Соединение сварное — Выносливость нагрузках

Характер механических испытаний образцов зависит от того, какую нагрузку несет сварное соединение при эксплуатации. Испытания бывают статические (с постоянной или медленно возрастающей нагрузкой), динамические (с ударной нагрузкой) и вибрационные. При вибрационном испытании, или испытании на выносливость, нагрузка изменяется в течение определенного времени по величине и направлению большое количество раз. Порядок механических испытаний сварных швов и соединений регламентирован ГОСТ 6996—66. [c.475]

В сварных конструкциях предел выносливости зависит от материала, технологического процесса сварки, формы конструкции, а также от рода усилия и характеристики цикла нагружения. Влияние технологического процесса сварки на прочность при переменных нагрузках обычно изучают на образцах стандартного типа, имеющих стыковые швы. В образцах со снятым усилением концентрация напряжений практически отсутствует. Как показали результаты многочисленных опытов, в таких обработанных сварных образцах из низкоуглеродистых и ряда низколегированных конструкционных сталей отношение 011/0-1 0,9, где 0 1 — предел выносливости образца из основного металла при симметричном цикле 0 — предел выносливости стыкового сварного соединения. Значения предела выносливости при автоматической сварке более стабильны, чем при ручной. Это объясняется лучшим качеством сварных швов. [c.138]

Прочность сварных соединений при переменных нагрузках удобно характеризовать эффективным коэффициентом концентрации напряжений, т. е. отношением предела выносливости целого образца к пределу выносливости сварного (табл. 4.2). [c.66]

Расчет на надежность сварных соединений при циклических нагрузках можно производить по формулам ( 1.6). На основании отечественных и зарубежных исследований, содержащих диапазон рассеяния предела выносливости сварных соединений, можно оценить коэффициент вариации предела выносливости за счет разброса качества сварного шва следующими значениями стыковое соединение, сварка автоматическая и полуавтоматическая 0,03 то же, сварка ручная 0,05 нахлесточное соединение 0,06 сварные двутавровые балки 0,05 сварные коробчатые балки 0,09. [c.67]

Род нагрузки, а также вид деформаций, оказывающие существенное влияние на выносливость сварного соединения. Так, при изгибе и срезе напряжения по рабочему сечению распределяются неравномерно, при сжатии и растяжении более равно- [c.454]

Результаты исследований показали, что длительное влияние статических напряжений и среды не вызывает существенных изменений механических свойств и коррозионного растрескивания. В то же время циклическими испытаниями установлено, что у образцов сварных соединений значение условного предела выносливости значительно меньше, а интенсивность снижения коррозионноусталостной прочности больше, чем у основного металла. Металлографические исследования свидетельствовали о том, что разрыхления и трещины возникают главным образом по границам зон термического влияния. Это обусловлено тем, что циклическая нагрузка интенсифицирует коррозию под напряжением по сравнению со статической, в большей степени приводя к неоднородности физикомеханических и электрохимических свойств в металле сварного соединения. Трещины распространяются преимущественно внутрикристаллитно, что говорит [c.236]

Марка стали Тип сварного нахлесточного соединения 3 О S Q. Вид нагрузки t ь (Г, 1 о Предел выносливости, кгс/мм на базе циклов Источник [c.85]

Выносливость при изгибе плотно-прочных соединений но сравнению с осн. металлом снижается на пластинах с приваренной накладкой на 20—30%, соединений внахлестку па 30—40%. Сварные соединения на снлавах с высоким пределом выносливости не имеют преимуществ перед сварными соединениями, полученными на сплавах с низким и средним пределом выносливости. Прочность плотно-прочных соединений при 200—300 приближается к прочности осн. материала при тех же темп-рах. Герметичность плотно-прочных соединений не уступает герметичности осн. металла нри комнатной темп-ре и при 200— 300°, а также в условиях вакуума (10 ) или под избыточным давлением при ста-тич. и циклич. нагрузках. [c.146]

При динамических нагрузках безусловную опасность представляют дефекты — концентраторы, которые значительно снижают предел выносливости, — непровары, подрезы и, конечно, трещины. Их влияние усугубляется наличием остаточного водорода в металле шва. Поэтому сварные соединения конструкций, работающих в условиях динамического воздействия, следует выполнять сварочными материалами, обеспечивающими низкое содержание водорода в металле шва. [c.21]

