Сварки влияние на усталость

Сварки влияние на усталость 191, 194 — 196 Свободы степени статистические 326, 328 — 330, 352, 353 Сдвига модуль 116 Сезонное растрескивание 602 Секанса формула 558, 561, 562 Сен-Венана гипотеза см. Максимальной нормальной деформации гипотеза Силы межатомные 25—27 Скольжение 33—35, 41 [c.618]

Этот вид разрушения, несмотря на то, что является наиболее широко распространенным, еще недостаточно изучен. Кна-стояш,ему времени в достаточной степени разработаны вопросы влияния на усталостную долговечность размеров деталей, отверстий, выточек и других особенностей формы деталей. Наименее изученными являются вопросы влияния на усталость дефектов, встречающихся в литых деталях (раковин, включений, дефектов термообработки, сварки, штамповки и т. д.). Эти дефекты определяют работоспособность деталей, в то же время нет обоснованных рекомендаций, в каких случаях литые детали с теми или другими дефектами следует отбраковывать, а в каких — нет. Для крупногабаритных литых деталей вопрос об отбраковке или приемке деталей имеет большое экономическое значение, поэтому в данном случае следует учитывать, влияют ли и в какой степени на долговечность имеющиеся дефекты. [c.51]

Вызывает интерес выполненная в ЧССР работа, в которой оценивается влияние на усталость размера балок рамных конструкций подвижного состава, технологии сварки и концентрации напряжений [2361. Указанные исследования проводили на резонансных вибрационных стендах МИИТ. [c.54]

Влияние усталости на критическую температуру хрупкости стали ВСт.Зсп в зоне термомеханического старения показано на рис. 29, б. В этом случае критическая температура хрупкости Г р зоны старения после сварки в исходном состоянии выше основного материала ВСт.Зсп более чем на 10°С. В процессе работы на усталость Г р основного металла и зоны старения повышаются до 20°С. При использовании результатов исследований [77, 103] следует учитывать, что усталость накапливалась при высокой частоте — 20 Гц, что редко встречается в технике. Повреждаемость металла при малых частотах нагружения может быть выше, так как накопление усталостных повреждений при реальных частотах (до 1000 Гц) развивается более интенсивно. Большинство исследователей считают, что повышение частоты нагружения до 1000 Гц не влияет на предел выносливости, но дальнейшее повышение вызывает рост сопротивления усталости так, при частоте 20.Гц предел выносливости повышается на 40%. [c.80]

Дуговая сварка под флюсом может увеличить или уменьшить сопротивление росту трещины усталости данного сплава в зависимости от места расположения трещины и ориентировки образца. Для образцов ориентировки ПВ скорость роста трещины усталости в зоне термического влияния выше, чем у основного металла однако на образцах ориентировки ПД наблюдается обратная зависимость. Вязкость разрушения сварных соединений J(с. в зоне термического влияния на 20 % ниже по сравнению с основным металлом (на образцах ориентировки ПД). [c.235]

Сварные соединения, подвергнутые обкатке в зоне сварки, имеют предел усталости, равный пределу усталости основного металла. Разрушение при испытаниях происходит вне зоны обкатки. Партия деталей, сваренных трением, была упрочнена по всей длине для исследования влияния зоны сварки на уст,злостную прочность. Как показали исследования, обкатка роликом повышает усталостную прочность соединений, выполненных сваркой трением, по сравнению с аналогичными соединениями без обкатки на 35—40% и по сравнению с основным металлом на 10% (рис. 7.3). Разрушение сварных соединений без термической обработки, обкатанных по всей длине, происходит на расстоянии 3—4 мм от сварного стыка, т. е. по зоне исходных максимальных растягивающих напряжений, возникающих при сварке. [c.192]

При подборе материалов для лопаток паровых турбин (при условии их удачной конструкции) не возникает проблем. Рабочая часть лопатки представляет собой в сечении криволинейный изогнутый продольно профиль, имеющий длину от 10 до 1800 мм. Как закрепленные, так и вращающиеся лопатки должны сопротивляться напряжениям, возникающим под действием пара, а вращающимся лопаткам сообщается также напряжение из-за действия центробежных сил. Нагрузка, действующая на вращающиеся лопатки со стороны пара при прохождении их через стационарные лопатки, оказывает влияние на величину возникающих циклических изгибающих напряжений, которые достигают максимума при совпадении их частоты с основной или гармонической частотой вибрации лопатки. Если это произойдет, резонансная вибрация вызывает напряжения, превышающие предел устойчивости материала, предусмотренный при изготовлении лопатки. Поэтому сопротивление усталости турбинных лопаток является такой важной характеристикой при расчетах. Если ограничения, накладываемые аэродинамикой на величину сечения, делают невозможным достижение достаточно высокой частоты для конструкции с простой лопаткой, то лопатки необходимо закреплять вместе группами. В американских конструкциях большие лопатки турбин промежуточного давления собирались в группы посредством выточек, которые стыковались с соответствующими выточками соседних лопаток и соединялись сваркой. В Великобритании большие лопатки обычно собирались в группы и сшивались проволокой. В местах, где проволока проходит через выточки, вы-штампованные и проточенные в лопатках, лопатки спаивают твердым припоем. Более маленькие лопатки соединяют на наружном ободе, изготовленном из полосового материала с отверстиями, в которых заклепывают верхние лопатки. [c.224]

