زبری سطح چیست

زبری سطح (Surface roughness) که گاهی زبری نیز گفته می‌شود، یکی از مولفه‌های بافت سطح است. زبری سطح به صورت انحرافات یک سطح حقیقی در جهت بردار نرمال، از مقدار ایدئال آن تعریف می‌شود. اگر مقدار این انحرافات زیاد باشد، سطح زبر است و اگر مقدار این انحرافات کوچک باشد، سطح صاف است. در مترولوژی سطح، زبری، مولفه طول موج کوتاه و فرکانس بالای یک سطح اندازه گرفته شده می‌باشد.

مولفه‌های زبری سطح پروفیل در استاندارد بریتانیایی BS EN ISO 4287:2000 شرح داده شده‌است که با استاندارد ISO 4287:1997 معادل است. این استانداردها بر اساس “سیستم M” یا “خط متوسط” بیان می‌شوند.

پارامترهای زبری سطح خطی مختلفی موجود هستند اما کاربردی‌ترین و معروف‌ترین آنها Ra می‌باشد. از دیگر پارامترهای معروف می‌توان به Rz و Rq و Rsk اشاره کرد. در شکل 1 اکثر پارامترهای اندازه گیری نشان داده شده است.

شکل 1- الف

شکل 1-ب

از جمله پارامترهای مهم در پروفیل سطح (شکل 2) میتوان به موارد زیر اشاره نمود:

  • عرض موج: فاصله افقی بین دو قله یا دو دره متوالی موج
  • ارتفاع موج: فاصله عمودی بین قله و دره یک موج
  • عرض زبری: فاصله افقی بین دو قله یا دو دره متوالی زبری
  • ارتفاع زبری: انحراف از حالت هموار و  برحسب میکرون

شکل 2

یکی از تجهیزات معمول برای اندازه گیری زبری، زبری سنج یا Roughness tester می باشد که جهت اندازه گیری زبری سطح از روش تماسی استفاده می کنند. در این دستگاه ها یک  هد نظیر سوزن های گرامافون (stylus) بر روی سطح حرکت کرده با توجه به تعدد نوسانات و حداکثر جابجائی میتواند زبری سطح را مشخص کند.(شکل3)

شکل 3

یکی از پارامترهای مهم جهت تنظیم در دستگاه های زبری سنج پارامتر cut-off  یا طول نمونه برداری است. به منظور یافتن زبری باید موج ها از پروفیل اندازه گرفته شده حذف شوند. بدین منظور باید تا یک حد برای طول موج مشخص گردد که به آن Cutoff گفته میشود.جهت تنظیم این پارامتر باید موارد ذیل در نظر گرفته شوند:

Cutoff بر حسب mm یا in داده میشود.

Cutoff باید به اندازه کافی کوچک باشد تا موج را حذف کند.

Cutoff باید به اندازه کافی بزرگ باشد تا بافت کافی از سطح را پوشش داده و نتایج معناداری بدهد.

معموالاً پنج Cutoff برای سنجش زبری اندازه گرفته میشود. (شکل 4 )

شکل 4