Соединения внахлестку с фланговыми швами

Соединения внахлестку с фланговыми швами

В настоящей граве рассматриваются три основных вида соединений внахлестку: а) соединение с фланговыми швами, б) соединение с лобовыми швами и в) комбинированные соединения с фланговыми и лобовыми швами.

В соединениях с фланговыми швами (расположенными параллельно направлению нагрузки) усилия передаются от одного из соединяемых элементов к другому, вызывая в сварных швах напряжения сдвига, действующие в продольном направлении. Большинство образцов соединений данного типа испытывались на усталость при переменном растяжении. Небольшое число испытаний было выполнено при переменной сжимающей нагрузке и при симметричном цикле растяжения — сжатия.

В связи с большим числом переменных, оказывающих влияние на результаты этих испытаний в таблицах приводятся индивидуальные данные для многих соединений различных типов. По-видимому, нецелесообразно стремиться к обобщению всех данных различных испытаний; тем не менее, анализ этих данных позволяет получить общую картину сопротивления усталостному разрушению соединений с фланговыми швами.

Большинство исследований влияния изменения материала соединяемых элементов на прочность соединения с фланговыми швами при переменных напряжениях сводилось к испытаниям образцов из углеродистой стали и низколегированной стали высокой прочности. Некоторые данные показывают, что сопротивление усталостному разрушению плоских элементов сварного соединения с фланговыми угловыми швами, изготовленных из низколегированной стали высокой прочности или из термически обрабатываемой конструкционной стали повышенной прочности, в некоторых условиях может быть даже ниже сопротивления аналогичных соединений деталей, изготовленных из углеродистой конструкционной стали, например, типа ASTM А7 или А373. Ввиду этого применение стали высокой прочности в сварных конструкциях с угловыми швами, работающих при переменных напряжениях, может не приносить никакой выгоды. С другой стороны, можно ожидать, что соединения элементов конструкции с угловыми швами из стали высокой прочности, рассчитанные по статическим нагрузкам и работающие при малой амплитуде переменного напряжения, будут обладать более высокой прочностью по сравнению с аналогичными соединениями деталей из углеродистой конструкционной стали.

Большинство образцов, результаты испытаний которых рассматриваются в данном разделе, были изготовлены ручной электродуговой сваркой электродами Е 6010, Е 6012 или Е 7016 в нижнем положении. Некоторые из более ранних испытаний образцов, сваренных газовой сваркой, показали прочность соединений при переменных напряжениях не ниже, а в некоторых случаях даже выше прочности соединений, сваренных ручной электродуговой сваркой. При немногочисленных испытаниях, результаты которых позволили непосредственно оценивать влияние различных типов сварочных электродов, не было обнаружено существенной разницы в прочности свариваемых деталей или сварных швов, которую можно было бы приписать влиянию типа электродов. Влияние геометрической формы и других особенностей деталей соединения, по-видимому, значительно больше влияния различия в механических свойствах материала сварного шва.

Результаты различных испытаний сварных соединений с фланговыми швами при различных соотношениях длины сварных швов и размеров соединяемых плоских элементов представлены на диаграммах предельных напряжений, построенных для случая разрушения соединения по сварному шву и для случая разрушения по основному материалу. Предел выносливости соединяемых   деталей оказывается очень низким, особенно при числе циклов до разрушения 2-Ю6. Ввиду очень ограниченного количества данных по одному какому-либо типу соединения эти диаграммы дают только общее представление о прочности соединений при переменных напряжениях. Предел выносливости при симметричном цикле напряжения был получен для образцов, разрушившихся по основному материалу, путем экстраполяции. Однако сравнение приведенных данных с результатами испытаний комбинированных   соединений с фланговыми и лобовыми швами позволяет считать данные достаточно близкими к действительности.

В некоторых трехслойных угловых швах, выполненных при сварке пластин относительно большой толщины, были обнаружены продольные усадочные трещины в первых слоях сварных швов. Для предотвращения возможности появления таких трещин в последующих образцах между пластинами вводились перед сваркой прокладки из мягкой стальной проволоки, пластическая деформация которых уменьшала усадочные напряжения. Это мероприятие устранило трещины в первых слоях сварного шва и существенно повысило прочность соединений при переменных напряжениях.

Читайте так же:

025 009 004 029 049 024 011 035

Комментарии запрещены.

Явление усталости

034 002 001 016 020 014
Усталость конструкций
Сопротивление усталости