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豪精焊接——影響焊接接頭疲勞強(qiáng)度的主要因素

發(fā)表時間:2023-01-19       點擊次數(shù):302

導(dǎo)語:什么是焊接接頭疲勞?如何解決?

1、應(yīng)力集中的影響

焊接結(jié)構(gòu)中,在接頭部位由于具有不同的應(yīng)力集中,它們對接頭的疲勞強(qiáng)度發(fā)生程度不同的不利影響。

 ① 對接焊縫:應(yīng)力集中比其它形式接頭要小,但余高和θ↑——應(yīng)力集中↑——接頭的疲勞強(qiáng)度↓。 若對焊縫表面進(jìn)行機(jī)械加工,應(yīng)力集中程度將大大減小,對接接頭的疲勞強(qiáng)度也相應(yīng)提高。 

② 丁字和十字接頭:應(yīng)力集中系數(shù)>對接接頭的應(yīng)力集中系數(shù)。因此丁字和十字接頭的疲勞強(qiáng)度遠(yuǎn)低于對接接頭。

提高丁字和十字接頭疲勞強(qiáng)度的根本措施是開坡口焊接和加工焊縫過渡區(qū)使之圓滑過渡;

丁字形接頭和經(jīng)過機(jī)械加工的接頭具有較高的疲勞強(qiáng)度:而十字接頭和未經(jīng)加工的接頭的疲勞強(qiáng)度較低。這是因為不對稱的丁字接頭上有一個偏心力矩降低了過渡區(qū)的應(yīng)力,它的應(yīng)力集中比對稱的十字接頭低。 

③ 僅有側(cè)面焊縫的搭接接頭,其疲勞強(qiáng)度*低(只達(dá)到基本金屬的34%)。

④ 采用所謂“加強(qiáng)”蓋板的對接接頭是極不合理的:試驗結(jié)果表明,在這種情況下, 疲勞強(qiáng)度較高的對接接頭被大大地削弱了。

2、近縫區(qū)金屬性能變化的影響

① 低碳鋼和低合金鋼的近縫區(qū)金屬機(jī)械性能的變化對接頭的疲勞強(qiáng)度影響較小。 

② 高強(qiáng)鋼焊接時,近縫區(qū)金屬性能變化的影響取決于接頭的匹配性:

對于高組配即軟夾硬的焊接接頭,力學(xué)性能不均勻性對于接頭的疲勞強(qiáng)度基本上沒有影響,此時接頭的疲勞強(qiáng)度取決于較軟的基本金屬。

對于高組配硬夾軟接頭中的軟夾層中有嚴(yán)重的應(yīng)力集中因素時,此時接頭的疲勞強(qiáng)度大大降低,其數(shù)值取決于這個軟區(qū)本身的力學(xué)性能。

3、殘余應(yīng)力的影響

焊接殘余應(yīng)力對于結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度的影響是人們廣泛關(guān)心的問題。對于這個問題人們進(jìn)行了大量試驗研究工作。試驗往往采用有焊接應(yīng)力的試樣與經(jīng)過熱處理消除內(nèi)應(yīng)力后的試樣進(jìn)行疲勞試驗作對比。由于焊接殘余應(yīng)力的產(chǎn)生往往伴隨著焊接熱循環(huán)引起的材料性能的變化,而熱處理在消除內(nèi)應(yīng)力的同時也恢復(fù)或部分恢復(fù)了材料的性能。因此,對于試驗的結(jié)果就產(chǎn)生了不同的解釋;對內(nèi)應(yīng)力的影響也有了不同的評價。 

消除內(nèi)應(yīng)力后的試樣疲勞強(qiáng)度均高于末熱處理的,內(nèi)應(yīng)力的影響在應(yīng)力集中較高對更大。

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