ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Сопротивление усталости сварных соединений из "Несущая способность и расчеты деталей машин на прочность Изд3 " На выносливость сварных соединений влияют также эксплуатационные факторы (температура, частота нагружения, коррозия, перегрузки и нестационарная напряженность, асимметрия цикла и т. д.) и поверхностное упрочнение (наклеп поверхности роликом, дробью, пневматическим молотком и т п.). Ниже, на примерах различных сварных соединений, рассматривается влияние перечисленных факторов. [c.364] Шлифование поверхности образцов из основного металла увеличивает их предел выносливости на 20—35% (табл. 1). [c.364] Механическая обработка сварных образцов повышает их предел выносли В0С1И почти до уровня предела выносливости основного металла. [c.366] Причины столь существенного снижения пределов выносливости сварных соединений с ростом размеров в основном те же, что и несварных деталей. Более резкое влияние масштабного фактора у сварных соединений объясняется повышенной неоднородностью металла сварного шва по сравнению с основным металлом. Существенную роль в проявлении масштабного фактора у сварных соединений играют значительные растягивающие остаточные напряжения в зоне шва, образующиеся после сварки, которые выше у образцов больших сечений при прочих одинаковых условиях. [c.367] Соединения с лобовыми швами. Эти соединения обладают очень резкой концентрацией напряжений, вызывающей существенное снижение пределов выносливости. В табл. 5 и на рис. 5 приведены значения пределов выносливости соединений с накладками из стали марки М16С. Там же приведены величины эффективных коэффициентов концентрации, вычисленные как отношение предела выносливости образца из основного металла к пределу выносливости сварного соединения. При соотношении катетов 1 1 и отсутствии механической обработки предел выносливости соединения с накладками в 2,5 раза ниже, чем у образца из основного металла (см. табл. 5). [c.367] Соединения с фланговыми швами. [c.368] Концы фланговых швов зачищены. [c.370] Сопоставление позиций 15, 16 и 18, 19, а также 22, 23 и 24, 25 (табл. 7) показывает, что пределы выносливости сварных швов на срез и пределы выносливости уголков при симметричном и пульсирующем циклах пр-имерно одинаковы. Поэтому, если площадь среза сварных швов определять исходя из условия равнопрочности с основными элементами с учетом соотношения допускаемых напряжений [т в] — = 0,7 [о], то при переменных нагрузках разрушение будет происходить по основному металлу [3]. [c.371] Полукруглые выточки в накладке у начала флангового шва (образец 2) уменьшают концентрацию напряжений и повышают предел выносливости на 47% (от 7,6 до 11,2 кгс/мм ). Зачистка фланговых швов не дает существенного повышения пределов выносливости (только на 13% — позиции 5 и /). Наибольший эффект в смысле повышения предела выносливости сварных соединений с накладками, приваренными фланговыми швами, дает добавление лобового шва, так же как и в случае приварки уголков. [c.371] Соединения втавр. Предел выносливости сварных тавровых соединений существенно зависит от глубины провара, что подтверждается данными табл. 8. [c.371] Эскизы исследованных образцов показаны на рис. 7. При отсутствии разделки кромок и полного провара по толщине соединяемого листа (как для образцов б и г) эффективные коэффициенты концентрации Ка имеют значения 2,5—4,0. При разделке кромок и наличии более глубокого провара значения Ка изменяются от 1,1 до 1,7. При полном проваре и механической обработке шва, обеспечивающей его плавные очертания (позиция 11 в табл. [c.371] Из табл. 9—10 следует, что присоединяемые элементы, не передающие усилий, могут в 2—4 раза снизить предел выносливости основного рабочего элемента. [c.373] Присоединение элементов фланговыми швами больше снижает предел выносливости, чем присоединение лобовыми швами, как при растяжении-сжатии, так и при изгибе. [c.373] Еще более резкое снижение предела выносливости получилось при испытании образцов с отверстием при плоском изгибе (рис. И). В одной партии образцов с помощью машины для контактной сварки производился точечный нагрев до температуры 530° С для создания у края отверстия остаточных растягивающих напряжений. Структура металла и микротвердость у края отверстия при этом не изменялись. Предел выносливости образцов без остаточных напряжений составил 12,6 кгс/мм , а с остаточными напряжениями — 6,3 кгс/мм , т. е. в 2 раза меньше. [c.377] Следовательно, остаточные растягивающие напряжения, образующиеся при сварке, вызывают снижение пределов выносливости сварных соединений, достигающее в неблагоприятных случаях 40—50%. [c.378] В табл. 11 представлены результаты усталостных испытаний при цикле, близком к пульсационному (отш = = 2 кгс/мм для всех образцов), плоских образцов из стали марки 10 (Oj, = 37 кгс/мм . От == 26,4 кгс/мм ), сваренных внахлестку продольными и поперечными швами (рис. 12, 1 и 2). В данном случае отпуск не вызвал изменения пределов выносливости. [c.378] В табл. 12 приведены значения пределов выносливости стыковых соединений из стали марки 10, испытанных в тех же условиях (рис. 12, 3). [c.378] В результате отпуска получено некоторое снижение предела выносливости стыкового соединения. Поэтому в тех случаях, когда не происходит разупрочнения металла околошовной зоны, отпуск оказывает положительное влияние на сопротивление усталости сварных соединений. [c.378] ОТ углеродистых к легированным ста лям [17]). Поэтому применение легированных сталей в сварных соединениях оправдывается только для соединений, работающих при значительных асимметриях цикла (г + 0,5), когда основную роль играет условие прочности по статическим нагрузкам. [c.379] Влияние дробеструйной обработки и наклепа пневматическими молотками на сопротивление усталости соединений внахлестку и встык при переменном изгибе характеризуется данными, представленными в табл. 12,11. В этом случае предел выносливости увеличивается на 30—65%. Дробеструйная обработка и наклеп поверхности швов пневматическими молотками являются весьма эффективными средствами повышения выносливости сварных соединений. [c.379] Вернуться к основной статье