Влияние дефектов на снижение прочности сварного соединения

ВЛИЯНИЕ ДЕФЕКТОВ НА СНИЖЕНИЕ ПРОЧНОСТИ СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ [c.210]

Расскажите о влиянии дефектов на снижение прочности сварных соединений. [c.211]

Обширные исследования влияния дефектов на усталостную прочность сварных соединений низколегированных конструкционных сталей с пределом прочности 440...640 МПа и алюминиевых сплавов проведены Харрисоном [356, 357]. Им предложено еще на стадии проектирования конструкции относить ее к одному из пяти классов V, IV, X, К, Z, отличающихся ступенчатым снижением уровня требований к качеству изготовления. Обоснованием к такому подходу послужило простое соображение, что применительно к сварной конструкции, работающей при циклических нагрузках, нет смысла настаивать на ремонте мелких внутренних дефектов, если рядом расположен угловой шов, определяющий усталостную прочность данной конструкции. [c.386]

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]

Известно [27, 30], что ограничение значений твердости металла сварного шва является одним из практических методов снижения склонности сварного соединения к сероводородному растрескиванию. Как следует из [11, 12, 25, 31], на образование трещин в сварном соединении оказывает влияние неоднородность структуры металла, наличие в ней зон, склонных к растрескиванию, уровни действующих и остаточных напряжений. Именно в сварных соединениях локализуется большая часть разрушений металла, связанных с сероводородным растрескиванием. Наиболее негативное влияние оказывает быстрое охлаждение шва с образованием перлитно-бейнитной смеси с мартенситом. Стойкость к сероводородному растрескиванию металла сварного шва меньше, чем основного металла не только из-за наличия остаточных напряжений, но и вследствие присутствия различных дефектов. Для сталей повышенной прочности характерно сероводородное растрескивание по сварному шву и зоне термического влияния. Для сталей обычной прочности избирательное разрушение по шву и зоне термического влияния отмечается лишь при переохлаждении. [c.63]

Для оценки влияния дефектов шва на служебные характеристики сварных соединений необходимо располагать данными о чувствительности металла сварного шва к дефектам. Под чувствительностью к дефектам в данном случае понимают степень снижения механических характеристик сварного шва в зоне дефекта по сравнению с бездефектным швом. Следует различать чувствительность к дефектам при статических и переменных нагрузках. При статических нагрузках за критерий чувствительности к дефекту обычно принимают прочность соединения с дефектом (предел прочности) по отношению к бездефектным соединениям. При переменных нагрузках критерием чувствительности соединений к дефектам являются эффективные коэффициенты концентрации, т. е. отношение пределов выносливости сварных соединений без дефектов и с заданными дефектами/ [c.152]

Известно [20, 134], что ограничение твердости металла сварного шва является одним из практических методов снижения склонности конкретного материала к СР. Как следует из публикаций [11, 39, 81, 125], на образование трещин в сварном соединении влияют неоднородность структуры металла, наличие в структуре зон, склонных к растрескиванию, и уровень действующих и остаточных напряжений. Именно в сварных соединениях локализуется большая часть разрушений вследствие СР сварных конструкций. Анализ влияния различных технологических факторов на процесс СР показал, что наиболее неблагоприятное влияние оказывает быстрое охлаждение шва с образованием перлитно-бейнитной смеси с мартенситом. Стойкость к СР в зоне сварного шва соединения меньше, чем основного металла не только из-за остаточных напряжений, но и вследствие дефектов сварного шва. Для сталей повышенной прочности характерно СР по шву и зоне термического влияния (ЗТВ), для сталей обычной прочности избирательное разрушение по шву и ЗТВ отмечается лишь при переохлаждении. С увеличением твердости сварных швов склонность их к СР возрастает. [c.63]

По классификащга Международного института сварки, принятоЙБ 1973 году, непровары, несплавленияит. п. можно отнести к плоскостным дефектам. Именно так они сгруппированы в настоящее время в ряде нормативных документов, касающихся методик и приборных средств поиска дефектов при контроле качества сварки. Влиянию плоскостных дефектов на несущую способность сварных соединений посвящено большое количество работ, авторами которых являются известные ученые Г. А. Николаев, В. А. Винокуров, С. А. Куркин, И. И. Макаров, С. В. Румянцев, Г. В. Жемчужников, В. С. Гиренко и др. /15-18/. В этих и после дую пщх работах многочисленные экспериментальные данные свидетельствуют о том, что в условиях статического нагружения при нормальных температурах прочность сварных соединений, близких к однородным (Kg= 1), с плоскостными дефектами в корне шва изменяется пропорционально уменьшению площади поперечного сечения (рис. 1.12, 0,6, прямая I), Сварные соединения в данном случае считаются нечувствительными к дефектам. Под чувствительностью при этом понимается степень снижения [c.30]

Классификация дефектов сварных швов и соединений. В процессе образования сварного соединения в металле шва, ЗТВ и ОМ могут возникать дефекты, приводящие к снижению прочности, эксплуатационной надежности, точности, а также ухудшающие внешний вид изделия. Дефекты оказывают большое влияние на прочность сварных соединений и могут явиться причиной преждевременного разрушения сварных конструкций. Особенно опасны трешиноподобные дефекты (трещины, непровары), резко снижающие прочность, особенно при циклических перефузках. [c.132]

Большой комплекс исследований выполнен проф., докт. техн. наук М. Н. Гапченко по изучению влияния технологических факторов (неоднородности металла, технологических напряжений и дефектов) на свойства сварных соединений. В результате исследований установлены закономерности влияния этих факторов и предложены рекомендации по повышению несущей способности сварных соединений и конструкций, снижению чувствительности сварных конструкций к хрупкому разрушению. Показана возможность регулирования в больших пределах агрегатной прочности и энергоемкости сварных соединений из высокопрочных материалов путем изменения объема мягкой прослойки. Показано, что термическое упрочнение является эффективным средством снижения чувствительности металла шва к концентраторам напряжений. Изучено влияние скорости приложения нагрузки на проч- [c.24]

Технологию сварки для этих сталей выбирают из условий соблюдения комплекса требований, обеспечивающих прежде всего равнопрочность сварного соединения с основным металлом и отсутствие дефектов в сварном соединении. Сварное соединение должно быть стойким против перехода в хрупкое состояние, а деформация конструкции должна быть в пределах, не отражающихся на ее работоспособности Металл шва при сварке низкоуглеродистой стали незпачительно отличается по своему составу от основного металла — снижается содержание углерода и повышается содержание марганца и кремния. Однако обеспечение равнопрочности при дуговой сварке не вызывает затруднений. Это достигается за счет увеличения скорости охлаждения и легирования марганцем и кремнием через сварочные материалы. Влияние скорости охлаждения в значительной степени проявляется при сварке однослойных швов, а также в последних слоях многослойного шва. Механические свойства металла околошовной зоны подвергаются некоторым изменениям по сравнению со свойствами основного металла — при всех видах дуговой сварки это незначительное упрочнение металла в зоне перегрева. При сварке стареющих (например, кипящих и полуспокойных) низкоуглеродистых сталей на участке рекристаллизации околошовной зоны возможно снижение ударной вязкости металла. Металл околошовной зоны охрупчивается более интенсивно при многослойной сварке по сравнению с однослойной. Сварные конструкции из низкоуглеродистой стали иногда подвергают термической обработке. Однако у конструкций с угловыми однослойными швами и многослойными, наложенными с перерывом, все виды термической обработки, кроме закалки, приводят к снижению прочности и повышению пластичности металла шва. Швы, выполненные всеми видами и способами сварки плавлением, имеют вполне удовлетворительную стойкость против образования кристаллизационных трещин из-за низкого содержания углерода. Однако при сварке стали с верхним пределом содержания углерода могут появиться кристаллизационные трещины, прежде всего в угловых швах, первом слое многослойных стыковых швов, односторонних швах с полным проваром кромок и первом слое стыкового шва, сваренного с обязательным зазором. [c.102]

Процесс сварки по клею ВК 9, содержащему 3 вес. ч. наполнителя, протекает во всех случаях устойчиво, со стабильным формированием ядра точки. Клей хорошо выдавливается с контактной площадки даже в случае применения совсем незначительного усилия предварительного обжатия (примерно равного по величине сварочному усилию). Благодаря наличию в клее небольшого количества наполнителя в клее-сварном соединении формируется очень тонкий клеевой слой ( 0,05 мм), что способствует повышению прочности соединения. Кроме того, такой клей легко и равномерно наносится не только шпателем, но и кистью, а также методом пневматического выдавливания. Однако снижение количества наполнителя в клее заметно удорожает его. Увеличение количества наполнителя в клее до 5 вес. ч. несколько повышает его вязкость, но не оказывает отрицательного влияния на процесс сварки. Так, успешное ведение сварки по такому клею образцов толщиной 1 мм и более с применением усилия предварительного обжатия, превышаюп1,его в 1,5 раза сварочное усилие, оказалось возможным в течение 2 ч с момента приготовления и нанесения клея при закрытой выдержке и в течение 1,5 ч при открытой. При этом клей, так же как и в предыдущем случае, легко и равномерно наносится с помощью шпателя и кисти прозрачным, тонким слоем, что позволяет выявлять структуру подготовленной под сварку поверхности образцов, наличие на ней рисок, царапин и других возможных дефектов. [c.120]

Второй этап имеет целью проверку соответствия прочности простого образца, растягиваемого в одном направлении, и прочности элементов в условиях, близких к нагружению натурной конструкции. Поэтому испытания листового металла, сварных соединений и узлов на этом этапе осуществляются в условиях, более близких к работе тонкостенного сосуда под внутренни1Л давлением, т. е. при двухосном растяжении. Для этого следует использовать специальные испытательные установки типа УДР-МВТУ, в которых двухосное растяжение листового металла и сварных соединений осуществляется методом гидростатического выпучивания [2, 3, 9]. Выявление возможности снижения прочности под действием таких факторов, как состояние поверхности, неоднородность механических свойств сварного соединения в зависимости от параметров процесса сварки и термообработки, влияние различных дефектов, повторности нагружения и т. д. осуществляется на образцах, условия изготовления и нагружения которых приближаются к условиям реального узла сосуда. Раздельная оценка действия различных факторов позволяет обосновать требования технических условий к процессам сборки, сварки, термообработки и приемки изделия и тем самым обеспечить его надежную работу в эксплуатации. [c.188]

Из анализа данных, приведенных в табл. 5 и на рис. 38, следует что при статических нагрузках влияние пористости на прочность проявляется в значительно меньшей степени, чем при переменных нагрузках применительно к стыковым соединениям сплава АМгб и низкоуглеродистой стали. Для сварных швов (АМгб), чувствительных к дефектам при статических нагрузках, снижение прочности на 10—15% наблюдается при наличии цепочки слившихся пор (й = 1,2- 1,8 мм) вне зависимости от отсутствия или наличия усиления пша (табл. 5). При статических нагрузках влияние на прочность слившихся пир у ранлцы усиления и формы усиления практически одинаково. В швах стыковых соединений, нечувствительных к дефектам нри статических нагрузках (низкоуглеродистые, аустенитные стали), влияние пор еще меньше. [c.61]

При статических нагрузках смещение кромок в сварных соединениях низкоуглеродистой стали толщиной 10 мм (сварка с двух сторон, УОНИ-13/45) не оказывает существенного влияния на статическую прочность, так как металл шва не чувствителен к концентраторам-дефектам при статических нагрузках [39]. Если металл шва чувствителен к концентраторам-дефектам например, в стыковых соединениях АМгб, то снижение прочности наблюдается при смещении кромок величиной более 25%. Степень снижения прочности зависит от толщины металла и технологии сварки. [c.70]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...