Åtgärder för att förbättra utmattningshållfastheten hos svetsade konstruktioner
1) Minska spänningskoncentrationen av utmattningssprickkällan i svetsfogen och strukturen av spänningskoncentrationspunkten, eliminera eller minska alla medel för spänningskoncentration, kan förbättra utmattningshållfastheten hos strukturen.
(1) Anta en rimlig strukturell form
① Prioritera rumpleder, försök att inte använda knäleder; Den T-formade fogen eller Vinkelfogen ändras till en stumfog, så att svetsen undviker hörndelen; Vid användning av T-fogar eller Vinkelfogar är det önskvärt att använda helgenomsläppliga stumsvetsar.
② Försök att undvika utformningen av excentrisk belastning, så att den inre kraften hos elementet är jämn och jämnt fördelad och inte orsakar ytterligare påkänningar.
③ För att minska den plötsliga förändringen av sektion, när plåttjockleken eller plåtbredden är mycket olika och dockningen behövs, bör ett mjukt övergångsområde utformas; Det skarpa hörnet eller hörnet på strukturen ska göras till en bågform, och ju större krökningsradie, desto bättre.
④ Undvik den rumsliga konvergensen av trevägssvetsar, försök att inte sätta svetsarna i spänningskoncentrationsområdet och försök att inte sätta de tvärgående svetsarna på huvudspänningselementen; När det är oundvikligt är det nödvändigt att säkerställa svetsens inre och yttre kvalitet och minska spänningskoncentrationen vid tån.
⑤Stumsvetsen kan endast svetsas på ena sidan, och den permanenta stödplattan får inte placeras på baksidan av den viktiga strukturen; Undvik att använda intermittenta svetsar eftersom det finns en hög spänningskoncentration i början av varje svets.
(2) Korrekt svetsform och bra svetskvalitet invändigt och utvändigt
(1) Resthöjden på stumfogsvetsen bör vara så liten som möjligt, och det är bäst att hyvla (eller slipa) platt efter svetsning utan att lämna kvar någon resthöjd;
② Det är bäst att använda kälsvetsar med konkava ytor för T-formade fogar, utan kälsvetsar med konvexitet;
③ Tån vid föreningspunkten mellan svetsen och basmetallytan bör föras jämnt, och tån bör slipas eller argonbågsmältas om det behövs för att minska spänningskoncentrationen där.
Alla svetsfel har olika grader av spänningskoncentration, speciellt flingsvetsdefekter, såsom sprickor, icke-penetrering, icke-smältning och kantbitning etc., har störst inverkan på utmattningshållfastheten. Därför är det i den strukturella designen nödvändigt att säkerställa att varje svets är lätt att svetsa, för att minska svetsfel, och de defekter som överskrider standarden måste tas bort.
2) Justera restspänningen
Den kvarvarande tryckspänningen på elementets yta eller spänningskoncentrationen kan förbättra utmattningshållfastheten hos den svetsade strukturen. Till exempel, genom att justera svetssekvensen och lokal uppvärmning, är det möjligt att erhålla ett restspänningsfält som bidrar till att förbättra utmattningshållfastheten. Dessutom kan ytdeformationsförstärkning, såsom rullning, hamring eller kulblästring, också användas för att göra metallytan plastisk deformation och härdning, och producera kvarvarande tryckspänning i ytskiktet för att uppnå syftet att förbättra utmattningshållfastheten.
Den kvarvarande tryckspänningen i toppen av skåran kan erhållas genom att använda en engångsför-överbelastningssträckning för det skårade elementet. Detta beror på att tecknet på spårets restspänning efter elastisk avlastning alltid är det motsatta av tecknet på spårspänningen under (elastoplastisk) belastning. Denna metod är inte lämplig för bockningsöverbelastning eller multipel dragbelastning. Det kombineras ofta med strukturella acceptanstester, såsom tryckkärl för hydrauliska tester, kan spela en dragkraft före överbelastning.
3) Förbättra materialets struktur och egenskaper
Först och främst bör förbättring av utmattningshållfastheten hos basmetall och svetsmetall också övervägas utifrån materialets inneboende kvalitet. Materialets metallurgiska kvalitet bör förbättras för att minska innehållet i det. Viktiga komponenter kan tillverkas av material från smältprocesser som vakuumsmältning, vakuumavgasning och till och med elektroslaggomsmältning för att säkerställa renhet; Utmattningslivslängden för kornstål kan förbättras genom att raffinera vid rumstemperatur. Den bästa mikrostrukturen kan erhållas genom värmebehandling, och plasticiteten och segheten kan förbättras samtidigt som hållfastheten ökar. Härdad martensit, lågkolhaltig martensit och lägre bainit har högre utmattningsbeständighet. För det andra bör styrka, plasticitet och seghet vara rimligt matchade. Styrka är ett materials förmåga att motstå brott, men höghållfasta material är känsliga för skåror. Huvudfunktionen hos plasticitet är att genom plastisk deformation kan deformationsarbete absorberas, spänningstoppen kan minskas, hög spänning kan omfördelas och skåran och sprickspetsen kan passiveras, och sprickexpansionen kan lindras eller till och med stoppas. Plasticitet kan säkerställa att styrkan i hela spelet. Därför, för höghållfast stål och ultrahöghållfast stål, kommer att försöka förbättra lite plasticitet och seghet avsevärt förbättra dess utmattningsmotstånd.
4) Särskilda skyddsåtgärder
Atmosfärisk mediumerosion har ofta inverkan på utmattningshållfastheten hos material, så det är fördelaktigt att använda en viss skyddsbeläggning. Till exempel är beläggning av ett plastskikt som innehåller fyllmedel vid spänningskoncentrationer en praktisk förbättringsmetod.