Исчерпывающих данных по влиянию механической обработки на длительную прочность в воздухе и в активных средах при действии статических сил нет. Можно предполагать, что механическая обработка должна оказывать влияние на хрупкое разрушение (статическую усталость) в воздухе некоторых видов закаленных высокопрочных сталей, а также сталей, предварительно наводороженных при сварке, травлении или гальванизации. Механическая обработка, активирующая поверхность при ее взаимодействии со средой, должна оказывать влияние на статическую усталость стали в некоторых активных средах. В этом случае уже достаточно времени для развития коррозионных или диффузионных процессов, зависящих от состояния поверхности металла, в силу чего состояние поверхности является решающим при длительной прочности, даже при равномерном распределении напряжения по сечению (одноосное растяжение). [c.142]

Отжиг или отпуск сварных соединений, которые иногда применяются для снятия остаточных напряжений после сварки, оказывают двоякое влияние на выносливость сварных соединений. Снятие остаточных напряжений вызывает повышение выносливости, однако наряду с этим может происходить разупрочнение металла шва околошовной зоны, приводящее к снижению выносливости. Результирующий эффект отжига зависит от сочетания указанных факторов [7]. Выше, в табл. 3, был приведен пример положительного влияния высокого отпуска и нормализации на сопротивление усталости стыковых соединений из стали марки 22К, выполненных электрошлаковой сваркой (предел выносливости повысился от 8,5 до [c.378]

В данной главе кратко рассмотрены различные дефекты электродуговой сварки и оценено их влияние на прочность конструкции и в частности на сопротивление усталости. [c.77]

Усиление сварного шва и качество обработки поверхности шва. Изучение усталостных разрушений поперечных стыковых соединений показывает, что геометрическая форма усиления сварного шва оказывает существенное влияние на сопротивление усталости. Если в стыковом соединении углеродистой стали не имеется значительных дефектов, то при удалении усиления сварного шва можно ожидать повышения предела выносливости соединения, что подтверждается большинством испытаний. Однако количественное значение повышения прочности при удалении усиления зависит от качества сварки. [c.143]

Давление осадки оказывает очень существенное влияние на качество сварного соединения, в особенности на его прочность при действии динамических нагрузок (ударную вязкость и предел усталости), так как удельное давление определяет степень пластической деформации зоны стыка при осадке. Это иллюстрируется кривыми зависимости предела прочности ад, ударной вязкости и предела усталости а ] от удельного давления осадки при сварке с подогревом стержней из малоуглеродистой стали (фиг. 60). Из приведенного графика, в частности, видно, что ударная вязкость соединения при чрезмерном увеличении удельного давления начинает понижаться вследствие значительного искривления волокон. [c.93]

Для определения влияния зоны сварки на предел усталости образцы были закалены по всей длине. Предел усталости при этом повышается в 1,5 раза по сравнению со сварными соединениями без термической обработки вследствие общего повышения прочностных свойств основного металла и металла зоны сварки. [c.190]

Надежность и долговечность гидротурбин во многом зависят от правильности выбора технологических процессов их изготовления (литья, ковки, различных видов сварки, электродов, термообработки и т. п.). Установление влияния технологических процессов на сопротивление усталости сталей и сварных соединений позволяет оценить преимущества и недостатки различных технологических процессов. [c.5]

Использование для облицовки сталей с различными коэффициентами линейного расширения позволяло оценить влияние возникающих в них остаточных напряжений на сопротивление усталости. Образцы вырезались из больших облицованных плит и испытывались в трех состояниях после сварки после отпуска при 630° С в течение 6 ч после отпуска при 630° С в течение 12 ч с последующим отжигом при 930° С в течение 4 ч и повторным отпуском при 630° С в течение 2 ч. [c.43]

Рис. 7.28. Влияние сварки на кривую усталости титанового сплава 6A1-4V при комнатной температуре в условиях растяжения при =0,05. (а) Образцы исходного металла, отожженные в вакууме (Ь) образцы после сварки (с) образцы, соединенные диффузионной сваркой. (Данные из работы [25].)

