق القياس المباشر
  

في هذه الطريقة يتم طرق قياس خشونة السطح باستخدام قلم، من خلال رسم القلم بشكل عمودي على السطح، ثم يستخدم الشخص إداة لتحديد معلمات الخشونة.

• 
  طرق عدم الاتصال
  

تشمل طرق عدم الاتصال استخدام الضوء أو الصوت بدلاً من ذلك، تحل الأدوات البصرية مثل الضوء الأبيض والبؤر محل القلم في الطريقة السابقة، وتستخدم هذه الأدوات مبادئ مختلفة للقياس، ويمكن في المرحلة التي تاليها تبديل المجسات الفيزيائية بأجهزة استشعار بصرية أو مجاهر.

حيث تقوم  الأداة المستخدمة بإرسال نبضة فوق صوتية إلى السطح، ثم يحدث تغيير وانعكاس للموجات الصوتية إلى الجهاز، ويمكن بعد ذلك تقييم الموجات المنعكسة لتحديد مستوى الخشونة.

• 
  طرق المقارنة
  

تستخدم هذه الطريقة عينات خشونة السطح، ويتم إنشاءها  من خلال الجهاز أو العملية، بعد ذلك يستخدم العامل الحواس اللمسية والبصرية لمقارنة النتائج بسطح معلمات الخشونة المعروفة.

مثال على التقنيات العملية هو الحث، حيث تساعد هذه الطريقة في تقييم خشونة السطح باستخدام بعض المواد المغناطيسية، وذلك من خلال استخدم أداة الالتقاط الحثية الطاقة الكهرومغناطيسية لقياس المسافة إلى السطح، ثم يمكن أن تساعد القيمة المعيارية المحددة في معرفة معلمات الخشونة المقارنة.

تقنيات قياس خشونة السطح

هناك طرق ومعدات مختلفة يتم استخدامها في قياس خشونة السطح، ويمكن أن تنقسم هذه الطرق إلى ثلاث تقنيات وهم:

• 
  تقنيات التنميط
  

في هذه التقنية يتم قياس الخشونة من خلال استخدام مسبار عالي الدقة، في هذه العملية، يحتاج الشخص إلى التفكير أكثر في إبرة الفونوغراف بما يتماشى مع الحساسية.

• 
  تقنيات المنطقة
  

تقيس هذه التقنيات الخشونة ولكن في منطقة محدودة من السطح، ومن خلالها يتم توفير متوسط حصائي لكل من للقمم والقيعان على السطح، يعتبر التشتت بالموجات فوق الصوتية، والتشتت البصري، وتحقيقات السعة من أشهر الأمثلة على تقنيات المنطقة، ويفضل في أغلب الأوقات التشغيل الآلي والتنفيذ باستخدام تقنيات المنطقة.

• 
  تقنيات الفحص المجهري
  

الفحص المجهري هي تقنيات نوعية تعتمد على قياس التناقضات، كما أنها في النهاية توفر معلومات ذات صلة حول القمم والوديان على الأسطح.

رموز واختصارات مخطط خشونة السطح

هناك بعض الاختصارات التي تصف بعض الأشياء عند قياس مستوى خشونة السطح وهي وحدات هامة في قياس تشطيب الأسطح ومنها مايلي:

• 
  Ra – متوسط ​​خشونة السطح
  

يعرف أن  Ra هو متوسط ​​خط الوسط أو المتوسط ​​الحسابي، أيضاً يمكن أن نقول أنه متوسط ​​الخشونة بين الدوائر الخشونة والخط المتوسط، هذه هي المعلمة الأكثر استخدامًا لإنهاء السطح، مخطط إنهاء سطح Ra هو أيضًا أحد أكثر مخططات إنهاء السطح استخدامًا للقيم المطلقة.

• 
  Rmax
  
  
  – المسافة العمودية من القمة إلى الوادي
  

أفضل استخدام لمعامل الخشونة هذا في الحالات الشاذة مثل النتوءات والخدوش، قد لا يكون الأمر واضحًا مع مخطط إنهاء سطح Ra ومع ذلك فإن Rmax حساس جدًا لتلك الحالات

الشاذة

• 
  Rz – متوسط ​​الارتفاع الأقصى
  

على عكس Ra ، يقيس Rz متوسط ​​قيم أكبر خمسة اختلافات بين القمم والوديان، يتم إجراء القياس باستخدام خمسة أطوال لأخذ العينات، وهو يساعد في القضاء على الخطأ نظرًا لأن Ra غير حساس تمامًا.

مخطط خشونة السطح

يوفر هذا المخطط  إرشادات مهمة لقياس معلمات إنهاء السطح القياسية، يستخدمه المصنعون دائمًا كمواد مرجعية لضمان الجودة في عملية التصنيع.

هناك عمليات مختلفة في فحص مخطط إنهاء سطح المعالجة، وبالتالي يصبح من الصعب اختيار أفضل عملية ومع ذلك فإن البعض يفضل استخدام مخطط تحويل إنهاء السطح.[2]

فيما يلي جدول يساعد على التعرف على مستويات الخشونة في بعض أنواع التشطيبات: