Прочность стыковых сварных соединений при переменных напряжениях

ПРОЧНОСТЬ стыковых СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ПРИ ПЕРЕМЕННЫХ НАПРЯЖЕНИЯХ [c.99]

При наличии технологических дефектов в шве прочность сварных соединений при переменных нагрузках резко падает. На рис. 10-5 приведены результаты испытаний сварных соединений стали Ст. 3 с непроваром в корне стыковых швов. Даже небольшой непровар шва образует надрез и концентрацию напряжений, которые снижают прочность стыковых соединений при переменных нагрузках. Подварка корня стыкового шва повышает его усталостную прочность. [c.224]

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]

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]

При переменной нагрузке дефекты снижают усталостную прочность сварных соединений. Наиболее опасны острые дефекты, но даже поры и шлаковые включения, не опасные при статическом нагружении, могут вызвать усталостные разрушения. Размеры пор играют меньшую роль в изменении долговечности соединений, чем их месторасположение. При сварке внутренние поры опаснее выходящих на поверхность, при пайке, наоборот, опаснее поверхностные дефекты. Опасность дефектов усиливается при наличии остаточных напряжений. Если в соединении имеются концентраторы напряжений (резкое усиление шва или несовпадение кромок в стыковом соединении, нахлесточные соединения), то усталостная прочность таких соединений низка и дефекты - включения площадью до 5...10 % от площади сечения шва не приводят к дальнейшему ее снижению. [c.340]

Увеличение усиления шва приводит к повышению коэффициента концентрации напряжений в наиболее опасном сечении сварного стыкового соединения, расположенном на границе перехода от шва к основному металлу. Поэтому для многих конструкций, работа которых происходит в условиях действия переменной нагрузки, подобное усиление в действительности приводят к значительному ослаблению. К этому надо добавить, что никакой необходимости в увеличении толщины шва (в конструкциях из малоуглеродистой и низколегированной стали) не должно возникать еще и потому, что механическая прочность металла шва при современных условиях производства не уступает механической прочности основного металла, вследствие чего допускаемые напряжения на металл шва устанавливаются теперь равными допускаемым напряжениям на основной металл. [c.39]

Металлоконструкции дорожных машин, воспринимающие многократно повторяющиеся переменные нагрузки, должны проектироваться с учетом их усталостной прочности. С этой целью при конструировании различных соединений следует стремиться к тому, чтобы был обеспечен плавный переход силовых потоков. С этой же целью следует избегать резких переходов в поперечных сечениях присоединяемых элементов. Эти условия в наибольшей степени могут быть выдержаны в случае применения листовых сварных конструкций, у которых эффективные коэффициенты концентрации напряжений в 1,5 —2 раза ниже, чем у решетчатых конструкций. Особые требования должны быть предъявлены к качеству сварки, так как такие дефекты, как непровар корня шва, могут увеличивать эффективные коэффициенты концентрации напряжений у стыковых швов более чем вдвое. Для повышения усталостной прочности следует шире применять автоматическую и полуавтоматическую сварки. Повышение усталостной прочности может быть достигнуто путем поверхностного наклепа сварных швов и созданием поверхностных сжимающих напряжений. [c.77]

Механическая обработка стыковых швов или наведение в районе сварных соединений сжимающих остаточных напряжений существенно расширяют область рационального применения сталей повышенной прочности. В тех случаях, когда выносливость элемента определяется не сварным соединением, а основным металлом, имеющим прокатную поверхность, применение высокопрочных сталей становится оправданным во всей области однозначных переменных напряжений (рис. 4). С повышением чистоты обработки металла возрастает разница между соответствующими пределами выносливости низкоуглеродистых, низколегированных и высокопрочных сталей. При этих условиях применение низколегированных и высо- копрочных сталей может оказаться рациональным и в области знакопеременных напряжений. [c.119]

Даже небольшой непровар корня шва образует надрез и концентрацию напряжений, что может существенно снижать прочность стыковых соединений при переменных нагрузках. Влияние непровара на уменьшение усталостной прочности зависит от рода материала. Очень чувствительны к непроварам сварные соединения из аустенитных сталей типа 12Х18Н9Т и титановых сплавов. На рис. 4.6 показано изменение пределов выносливости сталей и алюминиевых сплавов в зависимости от глубины непровара. [c.139]

Следовательно, при оценке влияния пористости на прочность сварных конструкций, работающих при переменных нагрузках, определяющим фактором должна являться концентрация, вызванная геометрической ( рмой шва. Если теоретический коэффициент концентрации напряжений формы шва К будет больше коэффициента концентрации, вызванной порами, Кп, то в этом случае пористость не снижает несущую способность конструкции, что видно из табл. 1, где даны эффективные коэффициенты концентрации напряжений Кв стыковых соединений АМгб с различной степенью пористости. [c.162]

Прочность при переменных нагрузках. При оценке влияния пористости на прочность сварных соединений, работающих при переменных нагрузках, концентрация напряжений, вызванная формой шва ( ф), будет определяющим фактором. Если теоретический коэффициент концентрации напряжений от формы шва больше коэ( )фициента концентрации напряжений, вызванной порами, то пористость не снижает несущей способности сварного соединения (см. табл. 5). Эффективные коэффициенты концентрации напряжения к стыковых соединений АМгб с различной пористостью получены при испытании аксиальными переменными нагрузками с характеристикой цикла г = 0,1 на базе 2 10 циклов. [c.61]

При действии переменных нагрузок следует отдельно рассматривать прочность швов и прочность прилегающего к ним основного металла. В большинстве случаев в стыковых соединениях разрушение наступает в околошовных зонах. Это объясняется наличием в них концентраторов напряжений от швов с необработанной поверхностью, а также разупрочнений легированных или закаленных сталей в результате теплового действия сварочной дуги. На рис. 4.5 приведены усталостные характеристики сталей и алюминиевого сплава Д16Т и их сварных соединений. Высокие отношения пределов выносливости соединений к пределам прочности основного металла имеют низкоуглеродистые стали. Аустенит-ные стали, высокопрочная сталь марки ЗОХГСНА, сплав марки Д16Т имеют низкие значения 0-1/03 и 011/0 . [c.138]