Особенности оценки прочности сварных соединений

ОСОБЕННОСТИ ОЦЕНКИ ПРОЧНОСТИ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ [c.42]

Накопленный опыт изготовления и эксплуатации сварных конструкций показывает, что надежность их работы в весьма сильной степени зависит от целого комплекса вопросов, связанных с конкретными условиями их работы, с выбором основного металла конструкции и сварочных материалов, форм сопряжения отдельных деталей и технологией производства. Поэтому для оценки прочности сварных соединений необходимо предварительно ознакомиться с особенностями сварных конструкций и с их общей характеристикой. [c.5]

Поэтому оценка прочности сварных соединений, выполняемых в монтажных условиях, должна быть произведена с учетом этих особенностей. При монтажных работах наиболее широкое применение имеет ручная сварка. Однако этот метод сварки не может удовлетворять всем предъявляемым современным требованиям как по производительности, так и по стабильности качества. Одним из основных направлений в развитии современного сварочного производства является механизация и автоматизация монтажных работ. [c.149]

Основные типы простейших сварных соединений в стык, в тавр и внахлест очень часто встречаются в разнообразных комбинациях в самых различных элементах и узлах реальных конструкций. Для более полной оценки прочности сварных элементов и узлов необходимо рассмотреть особенности их изготовления и последующей работы. [c.134]

Условия работы сварного соединения в составе элемента или узла реальной конструкции несколько отличаются от условий работы отдельно взятого элементарного соединения. В связи с этим оценку прочности всей конструкции в целом надо производить не только на основе анализа работы отдельно взятых сварных соединений, но учитывать также и особенности работы этих соединений в составе целых элементов и узлов конструкции. Можно привести много примеров, когда прочность сварных соединений сама по себе не вызывает никаких опасений, однако неудачное их применение является причиной значительного ослабления всего узла в целом. К числу таких примеров следует отнести узел крепления соединительных решеток, приведенный ранее на фиг. 7. В этом узле прочность самих сварных соединений, принятых для крепления соединительных решеток, не вызывает никаких сомнений как в сечениях по сварным швам, так и в сечениях по планкам у границы швов (главным образом потому, что планки являются слабонагруженными). Однако неудачное конструктивное оформление самого узла в целом, характеризующееся скученностью сварных швов и резким изменением сечения основного элемента, создает в нем настолько высокую концентрацию напряжений, что прочность подобного узла в ряде случаев оказывается недостаточной, и в таких узлах часто отмечаются преждевременные разрушения. [c.134]

Применительно к задачам оценки малоцикловой прочности изделий определение расчетных характеристик сопротивления малоцикловой усталости конструкционного материала требует учета ряда специфических особенностей и прежде всего технологических. К таким особенностям относятся состояние материала, влияние на сопротивление малоцикловому деформированию и разрушению места и направления вырезки образцов, особенности работы металла сварного шва, представляющего собой разнородное По механическим свойствам соединение. Для оценки циклических свойств материала изделия необходимо проводить испытания образцов из металла толщины, способа изготовления (прокат, поковка и т. п.) и термообработки, соответствующих штатным. При этом вопрос рационального и правильного выбора места вырезки образца должен решаться с учетом данных по напряженному со- [c.155]

Рассмотренные особенности формирования металла шва и ЗТВ могут негативно сказываться на корректности оценки жаропрочных свойств сварных соединений по результатам испытаний на длительную прочность стандартных цилиндрических образцов диаметром 10 мм, изготовленных в разных сечениях многослойного шва и ЗТВ. [c.35]

Методологический подход расчетной оценки паркового, индивидуального и остаточного ресурса основан на современных нормах расчета на прочность [13, 49] трубопроводов энергетических установок для условий ползучести и дополнен результатами разработок АООТ "ВТИ" с учетом конструкционных и технологических особенностей сварных соединений. Парковый ресурс может в 1,5-2 раза превышать проектные сроки службы сварных соединений, а индивидуальный может быть более продолжительным. [c.210]

Актуальность изучения процессов распространения трещин в конструкционных материалах обусловлена в значительной мере еще и тем, что случаи разрушения инженерных конструкций в том числе сварных соединений, особенно когда применяются высокопрочные материалы или крупногабаритные элементы конструкций, свидетельствуют о недостаточности известных классических критериев оценки прочности материалов только по упругому или пластическому состоянию [138]. [c.10]