Рис. 7.39. Влияние дробеструйной обработки на кривые усталости сварных " несварных стальных пластин. (Данные из работы [24].) 1 — обработанные сты" ковые швы 2 — обработанная пластина 3—необработанная пластина 4 — обработанные угловые швы 5 — необработанные угловые швы (дуговая сварка в среде инертного газа) 6 — необработанные стыковые швы (дуговая сварка в среде инертного газа).

В книге описано современное состояние вопроса о сопротивлении усталости сварных конструкций в машиностроении. Освещены особенности усталостных разрушений сварных конструкций в связи с масштабным фактором, остаточной напряженностью, способом сварки, характером нагружения и конструктивными формами. Приведен экспериментальный материал по усталости стыковых, нахлесточных, тавровых, штуцерных, трубных соединений, несущих элемеитов балочного и рамного типов, а также по влиянию наплавок из аустенитных сталей и цветных металлов на сопротивление усталости крупных стальных валов. Значительная часть книги отображает результаты экспериментальных работ, выполненных под руководством авторов или при их участии. [c.2]

Наиболее надежным методом снижения остаточных напряжений в сварных изделиях является высокий отпуск. Отпуск может оказывать как положительное, так и отрицательное воздействие на сопротивление усталости соединений, поскольку эффективность определяется результирующим влиянием двух факторов снижением вызванных сваркой остаточных напряжений и разупрочнением металла шва и околошовной зоны. Поэтому отпуск не во всех случаях может являться средством повышения прочности соединений 130, 31, 127]. [c.228]

Прогнозирование кривых усталости и влияние пористости на кинетику усталостного разрушения. Предлагаемый подход позволяет строить на ЭВМ непосредственно кривые усталости материалов, т.е., задаваясь уровнем напряжений Отах. фиксировать количество циклов до макроразрушения, прослеживая при этом кинетику усталостного разрушения. Кривые усталости были построены для слоистых материалов, полученных диффузионной сваркой пакета тонких фолы (6ц = 0,2 мм) из алюминиевого сплава (6% Mg) (рис. 130), и материалов, полученных сваркой взрывом пакета стальных листов ( ц = 0,8 мм) (рис. 131). Исходные данные о свойствах фольг и структуре границ между слоями брались из работы [c.245]

Вопрос об одновременном влиянии жидких сред и концентраторов напрян еиий на выносливость стали слабо освещен в литературе. Существует мнение, что корродирующее действие среды усиливает влияние концентраторов напряжения [70], однако описаны факты, когда коррозионная среда не снижала предела усталости но сравнению с воздухом у образцов с концентраторами напряжений от точечной сварки [71]. [c.149]

При наличии значительных пороков сварного шва или при расположении шва в месте резкого изменения размеров или формы сечения, где имеет место значительная концентрация напряжений, предел выносливости сварного соединения или металла сварного шва может быть значительно понижен. В связи с большим влиянием качества сварки на прочность сварных соединений в условиях усталости в гл. 5 приведены более подробные данные по влиянию различных дефектов [c.48]

Когда усталостные трещины зарождаются по линии сплавления шва и основного металла, сварочные материалы не оказывают существенного влияния на усталость соединений. Лишь в отдельных исследованиях электроды с низким содержанием водорода приводили к повышению пределов выносливости до 10%. Но в тех случаях, когда очагами усталостных разрушений служат такие технологические дефекты сварки, как поры и шлаковые включения, свойства металла шва заметно сказываются на выносливости соединения. Стыки, выполненные электродами с основным покрытием, показывают большую долговёчность, чем сваренные электродами с рутилкарбонатным покрытием. [c.114]

В качестве подтверждения правильности полученных теоретических закономерностей приведем результаты экспериментальных исследований. На рис. 24 показаны построенные по экспериментальным результатам диаграммы предельных напряжений, полученные Т. Гарнеем при испытаниях на усталость плоских образцов с приваренными ребрами жесткости (кривая 1) и накладками (кривая 2). В обоих случаях образцы после сварки подвергали отжигу, чтобы исключить влияние остаточных сварочных напряжений. Образцы с приваренными ребрами разрушались при нагружении с различной асимметрией [c.54]

Значительное влияние на сопротивление усталости элементов конструкций оказывают следующие факторы конструкционные (размеры деталей, концентрация напряжений) технологические (состояние поверхности, структура и термическая обработка, поверхностная обработка, сварка) эксплуатационные (асимметрия дакла, вид напряженного состояния, режим и частота нахружения, температура, коррозионные среды, фретгинг-коррозия). [c.291]

Данная глава посвящена в основном общему рассмотрению дефектов Сварки и методов коптр оля, позволяющих избежать серьезных дефектов, которые могут оказать значительное влияние на сопротивление усталости и общую прочность конструкций. Дефекты сварки вызывают резкое изменение поперечного сечения, приводящее к концентрации напряжений, и Поэтому понижают сопротивление усталости и ухудшают другие характеристики стали, особенно пластичность и вязкость. Некоторые дефекты сварки, возникающие в результате отклонений от предписанной технологии, могут оказывать весьма неблагоприятное влияние на характеристики прочности конструкции даже в тех случаях, когда эти дефекты пе приводят к заметному уменьшению площади поперечного Сечения элемента конструкции в месте соединения. [c.76]

Более высокая прочность достигнута при испытании на усталость конструктивных элементов на переменные изгибающие нагрузки [39]. Так, например, предел выносливости клееных двутавровых балочек оказался равным 5 кГ/мм , конструктивно однотипных сваренных точечной сваркой 9 кГ/мм и клее-сварных 11 кГ1мм . Сравнительно невысокая прочность склеенных эле.ментов объясняется, очевидно, сильным влиянием неравномерного отрыва в зоне максимального прогиба. [c.149]

Это можно пояснить следующим образом. Напряжение, вызванное сваркой, достигает в металле предела текучести От-, поэтому сумма напряжений от внещних сил и остаточных напряжений также равна О т-. С другой стороны, предел усталости а тах в этих условиях, как следует из уравнения (225), равен от, т. е. сварочное напряжение при От > (Тг не оказывает влияния на усталостную прочность. [c.256]

Влияние остаточных напряжений. Остаточные напряжения обычно вызываются горячей обработкой частей машин и наблюдаются пр сварке конструкций, причем возникает вопрос о влиянии этих напряжений на предел выносливости. Опыты с закаленными стальными образцами,. испытанными на машине для испытания на усталость вращающихся образцов, показали ), что остаточные напряжения падает до Значения, меньшего 1 /4 их первоначальной величины в результате приложения симметричного цикла напряжений влиящгем остаточных напряжений на предел выносливости можно было пренебречь. Подобные же заключения были получены из испыт аний на усталость сварных двутавровых балок ). Е. Е. Вейбель отметил неблагоприятное влияние остаточных напряжений, возникающих в витках пружин ). [c.407]

Если иметь в виду необходимость изучения поведения сварных конструкций, изготовленных с применением широкого круга конструкционных сталей и присадочных материалов, а также накопление усталости и выполнение сварки в самом широком диапазоне температур (до минус 50— —70°С), то вопрос о влиянии усталостных нагрузок на хладостойкость сварного соединения в настоящее время исследован далеко не в полной мере. Для разработки эффективных мер по обеспечению хладостой-кости сварных конструкций необходимо усилить исследования их уста- [c.81]

Нами было исследовано влияние таких видов термической обработки, как отжиг, нормализация и улучшение на усталостную прочность соединений, выполненных сВ аркой трением из сталей 45 и 40Х. Результаты испытаний показали, что отжиг снижает усталостную прочность сварных соединений. По сравнению со сварными соединениями без термической обработки предел усталости снижается на 357о. Разрушение при испытаниях происходит по сварному стыку. Таким образом, отжиг отрицательно влияет на усталостную прочность оварных соединений из-за общего понижения прочностных свойств металла и металла зоны сварки. [c.189]

Микроструктура сплава АМг полиэдрическая, состоящая из кристаллов твердого раствора магния и алюминия Al(Mg), поэтому он при отжиге склонен к образованию крупнокристаллического строения. При сварке этот сплав дает прочные швы и обнаруживает малую разницу в механических свойствах зоны термического влияния и основного материала. Следует обратить внимание на исключительно высокий предел усталости сплава АМг, который даже для отожженного материала составляет 12,5 кГ1мм . Сплав АМг широко применяется для изготовления штампованных сварных изделий, от которых требуют сравнительно высоких механических свойств и высокой коррозионной стойкости. [c.91]

Рис. 7.26. Влияние сварки на кривую усталости конструкционной стали с пределом текучести в диапазоне 30—52 ООО фунт/дюйм . Испытания на пульсирующее растяжение (amtn=0). (Данные из работы [24].) / —ровный лист 2 — поперечный стыковой шов (ручная сварка) 3 — поперечный стыковой шов (автоматическая сварка) 4 — поперечный ненесущий угловой шов 5 — продольный не-несущий угловой шов 6 — продольное подкрепление, приваренное к краю пластины угловым швом 7 — продольный несущий угловой шов.

