Выносливость сварных соединений с усилением шва

Исследовали предел выносливости сварных соединений с усилением шва и непроваром тонкостенных труб диаметром 70 мм с толщиной стенки 2 мм из стали 20 (электроды УОНИ-13/45). Кольцевой непровар внутренней кромки стыка трубы глубиной 40—50% толщины стенки не снизил статической прочности сварного соединения по сравнению с целой трубой (а = = 41,1 кгс/мм ), при этом высота усиления равнялась глубине непровара. Однако предел выносливости оказался очень низким и составил менее 3 кгс/мм при пределе выносливости целой трубы < 0,24 = 33 кгс/мм . Непровары сварных стыковых кольцевых швов труб более сильно снижают выносливость соединения по сравнению с плоскими образцами. [c.49]

Сопоставление различных методов повышения усталостной прочности сварных соединений за счет снятия растягивающих и создания сжимающих остаточных напряжений показывает, что сварные соединения с растягивающими остаточными напряжениями имеют низкие пределы усталости. Снятие остаточных напряжений растяжения отпуском или создание в местах концентрации (усиление шва) сжимающих остаточных напряжений точечным нагревом, местным пластическим обжатием и т. п. повышает предел выносливости на 40—110% [47]. [c.19]

Выносливость и долговечность соединений заметно возрастают при удалении усиления шва, являющегося сильным концентратом напряжений (для сварного соединения с удаленной окалиной Ка = = 1,5). [c.98]

Рис. 7.2. Соотношение между пределом выносливости стыкового соединения с Х-образной разделкой кромок и пределом прочности основного материала. Усиление сварного шва не удалено пульсирующий цикл напряжений

Установлено [31], что одиночные поры не снижают вибрационную прочность сварного соединения. С увеличением количества пор предел выносливости незначительно падает, оставаясь в пределах допускаемых напряжений, и только при наличии цепочки пор становится ниже допускаемых. Даже при наличии большого числа пор, расположенных цепочкой в стыковом шве с неснятым усилением, разрушение происходит по краю усиления, что свидетельствует о большей концентрации напряжений, вызываемых усилением шва, по сравнению с концентрацией напряжений, вызываемых порами. [c.11]

Единичные поры й 0,8 мм и цепочки пор й 0,5 мм по границам усиления (проплава), с усилением и проплавом не снижают предел выносливости сварного соединения по сравнению с аналогичными соединениями без пор в этих случаях кф = = 1,42- -1,45. В стыковых соединениях с проплавом = 1,92) снижение предела выносливости наблюдается при наличии цепочек слившихся пор й == 1,2- 1,8 мм) и при наличии единичных пор, сопровождающихся окисными пленками. При этом к 3, кф = 2,1- 2,7. При удалении в стыковых соединениях усиления шва и проплава ( ф = 1) даже самые мелкие сферические поры снижают предел выносливости соединений. В зависимости от характера пор это снижение может составлять 35—60%. [c.63]

В работе [86] была исследована циклическая прочность двух типов сварных листовых соединений аргонодуговая сварка встык с присадкой и контактная шовная сварка встык с двусторонними накладками. Испытание образцов велось плоским симметричным изгибом. Разрушение образцов происходило по месту сплавления металла шва с основным металлом, т. е. по месту конструктивного концентратора напряжений. Для того чтобы оценить раздельно роль внешних концентраторов и роль самой сварки ( внутренний концентратор) на усталостную прочность сварных соединений титана, были определены пределы выносливости образцов без усиления и накладок, которые перед циклическим нагружением срезались. В этих испытаниях определено снижение циклической прочности только в результате действия структурных или внутренних концентраторов. Как видно из рис. 69, на котором представлены основные результаты работы, предел выносливости таких образцов оказался еш,е более низким, чем у образцов с усилением эффективный коэффициент внутренней концентрации для аргонодуговой и контактной сварки оказался соответственно 1,74 и 3,25. Все образцы этих серий разрушались по шву. Сопоставление усталостной прочности сварных соединений титана с подобными соединениями других металлов (стали, алюминиевые сплавы) показало, что они имеют близкие значения отношений предела усталости сварного соединения и основного металла. Эксперименты показали, что пределы усталости стыковых соединений титановых листов при изгибе, выполненных ручной аргонодуговой сваркой и контактной сваркой, составляют соответственно 77 и 65% от усталостной прочности основного металла причем снижение предела выносливости идет в основном за счет внутренних структурных дефектов сварного шва. [c.150]

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]

Прочность при переменных нагрузках. Исходным критерием при оценке сопротивляемости сварных соединений действию переменных нагрузок служит предел выносливости основного металла и соединения. При переменных нагрузках сварные соединения обладают различной чувствительностью к непровару в зависимости от свойств основного и присадочного металла и технологии сварки. Это положение подтверждается рис. 21—24 и приведенными в табл. 4 эффективными коэффициентами концентрации сварных стыковых соединений со снятым усилением и с непроваром в корне шва 15% (база испытания N = 2-10 циклов, характеристика цикла г = 0,1- -0,3, растяжение). [c.45]

При испытании на выносливость сварных образцов из низколегированной стали на растяжение-сжатие при симметричном цикле установлено, что с уменьшением усиления стыкового шва от максимума до минимума в пределах допусков, предусмотренных ГОСТ 5264—69, предел выносливости соединения повысился на 20—25%. [c.68]

При наличии технологических дефектов (непроваров) или механических надрезов в сварных швах выносливость стыковых соединений с усилением несколько повышается по сравнению с выносливостью образцов без усиления с концентратором. Однако полностью потеря прочности не компенсируется. В стали ЗОХГСНА усиление шва той же величины, что и непровар корня стыкового шва, повышает выносливость на 18% по сравнению со стыковым соединением без усиления и с непроваром той же величины (7—8,5 кгс/мм ). Аналогичное повышение выносливости наблюдается и в стали 12Х18Н9Т. Усиление шва повышает выносливость соединения с непроваром на 20—30% (с 3,5—4 до 5 кгс/мм ), однако такое повышение не очень существенно, так как абсолютные значения пределов выносливости остаются очень низкими. [c.68]

Усталостная прочность сварных соединений. Усталостная прочность сварных соединений опреде 1яется глaвньJM образом тремя факторами конструктивным оформлением сварного соединения, качеством металла шва и околошовной зоны и наличием сварочных напряжений. Фактор конструктивного оформления—общий для сплавов различной основы, поэтому его влияние подобно влиянию на а сварных соединений стальных или алюминиевых конструкций. Исследованием усталостной прочности металла шва и околошовной-зоны установлена большая ее зависимость от качества присадочного материала, тщательности защиты от поглощения газов из воздуха расплавленным и нагретым металлом во время процесса сварки, наличия в сварном шве различного рода дефектов (непроваров, пористости и пр.) [ 148]. При определении пределов выносливости сварного соединения усиление шва механически удаляли, чтобы.в чистом виде вьшвить усталостную прочность сварного соединения по сравнению с таковой основного металла. [c.156]

Анализ показывает, что у однородных сварных соединений стали 0Х12НДЛ, выполненных электродами ЦЛ-25 и УОНИ 10X13, разные пределы выносливости, а также различные остаточные напряжения. При сварке электродом УОНИ 10X13 и последующей термообработке остаточные напряжения составляют 3—4 кгс/мм , предел выносливости при этом на образцах без усиления шва равен пределу выносливости основного металла. При сварке электродом ЦЛ-25 с последующим отпуском остаточные напряжения равны 15— —18 кгс/мм , предел выносливости при,этом снижается на 14%, а у образцов с усилением шва—на 22%. Еще больше снижается предел выносливости в состоянии после сварки, когда остаточные напряжения достигают 32—36 кгс/мм. Пределы выносливости при этом снижаются на 28 и 40% (соответственно без усиления и с усилением шва). [c.37]

В то же время пределы выносливости сварных соединений стали 22К в крупных образцах-погонах (сечением 50x75 и 65X75 мм) с удаленным усилением шва и после высокого отпуска составили (в % от основного металла) 78 — для соединений с V-образной разделкой кромок, выполненных электродами УОНИ-13/55, а также в углекислом газе 84—94 — для соединений с К-образной разделкой кромок, выполненных электродами ЦУ-3 100 — для соединений, выполненных электрошлаковой сваркой. [c.50]

Сварные пластины стали М16С с неснятым усилением шва испытывали на знакопеременный изгиб при циклах, близких к симметричному. Падение выносливости сварного соединения отмечали при увеличении как ширины, так и толщины пластины (табл. 6). Увеличение толщины пластины с 16 до 46 мм (при ширине 200 мм) привело к снижению предела выносливости с 9,4 до 6,6 кгс/мм ", т. е. на 32%. При увеличении ширины пластины с 85 до 200 мм (при толщине 26 мм) предел выносливости снизился с 7,9 до 6,9 кгс/мм , т. е. на 13%. Наиболее резкое по сравнению с образцами сечением 70x16 мм снижение (на 43—49%) предела выносливости отмечается у сварных пластин сечением 200x46 мм. [c.53]