Столь же отрицательно на пределе выносливости сказывается наличие поля растягивающих остаточных напряжений. Дефекты округлой формы влияют на прочность сварных соединений в меньшей степени, но при определенных условиях поры и шлаковые включения, не опасные при статических нагрузках, могут вызывать преждевременные усталостные разрушения. Так, если поры находятся внутри длинного продольного шва, имеющего остаточные растягивающие напряжения, близкие к предельным, то даже та небольшая концентрация напряжений, которая ими создается, может оказаться крити- [c.21]

Поры являются причиной усталостных разрушений в угловых, стыковых и в поперечных швах (по отношению к действующей нагрузке) с высокими растягивающими остаточными напряжениями. Поэтому в сварных швах трубопроводов высокого давления не допускаются одиночная пора, сплошная цепочка или сетка пор (независимо от длины и площади) размером более 5 % толшины стенки трубы при ее толщине до 20 мм и свыше 1 мм при большей толщине и наличии двух и более пор на 100 мм сварного шва. В нахлесточных соединениях поры практически не влияют на их выносливость [c.235]

Результаты исследования показывают, что при статической нагрузке для пластичных материалов влияние величины непровара на уменьшение прочности прямо пропорционально относительной глубине непровара или его площади. Для малопластичных и высокопрочных материалов, а также при динамической или вибрационной нагрузках пропорциональность между потерей работоспособности и величиной дефекта нарушается. Непровар оказывает большое влияние на ударную прочность металла сварных швов. По данным Института электросварки им. Е. О. Патона непровар в 10 % толщины сварного соединения может на 50 % снизить усталостную прочность, а непровар в 40—50 % снижает пределы выносливости стали в 2,5 раза. [c.242]

Однако наружные дефекты также оказывают серьезное влияние на работоспособность сварных конструкций. Опасным наружным дефектом является подрез. Он не допускается в конструкциях, работающих на выносливость. Подрезы небольшой протяженности, ослабляющие сечение не более чем на 5 % в конструкциях, работающих под действием статических нагрузок, на прочность конструкций не оказывают заметного влияния. Однако суммарное влияние подреза и увеличения растягивающих остаточных напряжений может привести к снижению предела выносливости вдвое. Усиление шва не снижает статическую прочность, но сильно влияет на вибрационную прочность сварного соединения. Чем больше усиление шва, а следовательно, меньше угол перехода от основного металла к наплавленному, тем сильнее снижается предел выносливости. Поэтому чрезмерное усиление сварного шва может привести к ликвидации тех преимуществ, которые получены от оптимизации технологического процесса по улучшению качества наплавляемого металла в сварных соединениях, работающих ири динамических, вибрационных нагрузках. Наплывы также снижают выносливость конструкций, являясь концентраторами напряжений. Наплавы большой протяженности нередко сопровождаются непроварами. [c.242]

Если сварные соединения имеют концентраторы напряжений в виде резкого усиления или несовпадения кромок, то газовые поры и неметаллические включения площадью 5—10 % от сечения шва не оказывают влияния также и на выносливость стыковых соединений. Но при наличии остаточных напряжений опасность газовых пор и неметаллических включений при повторно-переменных нагрузках может значительно увеличиться. [c.186]

Растягивающие остаточные напряжения существенно снижают выносливость необработанных сварных соединений и соединений с дефектами, особенно при знакопеременных нагрузках. (Прим. ред.). [c.55]

Удаление усиления шва с проваром части сечения дает различные результаты в зависимости от ориентировки соединения относительно направления нагрузки (продольное или поперечное) и в случае поперечных соединений — в зависимости от площади сечения сварного шва. Как видно из табл. 7.10, удаление усиления продольного шва не приводило к заметному понижению предела выносливости. При удалении усиления поперечного шва внешняя форма соединения улучшалась, однако одновременно уменьшалась площадь поперечно- [c.161]

В случае разрушения по сварному шву предел выносливости тавровых соединений с угловыми швами при сим метричном цикле напряжения оказался выше, чем можно было бы ожидать на основании результатов испытаний аналогичных образцов при пульсирующем цикле растяжения (штриховые кривые на рис. 9.2, а). Повышенное значение предела выносливости при симметричном цикле напряжения, по-видимому, объясняется тем, что при сжимающей нагрузке часть ее передавалась непосредственно через поверхность контакта сварных деталей. Благодаря этому при знакопеременной ца,-грузке размах напряжений в сварном шве фактически был значительно меньше вычисленного на основании значений приложенных нагрузок. [c.214]

Как и в случае соединений других типов, испытания тавровых соединений показали, что геометрическая форма соединения оказывает существенное влияние на прочность при переменных напряжениях. Наиболее высокое значение предела выносливости соединений со стыковыми швами при растяжении было получено при сравнительно малых размерах наружной части сварного шва. В тех случаях, когда наружный валик стыкового шва доводился по форме и размерам до очертаний углового шва, предел выносливости соединения понижался, но все же оказывался значительно выше предела выносливости таврового соединения с угловыми швами. Большинство тавровых соединений со стыковыми швами разрушалось по основному материалу у кромки шва. Однако иногда встречались случаи разрушения по шву, приблизительно при том же значении нагрузки, при котором можно было ожидать разрушения цо основному материалу. В соединениях с угловыми швами разрушение обычно начиналось в какой-либо произвольной точке по длине сварного шва и затем распространялось вдоль узкого сечения шва. [c.216]

На чувствительность сварных соединений к концентраторам напряжений при вибрационных нагрузках существенное влия-ние оказывает ориентировка концентратора (дефекта) в сече НИИ сварного шва по отношению к действующим нагрузкам и вид нагружения. При непроваре в середине шва 20% толщины образца предел усталости (выносливости) стыковых соедине- [c.58]

Прочность сварных соединений при переменных нагрузках зависит главным образом от количества нагружений, амплитуды изменения напряжений, формы и размеров испытуемых образцов, их материала, состояния поверхности, видов усилий (изгиб, кручение), свойств среды, в которой производится испытание (воздух, вода и т. п.). Как правило, предел выносливости определяют испытанием отдельных образцов при числе нагружений от 2 до 10 миллионов циклов для стальных деталей и при большем количестве циклов для деталей из цветных сплавов (рис. 39). [c.42]

Сопротивление конструкции усталостным разрушениям называется выносливостью. При проектировании конструкций, работающих при динамических и знакопеременных нагрузках, нормы предусматривают снижение расчетных сопротивлений, сокращение объемов применения сварных конструкций и соединений с концентраторами напряжений. [c.23]

Опыт эксплуатации сварных конструкций показывает, что технологические дефекты могут существенно снижать работоспособность сварных соединений.. В конструкциях, работающих в условиях статического нагружения, дефекты нередко становятся очагами хрупких трещин, возникающих при низких уровнях рабочих напряжений (сТраз < а , а в конструкциях, работающих при переменных нагрузках, они снижают предел выносливости сварных соединений. Механизм влияния дефектов на прочность в обоих случаях различен, в связи с чем влияние дефектов на прочность в условиях статического и динамического нагружения рассмотрено отдельно. [c.277]

Временные и остаточные напряжения. Временные напряжения могут вызвать разрушение сварного соединения в процессе сварки или образование в нем технологических дефектов (см. в разд. 1.5). Остаточные растягивающие напряжения создают в металле запас энергии, который может способствовать разрушению металла. Они также вызывают ускорение коррозионных процессов. Связанные с ними пластические деформации приводят к уменьшению пластичности соединения. Суммируясь с рабочими напряжениями, остаточные напряжения ухудшают работоспособность конструкции сжатые элементы могут потерять устойчивость в элементах, функционирующих при переменных нагрузках, снижается предел выносливости в элементах, работающих на изгиб, уменьшается жесткость сечения за счет перехода его части в пластическое состояние. [c.53]

Расчеты соединений 1) заклепочные — при статической нагрузке заклепки (на срез и смятие), соединяемые элементы (на прочность в сечениях, ослабленных заклепками), и при переменной нагрузке — на предел выносливости 2) сварные — при статической нагрузке — на разрыв, сжатие или срез, и при переменной нагрузке — на предел выносливости 3) резьбовые — при статической нагрузке болт (на разрыв в опасном сечении, смятие, изгиб), резьба (на срез и смятие), и при переменной нагрузке — на предел выносливости 4) клиновые, щтифтовые, щпоночные, [c.144]

Точечной сваркой достигаются а) высокая производительность труда (250—2000 точек в час при одноточечных машинах идо 10 000 точек в час при многоточечных), малый расход электроэнергии (при толщине металла до 5,0 мм) в сравнении с другими способами электросварки б) высокая прочность соединений, работающих при статической нагрузке в) относительно гладкая поверхность сваренного изделия. Наряду с этим при точечной сварке имеет место значительная концентрация местных напряжений вблизи сварных точек и понижение предела выносливости элементов, работающих при регулярных повторнопеременных нагрузках. [c.366]

По данным работ [12, 13] непровары при глубине 20—30% от всего сечения снижают предел выносливости сварных соединений из сталей ЗОХГСА, 12Х18Н9Т, алюминиевого сплава Д1бТ в 2—3 раза. По данным работы [17] влияние непровара зависит от того, в какую зону остаточной напряженности он попадает. Если непровар в зоне сжимающих остаточных напряжений, то предел выносливости снижается значительно меньше, чем при непроваре в зоне растягивающих остаточных напряжений. Непровары нельзя допускать в сварных соединениях, работающих при переменных нагрузках [17]. [c.380]

В отличие от обычных нахлесточных, значительно большей работоспособностью при вибрационных нагрузках обладают силовые соединения, выполненные встык с жесткой (из швеллера) ц двусторонней плоской накладкой. Так, например, сварные соединения имеют предел выносливости 4,2 кГ/мм , клее-сварные (клей ВК 1) 7,9 кГ1мм , клее-сварные с клеем КЛН 1 6,6 кГ/мм (рис. 33) и клее-сварные с клеем КС 609 8 кГ1мм (рис. 34). Еще больший прирост предела выносливости у данного типа сварных соединений обеспечивает клеевая прослойка ВК 1МС и ВК9, что согласуется с физико-механическими свойствами этих клеев (гл. I). [c.154]

Влияние типа соединений напрочность при переменных нагрузках. На рис. 10-7 приведены кривые, характеризующие величины предела выносливости для разных типов сварных соединений из стали 37. [c.228]

Для определе1шя усталостной прочности (предела выносливости) прибегают к испытаниям на усталосп, (на изгиб, растяжение и кручение при переменных нагрузках). При этом определяют максимальное напряжение, которое выдержал образец на базе 10 циклов не разрушаясь, что соответствует пределу вьшосливости металла или сварного соединения. Испытание проводят на плоских или цилиндрических образцах специальной формы и размеров, вырезаемых, как правило, поперек сварного шва. [c.214]

Исследования проводили в условиях постоянной растягивающей нагрузки и при циклическом нагружении образцов. Статические испытания при постоянном напряжении производили на специально сконструированной многопозиционной установке, позволяющей создавать в образцах различные по величине растягивающие напряжения. Испытания на циклическую выносливость проводили в условиях напряжения растяжения переменной величины на разрывной машине ГРМ-1 с гидропульсатором. Условия испытания нагрузка знакопостоянная, асимметричная (коэффициент асимметрии 0,5) при частоте нагружения 200 циклов в минуту на базе испытания ЫО циклов. Одновременно производили испытания натурных образцов сварных стыковых соединений и основного металла, вырезанных из труб действующего рассолонровода с размерами, аналогичными экспериментальным. [c.236]

Повысить прочность соединения можно увеличением рабочего сечения шва либо применением комбинированных покрытий. Получающиеся сварные соединения пригодны для восприятия статической нагрузки и имеют высокий предел выносливости при действии знакопеременной изгибающей нафузки (рис. 13.9). Предел выносливости образцов при базе Ю циклов равен 50. .. 60 МПа, т.е. на уровне, обычном для сплава АМгб. Разрушение образцов, как правило, происходит на сплаве АМгб у внешнего концентратора. Только при высоких напряжениях отдельные образцы разрушаются по шву. Сварные соединения имеют высокую плотность при гидравлических, пневматических и вакуумных испытаниях, а также высокие коррозионные свойства в морской воде при наличии на их поверхности лакокрасочных покрытий. [c.502]

Марка стали Тип сварного яахлесточного соединении Вид нагрузки о к s S = 3 = S Й о о. Предел выносливости, кгс/мм на базе циклов Источник [c.84]

Интересно отметить, что статическая прочность образцов с продольным и с поперечным стыковым соединением с неполным проваром почти одинакова, тогда как значения предела выносливости этих образцов зна чительно разнятся. Если химический состав и метал лургические характеристики материала, температура и напряженное состояние не способствуют хрупкому разрушению, то концентрация напряжений, обусловленная геометрической формой деталей, обычно не вызывает значительного понижения статической прочности образца или детали, если площадь поперечного сечения уменьшена незначительно. В случае соединений с неполным проваром, показанных на рис. 7.12, предел прочности при растяжении металла сварного шва, очевидно, был выше предела прочности основного материала на величину, достаточную для компенсации уменьшения площади поперечного сечения при статической нагрузке. Также и это обстоятельство нельзя рассматривать как основание для необдуманного применения стыковых соединений с проваром части сечения, даже при статических нагрузках. При выборе типа соединения нужно учитывать многие другие факторы. [c.162]

Так например, в ЦНИС МТС для оценки выносливости сварных соединений мостовых конструкций по результатам ускоренных испытаний образцов вибрационной нагрузкой, в качестве критерия достаточной выносливости было принято, что испытываемые образцы должны без разрушения выдержать 2 ООО ООО циклов изменения нагрузки при значении максимального напряжения цикла ст = = 1700 кг1см и характеристике цикла г = 0,2 0,5. [c.61]

Представляло интерес сравнить сварные соединения низкоуглеродистой стали с соединениями сталей Х18Н9Т и ЗОХГСНА. С этой целью стыковые образцы сечением 10 X Х20 мм из низкоуглеродистой стали (0 =42 кГ/мм ) без усиления шва с непроваром корня 17—50% испытывали асимметричными растягивающими вибрационными нагрузками (г= = 0,1) на базе 2-10 циклов (сварка под флюсом ОСЦ-45 проволокой Св. 08А). Предел выносливости образцов снизился (рис. 8) по сравнению с соединениями без дефексов в 4—10 раз соответственно (с 22—24 до 6—2 кГ/мм ). [c.55]

Возможность применения поверхностного наклепа для повышения выносливости сварных соединений из высокопрочых сталей зависит от типа шва и условий его работы. Сварные швы, работаюшие ня рягтяжение, Тштбрых удалены зачисткой концентраторы напряжений в местах перехода от наплавленного металла к основному, всегда имеют начало усталостных разрушений от дефектов в сечении шва. Очагами разрушения при циклических нагрузках наиболее часто бывают поры и не- [c.40]

При технологических дефектах в шве прочность сварных соединений при переменных нагрузках резко падает (рис. 41). Влияние непровара па уменьшение усталостной прочности соединений зависит от рода материалов. Чувствительны к непровару сварные соедипения из высокопрочных сталей, аустенитных сталей типа 1Х18Н9Т и титановых сплавов. Выпук. 1ые стыковые швы имеют предел выносливости, более низкий, че.м гладкие. Как правило, весьма хорошие результаты получают при сострагиванип утолщений стыковых швов. [c.44]

Один из методов расчета сварных соедипепип [4] состоит в том, что допускаемые напряжения в сварных соединениях, работающих под переменны.ми нагрузками, определяют в зависимости от ах предела выносливости при соответствующей характеристике цикла, на11депного ксперимептально, и коэффициента [c.58]

Качественно поведение клее-сварных соединений с клеем ФЛ 4С при вибрационных нагрузках аналогично поведению соединений с клеем ВК 1. Так, предел выносливости у соединений без покрытий до коррозионных испытаний у соединений окрашенных после воздейсгвия коррозионной среды практически одинаков и составляет соответственно 4,5 и 4,4 кГ/мм . Анодированные клее-сварные соединения без воздействия коррозионной среды имеют предел выносливости около 4,15 и после кор- [c.177]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...