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↑——接頭的疲勞強度↓。 若對焊縫表面進行機械加工,應(yīng)力集中程度將大大減小,對接接頭的疲勞強度也相應(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度遠(yuǎn)低于對接接頭。
提高丁字和十字接頭疲勞強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)過機械加工的接頭具有較高的疲勞強度:而十字接頭和未經(jīng)加工的接頭的疲勞強度較低。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,其疲勞強度*低(只達到基本金屬的34%)。
④ 采用所謂“加強”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)金屬機械性能的變化對接頭的疲勞強度影響較小。
② 高強鋼焊接時,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度基本上沒有影響,此時接頭的疲勞強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)疲勞強度的影響是人們廣泛關(guān)心的問題。對于這個問題人們進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。