Низколегированные стали с высоким сопротивлением разрыву находят ограниченное применение в сварных металлоконструкциях, так как усталостная прочность соединений из этих сталей не выше усталостной прочности соединений из мягких сталей. Предполагали, что в этом повинен металлургический фактор. Низкая усталостная прочность соединений из низколегированных сталей не является следствием проявления остаточных сварочных напряжений или нескожко более высокой чувствительности к надрезу зоны термического влияния. Прочность определяется степенью концентрации напряжений, вызываемой формой усиления шва. Когда степень концентраций мала (в результате механического удаления усиления шва или при обеспечении плавного перехода шва к основному металлу путем наложения шва с помощью аргонной горелки), то можно получить пределы выносливости сварных соединений, соизмеримые с пределом выносливости малоуглеродистой и низколегированной сталей [29, 112, 235] (см. табл. 8). [c.79]

Средние значения предела выносливости при пульсирующем цикле растяжения найдены по данным испытаний сравнительно небольшого числа образцов с поперечным двусторонним Х-образным стыковым соединением. Применяемые электроды указаны в табл. 7.2. Усиление сварного шва не сошлифовывалось. Из этой таблицы видно, что предел выносливости сварных соединений деталей из низколегированной стали А-242 выше предела выносливости таких же соединений из углеродистой конструкционной стали на 15% при числе [c.103]

При больших габаритах изделий следует проводить местную термическую обработку зоны сварного соединения. При сварке встык деталей, имеющих различную толщину, возникают остаточные напряжения, которые приводят к усилению коррозии. Для уменьшения напряжений желательно уравнивание толщины свариваемых деталей на участке шва. Необходимо избегать наложения швов в высоконапряженных зонах конструкции, так как остаточные сварные напряжения, суммируясь с рабочими напряжениями, вызьшают опасность коррозионного растрескивания. Рекомендуется не деформировать металл около сварных швов, заклепок, отверстий под болты. Механическая обработка швов фрезой, резцом или абразивным кругом обеспечивает плавное сопряжение шва и основного металла и этим способствует уменьшению концентрации напряжений в соединении и повышению его коррозионно-механической прочности. Особенно эффективна механическая обработка стыковых соединений, предел выносливости которых после обработки шва растет на 40—60 %, а иногда достигает уровня предела выносливости основного металла. Стыковые соединения по сравнению с другими видами сварных соединений характеризуются минимальной концентрацией напряжений и наибольшей усталостной прочностью. Повышения усталостной проч- [c.197]

После сварки соединение подверглось нормализации при 950° С, затем отпуску при 620° С и охлаждению со скоростью V = 50° С/ч (рис. 16, б). Предел выносливости равен 12,5 кгс/мм . Образцы испытывались со снятым усилением шва. Усталостные изломы, так же как и в сварном соединении стали 0Х12НДЛ со сталью 15Г2ВЛ, происходили по зоне сплавления металла электрода со сталью 0Х12НДЛ. [c.35]

Соединение со стыковым швом обладает наибольшей выносливостью из всех сварных соединений. При тщательном вьшолнении такого соединения и шлифовании поверхности шва заподлицо с поверхностью соединяемых деталей технические условия Американского общества сварки на проектирование мостов разрешают принимать прочность такого соединения равной 100%-ной прочности соединяемых деталей. Распределение напряжений в стыковом сварном шве с несошлифованпым усилением показано на рис. 4.15, г, где видно, что максимальные напряжения действуют у краев шва. При наличии значительных внутренних дефектов и сошлифов-ке усиления шва максимальная концентрация напряжений может наблюдаться у внутренних дефектов шва. [c.72]

При удалении усиления шва предел вьшосливости соединения может определяться качеством поверхности соединяемых стальных деталей или наличием внутренних дефектов шва. Ввиду этого для возможности получения максимальной выгоды от удаления усиления необходимо обеспечить хорошее качество металла шва, а следы механической обработки поверхности шва надо располагать параллельно действующим напряжениям кроме того, поверхности шва и соединяемых деталей не должны иметь значительных дефектов. При выполнении этих условий предел вьшосливости сварного соединения может приближаться к пределу выносливости основного материала. Иногда делаются неудачные попытки усиления стыковых соединений с помощью приваренных угло- [c.143]

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]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...