Рис. 7.27. Влияние стыковых соединений, полученных сваркой, оплавлением и различным образом термически обработанных, на кривую усталости стали SAE 4130. Испытания на симметричный двухсторонний изгиб. Все образцы представляли собой 1/4-дюймовые пластины, отшли юванные после сварки до 1/8 дюйма. (а) Термическая обработка, без сварки (аи=192 000 фунт/дюйм ) (Ь) нормализация, без сварки (Оц=121 ООО фунт/дюйм ) (с) нормализация, сварка (Оц=124 ООО фунт/дюйм ) (d) нормализация, сварка, нормализация (a = ИЗ ООО фунт/дюйм ) (г) нормализация, сварка, термическая обработка (a =172 000 фунт/дюйм ) (/) нормализация, сварка, термическая обработка, 10%-ное подкрепление с одной стороны (g) нормализация, сварка, термическая обработка, двухстороннее 10%-ное подкрепление. (Данные из работы [6].)

Широкий комплекс усталостных исследований, проведенный в ЦНИИТМАШе [87,88,90,91], включает 1) изучение усталостной прочности основного металла и сварных соединений литой (35Л) и катаной (22К) сталей, выполненных электрошлаковой сваркой на металле весьма большой толщины (250—350 мм), а также влияния абсолютных размеров на сопротивление усталости сварных образцов (диаметром до 150—200 мм и сечением 200X200 мм) 2) получение экспериментальных данных для наиболее рационального выбора допускаемых напряжений при расчете крупногабаритных сварных деталей, работающих в условиях циклических нагрузок 3) выявление влияния термической обработки на сопротивление усталости натурных сварных образцов [c.38]

Эксплуатация в течение более длителшого времени по сравнению с расчетной долговечносп ю Влияние термообработки на сопротивление ползучести Влияние конструкции и деформации, вызванной сваркой Разрушение, обусловленное термической усталостью Влияние конструкции и деформации, вызванной сваркой Чрезмерные деформации в деталях большого размера [c.161]

На сопротивление усталости сварного соединения кроме масштабного фактора, концентрации напряжений и состояния поверхности влияют также механические свойства металла шва, юколошовной зоны и основного металла, распределение остаточных напряжений, дефекты сварки (непровары, неметалллические включения, сварочные трещины и т. д.). Эти факторы, в свою очередь, зависят от материала электродов и обмазки, от оборудования и режимов сварки, от квалификации сварщика, от методов контроля готовых сварных соединений и выбраковки дефектных и т. д. Влияние этих факторов на Уа д может быть оценено по результатам усталостных испытаний сварных соеди-гнений. [c.88]

В сварных конструкциях, не лодвергнутых термической обработке для устранения остаточных напряжений, могут встречаться местные пики остаточных напряжений растяжения и сжатия, достигающих уро вня предела текучести материала. Эти остаточные напряжения возникают, в основном, в результате усадки сварных швов при их охлаждении в условиях ограниченной возможности деформации благодаря присутствию смежных частей конструкции, которые не были нагреты при сварке до столь высокой температуры. Относительно влияния остаточных напряжений на сопротивление усталости В течение многих лет высказывались противоречивые мнения [18—20]. Часто возникал вопрос о том, складываются ли остаточные напряжения с напряжениями от внешних нагрузок и при каких условиях остаточные напряжения могут оказывать благоприятное или вредное влияние. [c.54]

Вторым существенным фактором положительного влияния остаточных напряжения сжатия на сопротивление усталости является то, что они не дают возможность раскрытия поверхностных дефектов в виде макро- и микротре-нщн, блокируют отрицательное действие концентраторов напряжений путем перераспределения напряжений у дна надреза. При этом увеличивается инкубационный период до зарождения трещины и скорость ее последующего распространения. Иногда остаточные напряжения сжатия приводят к закрытию и залечиванию микротрещин в результате диффузионной сварки их краев. Остаточные же напряжения растяжения, наоборот, способствуют раскрытию макро- и микродефектов, проникновению в поверхностные трещины внешней среды, ускоряя коррозионные процессы, увеличивая напряжения растяжения в вершине трещины за счет расклинивающего действия продуктов коррозии и уменьшая в конечном итоге коррозионно-усталостную прочность и стойкость к коррозионному растрескиванию. [c.93]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...