Тавровые сварные соединения с угловыми или стыковыми швами

Тавровые сварные соединения с угловыми или стыковыми швами

В данной главе рассматриваются результаты усталостных испытаний тавровых соединений двух типов. Первый тип выполнен угловыми швами, второй  -   стыковыми.

Данные достаточно полно характеризуют   сопротивление тавровых       соединений усталостному     разрушению. Образцы   тавровых соединений   с   угловыми швами,   выполненные из различных     конструкционных сталей, имели примерно одинаковый   предел выносливости. Однако испытания   тавровых соединений со   стыковыми швами   показали, что их предел   выносливости несколько   изменяется в зависимости от материала свариваемых деталей и геометрических размеров шва.   Наиболее   высокое значение предела выносливости может быть получено при возможно более плавном переходе от наплавленного металла к основному материалу в зоне кромки сварного шва. При хорошем качестве сварки техника сварки и марки электродов не влияют на предел выносливости соединения.

Большинство образцов было сварено электродуговой сваркой с применением электродов Е6010, Е6012 или Е7016. Угловые швы выполнялись за несколько проходов, стыковые — в большинстве случаев выполнялись за один проход.

Тавровые сварные соединения со стыковыми и угловыми швами испытывались при симметричном, пульсирующем асимметричном циклах растяжения. Данные испытаний показаны на измененной диаграмме предельных напряжений. Угловой коэффициент кривых усталости, на основании которых была построена диаграмма предельных напряжений, составлял примерно 0,2 для соединений с угловыми швами и 0,13- 0,22 для соединений со стыковыми швами. В последнем случае угловой коэффициент для тавровых соединений получился близким к угловому коэффициенту для стыковых соединений простых плоских пластинок.

В случае разрушения по сварному шву предел выносливости тавровых соединений с угловыми швами при симметричном цикле напряжения оказался выше, чем можно было бы ожидать на основании результатов испытаний аналогичных образцов при пульсирующем цикле растяжения. 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 на; грузке размах напряжений в сварном шве фактически был значительно меньше вычисленного на основании значений приложенных нагрузок.

В тавровых соединениях со стыковыми швами площадь поперечного сечения шва изменялась в широких пределах в зависимости от степени провара сечения, формы и размеров наружной части сварного шва. Тем не менее разрушение соединения обычно происходило по основному материалу, причем предел выносливости мало отличался от значения, найденного для случая разрушения по сварке.

При изготовлении некоторых образцов тавровых соединений с угловыми швами между поперечными пластинами и торцами основных пластин вводились перед сваркой бумажные прокладки для уменьшения поперечных остаточных напряжений в сварном шве. Однако испытания показали, что это мероприятие не оказало существенного влияния на предел выносливости при пульсирующем цикле растяжения. Другая серия образцов была подвергнута предварительному нагружению для устранения остаточных напряжений механическим методом до начала усталостных испытаний. Это, по-видимому, несколько повысило предел выносливости образцов, хотя число испытаний было слишком мало для того, чтобы сделать определенные выводы по данному вопросу.

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 по 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.

Следует обращать внимание на качество материала поперечного элемента таврового соединения. При изготовлении этого элемента из недоброкачественного материала с пленами может иметь место усталостное разрушение соединения при низком уровне напряжений и после малого числа циклов нагружения. При нанесении на поверхность материала сварного шва, передающего нагрузку в направлении, перпендикулярном к поверхности материала, всегда следует учитывать возможность слоистой структуры материала или наличия плен. При описываемых испытаниях тавровых соединений случаи разрушения соединения из-за наличия плен в материале поперечного элемента не наблюдались.

Читайте так же:

045 007 036 024 033 034 049 019

Комментарии запрещены.

Явление усталости

009 039 015 024 031 042
Усталость конструкций
Сопротивление усталости