Кроме того, размеры элементов и узлов реальных конструкций во многих случаях значительно превосходят размеры элементарных сварных соединений. А так как характеристики прочности определяются обычно на сравнительно небольших образцах в лабораторных условиях, то нередко возникает вопрос, каким образом учитывать эту разницу в размерах (или, как часто говорят, масштабный фактор ) при оценке прочности реальных конструкций. При учете особенностей, связанных с масштабным фактором необходимо иметь в виду, что для элементов больших размеров, изготовленных, например, из листов большой толщины, свойства металла в отдельных участках характеризуются некоторой неоднородностью. В большей степени неоднородность свойств отмечается для литых деталей. Для проката местное изменение свойств наблюдается в меньшей мере, однако с ним также необходимо считаться. Нормы на некоторые характеристики механической прочности устанавливаются в зависимости от толщины проката. Так, по ГОСТ 380—57 для проката установлено три разряда толщины, которые применительно к листовой стали определяются следующими пределами [c.135]

Разрушение сварных соединений происходит во всех случаях по основному металлу на расстоянии 3—4 мм от границы сплавления. Анализ полученных результатов и сопоставление показателей механических свойств сварнолитых, сварнокованых и комбинированных из литья и поковок сварных соединений с показателями прочности литой и кованой стали показывают, что толстостенные сварные соединения имеют сравнительно однородную прочность по всему сечению сварных соединений. По мере увеличения температуры испытания наряду со снижением прочностных свойств повышаются пластические свойства. Особенно резко повышается ударная вязкость в области рабочих температур (—580 и 600°С). Несмотря на невысокое относительное удлинение, сварные соединения из литой и кованой стали имеют исключительно высокую пластичность при деформации их в процессе испытания на загиб. Как правило, во всех случаях изгиб сварнолитых, сварнокованых и комбинированных из литья и поковок сварных соединений происходит без образования трещин и надрывов при угле загиба, составляющем 180°С. Необходимо отметить, что угол загиба для оценки пластичности таких сварных соединений является более показательным, чем относительное удлинение. [c.135]

Эффективные коэффициенты концентрации напряжений К определяли обычно опытным путем в течение десятилетий многие организации. Имеется огромный материал по оценке прочности под переменными нагрузками сварных конструкций, в особенности из низкоуглеродистых сталей. Для разных марок сталей и алюминиевых сплавов они даны во многих справочниках, нормативных материалах в зависимости от вида соединения, технологической обработки и т. д. [c.94]

Контроль качества сварного соединения с помощью образцов-свидетелей. Для контроля качества сварных соединений применяют периодические испытания контрольных технологических образцов-свидетелей. Эти образцы удобны для проведения испытаний и измерений, и их легко изготовить. При обеспечении одинаковых условий сварки образцов и сварных изделий (однородность материала, подготовка свариваемых поверхностей, режим сварки и др.) можно по измеренным характеристикам сварного соединения образцов судить о качестве сварного соединения готовых изделий. Качество сварки на контрольных образцах оценивают по результатам испытаний и измерений, проводимых соответственно требованиям, предъявляемым к сварным соединениям. Кроме механической прочности, нередко предъявляются требования особых свойств. Например, сохранение электрических свойств одного из металлов без изменения их в зоне сварного соединения или сохранение оптических свойств в сварной зоне и геометрических размеров изделий, получаемых способом ДС кварцевых элементов, и т. д. В ряде случаев к сварным соединениям не предъявляются повышенные требования по прочности. Например, для элементов электродов электролизеров, изготовленных способом ДС из пористых и сетчатых материалов, основной является электрохимическая характеристика, полученная при различных плотностях тока. Имея указанные выше данные, необходимо провести статистическую обработку результатов испытаний и измерений, используя математические методы. Основной задачей такой обработки является оценка среднего значения характеристики того или иного свойства и ошибки в определении этого среднего, а также выбор минимально необходимого количества образцов (или замеров) для оценки среднего с требуемой точностью. Эта задача является стандартной для любых измерений и подробно рассматривается во многих руководствах [8]. Следует иметь в виду, что, несмотря на одинаковые условия сварки образцов и изделий, качество соединения может быть различным по следующим причинам. При сварке деталей, имеющих значительно большие размеры по сравнению с контрольными образцами, возможны неравномерность нагрева вдоль поверхности соединения, а также неравномерность передачи давления. Образцы и изделия вообще имеют различную кривизну свариваемых поверхностей, что не обеспечивает идентичности условий формирования соединения. В ряде случаев, особенно для соединений ответственного назначения, перед разрушающими испытаниями образцов и изделий целесообразно, если это возможно, проводить неразрушающий контроль качества сварного соединения, а также другие возможные исследования для установления корреляции между различными измеряемыми характеристиками. Основные методы определения механических свойств сварного соединения и его отдельных зон устанавливает ГОСТ 6996—66. Имеются стандарты для испытаний на растяжение, ударную вязкость, коррозионную стойкость и т. д. [18]. В этих ГОСТах даны определения характеристик, оцениваемых в результате испытания, типовые формы и размеры образцов, основные требования к испытательному оборудованию, методика проведения испытания и подсчета результатов. [c.249]

Наличие сварных соединений в сосудах и трубопроводах при расчетах на прочность учитывается введением в нормативные расчеты коэффициентов прочности сварных соединений /52/. Такой подход учета сварных соединений положен в основу расчетов почти всех отраслевых нормативных док ментов при оценке прочности оболочковых конструкций и он не отражает неоднородность механических свойств различных зон соединений, особенности их напряженного состояния и возможные механизмы их разрутиения при эксплуатации. [c.80]

Для расчетной оценки малоцикловой прочности труб необходимо располагать данными о прочности конструкционного материала с учетом специфических особенностей состояния (позон-ные характеристики металла в сварном соединении) и в связи с условиями деформирования в зоне разрушения [132, 162, 182]. [c.175]

Испытания на длительную прочность при изгибе образцов, имитирующих реальные сварные стыки, являясь переходным видом испытаний от лабораторных к испрятаниям конструктивной прочности, позволяют оценить конструктивные и технологические особенности изделия и влияние большинства факторов характерных для эксплуатации. В то же время получаемые с помощью этих испытаний результаты носят в первую очередь качественный характер и позволяют ответить на вопрос о возможности или невозможности локальных разрушений, не оценивая их интенсивности. Наблюдаемое при появлении этих разрушений снижение длительной прочности на 15—20% является относительно небольшим и не может служить количественной характеристикой склонности сварных соединений к локальным разрушениям. В связи с этим указанные испытания следует использовать в качестве конечной качественной стадии оценки ранее полученных результатов лабораторных количественных методов с учетом конструктивных и технологических факторов реальных сварных соединений. [c.139]

С позиций оценки неоднородности длительных свойств целесообразно рассмотреть некоторые принципиальные особенности применительно к жаропрочным свойствам сварных соединений для условий ползучести. К таким особенностям можно отнести влияние разупрочненной (мягкой) прослойки металла ЗТВрп на длительную прочность и пластичность сварных соединений. [c.47]

Ряд статей сборника носвящен прочности и пластичности сварных соединений роли остаточных напряжений, деформаций и дефектов при оценке качества сварных конструкций, работающих в условиях двухосного нагружения возможной потери устойчивости при переменных нагрузках и в коррозионных средах. Значительное внимание уделено рациональньт способам устранения недостатков сварных соединений и конструкций, повышению их прочности, пластичности, жесткости. В особенности это относится к конструкциям из листовых высокопрочных материалов и цветных сплавов. [c.3]

Конечные элементы и их сетка должны отражать ту особенность НДС, которая принята как критерий для оценки сравниваемых вариантов. Например, если необходимо оценку провести с позиций усталостной прочности в местах переходов швов к основному металлу или хрупких разрушений в этих зонах, то должны бьпъ использованы конечные элементы типов, гфедставленных на рис. 5.2.14, с учетом рекомендаций, изложенных при обсуждении рис. 5.2.15. Если же речь идет о более равномерной загрузке отдельных участков швов в сложном сварном соединении, позволяющей избежать преждевременного исчерпания пластичности швов, то в этом случае можно ограничиться представ- [c.103]

Но эти нормативы используют традиционные методы и не учитывают в полной мере сочетания различных факторов, статистического разброса механических свойств труб и сварных соединений, параметров формы, начальной дефектности и возможности ее роста. Так, в нормативных материалах указываются допустимые параметры овализации концов труб, разнотолщинности, дефекты в сварных соединен>1ях, но отсутствуют методы, позволяющие оценить эти дефекты в расчетах на прочность и надежность, особенно с учетом фактора времени. Кроме того, в них отсутствует сама постановка задачи оценки надежности линейного сооружения на стадии проектирования с учетом указанных допустимых дефектов и их сочетаний, а также прогноза срока служ- [c.13]

Прочностные характерстики — это важнейшие критерии оценки качества соединения, так как от них зависит надежность и срок работы конструкции. Значительное влияние на эти характеристики оказывают технологические и конструктивные параметры соединений. Прочность комбинированного (клее-сварного и клее-заклепочного) соединения зависит от технологии его изготовления и свойств применяемых материалов (основного металла и клея) в значительно большей степени, чем прочность юбычного сварного или клепаного соединения. Вопросы прочности, технологии и свойств материала при изготовлении комбинированных соединений особенно тесно связаны между собой. Поэтому прочность, жесткость и выносливость комбинированных соединений следует рассматривать как результат совместной работы в шве соединяемых листов (деталей), силовых точек (сварных точек, заклепок, болтов) и клеевой прослойки. [c.126]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...