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可見焊接缺陷對接頭疲勞強度的影響

時期:2024-01-09 20:39:06 點擊數(shù):49

可見焊接缺陷對接頭疲勞強度的影響


焊趾部位存在有大量不同類型的缺陷,這些不同類型的缺陷導(dǎo)致疲勞裂紋早期開裂和使母材的疲勞強度急劇下降(下降到80%)。焊接缺陷大體上可分作兩類:面狀缺陷(如裂紋、未熔合等)和體積型缺陷(氣孔、夾渣等),它們的影響程度是不問的,同時焊接缺陷對接頭疲勞強度的影響與缺陷的種類、方向和位置有關(guān)。


(1)裂紋 焊接中的裂紋,如冷、熱裂紋,除伴有具有脆性的組織結(jié)構(gòu)外,是嚴(yán)重的應(yīng)力集中源,它可大幅度降低結(jié)構(gòu)或接頭的疲勞強度。早期的研究己表明,在寬60mm、厚12.7mm的低碳鋼對接接頭試樣中,在焊縫中具有長25mm、深5.2mm的裂紋時(它們約占試樣橫截面積的10%),在交變載荷條件下,其2×106循環(huán)壽命的疲勞強度大約降低了55%~65%。


(2)未焊透 應(yīng)當(dāng)說明,不一定把未焊透均認(rèn)為是缺陷,因為有時人為地要求某些接頭為周部焊透,典型的例子是某些壓力容器接管的設(shè)計。未焊透缺陷有時為表面缺陷(單面焊縫),有時為內(nèi)部缺陷(雙面焊縫),它可以是局部性質(zhì)的,也可以是整體性質(zhì)的.其主要影響足削弱截面積和引起應(yīng)力集中。以削弱面積10%時的疲勞壽命與未含有該類缺陷的試驗結(jié)果相比,其疲勞強度降低了25%,這意味著其影響不如裂紋嚴(yán)重。


(3)未熔合 由于試樣難以制備,至今有關(guān)研究極其稀少。但是無可置疑,未熔合屬于平面缺陷,因而不容忽視,一般將其和未焊透等同對待。


(4)咬邊  表征咬邊的主要參量有咬邊長度L、咬邊深度h、咬邊寬度W。影響疲勞強度的主要參量是咬邊深度h,目前可用深度h或深度與板厚比值(h/B)作為參量評定接頭疲勞強度。


(5)氣孔 為體積缺陷,Harrison對前人的有關(guān)試驗結(jié)果進行了分析總結(jié), 疲勞強度下降主要是由于氣孔減少了截面積尺寸造成,它們之間有一定的線性關(guān)系。但是一些研究表明,當(dāng)采用機加工方法加工試樣表面,使氣孔處于表面上時,或剛好位于表面下方時,氣孔的不利影響加大,它將作為應(yīng)力集中源起作用,而成為疲勞裂紋的起裂點。這說明氣孔的位置比其尺寸對接頭疲勞強度影響更大,表面或表層下氣孔具有最不利影響。


(6)夾渣  IIW的有關(guān)研究報告指明:作為體積型缺陷,夾渣比氣孔對接頭疲勞強度影響要大。


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