相关焊接结构疲劳断裂因素分析及应对措施

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1、维普资讯http://www.cqvip.com囊曩纂i童&G“焊接结构疲劳断裂因素分析及应对措施山东临工工程机械有限公司(临沂276023)葛福华—l【摘要】毫通过对焊接结辛句件接头摆失效愿因爱影嘀焊接鲒构疲劳强度因素的分析，提出改善焊接警囊叠蓦羹曼¨l毫叠蠢蠢≯毒曩薅量麓囊曩熏嬲嬲蠹臻曩囊譬“接头疲劳强度的各种措，施'尤其是新工艺措：施的应用：大大提高l了焊接结构的强度和陛能0提高了焊缝的疲劳强度。曩0蔓u。曩_-_。一：?。一≯誊曩誊≯誊瑟曩蠢叠毒誊囊一曩曩■一工程机械焊接结构多数在交变载荷下工作，统计资口效应越大

2、，疲劳强度降低。很多人错误的认为焊后余料表明，金属结构由疲劳所引起的破坏占断裂事故的高越大，焊缝的强度就越高，这种观点十分错误。焊后90％。车架等工作装置经过一段时间后，由于受焊接结的余高只能提高焊缝的静载强度，但对于承受动载荷尤构的不连续性、焊接残余应力及焊接缺陷的影响，在交其是交变载荷的构件是十分不利的，因为其疲劳强度显变载荷的作用下，可能导致疲劳破坏，从而影响整车的著下降。对承受动载荷的焊缝，一般规定焊缝余高不超可靠性。过2．5ram。一(4)错边或角变形的影响在焊接过程中，由于组、影响焊接疲劳强度的主要因素对误差

3、或焊后变形，焊接接头可能产生错位或角变形，1．应力集中对疲劳强度的影响如图1所示。由于焊接接头具有错边或角变形，有时甚影响焊接结构几何不连续性的因素，都将影响应力至是两者同时存在，因而焊缝局部几何形状变化加剧，集中和疲劳强度。使得焊趾根部的应力集中程度增加，焊接结构疲劳强度(1)焊接结构的几何形状结构上几何不连续的部降低。这就要求工件组对时严禁错边存在，焊接过程采位都会产生不同程度的应力集中。结构的截面变化幅度取措施控制焊接变形。越大，产生的应力集中越大，结构的疲劳强度越低。(2)焊接接头形式在接头部位由于传力线受到干扰

4、，因而发生应力集中现象。对接接头的力线干扰较小，因而应力集中系数较小，其疲劳强度也将高于其他l接头形式。十字接头或T形接头在焊接结构中得到了广2．焊接缺陷的影响泛的应用。这种承力接头中由于在焊缝向基本金属过渡焊趾部位存在着大量不同类型的缺陷，导致疲劳裂处具有明显的截面变化，其应力集中系数要比对接接头纹早期开裂，使母材的疲劳强度急剧下降(下降到的应力集中系数高，因此十字或T形接头的疲劳强度要80％)。焊接缺陷大体上可分为两大类：面状缺陷(如低于对接接头。提高T形或十字接头疲劳强度的根本措裂纹等)和体积型缺陷(气孔、夹渣等)

5、，它们的影响施是开坡口焊接，并加工焊缝使之圆滑过渡，通过这种程度是不同的，同时焊接缺陷对接头疲劳强度的影响与改进措施，疲劳强度可有较大幅度的提高。缺陷的种类、方向和位置有关。(3)焊缝局部几何形状的影响焊缝局部几何形状(1)裂纹焊接中的裂纹，如冷、热裂纹，除伴有的变化，对焊接结构的疲劳强度将产生十分明显的影脆性的组织结构外，是严重的应力集中源，可大幅度降响。在一定范围内，余高越大，应力集中系数越大，缺低结构或接头的疲劳强度。尤其是表面裂纹对焊接疲劳枢槭l工z堡笪丝塑口wwmachinist．corn．cn维普资讯http

6、://www.cqvip.com嬲苎Welding&cutting强度影响更甚。能调整到残余压应力位于材料表面或应力集中区，则十(2)未焊透其主要影响是削弱截面积和引起应力分有利；如果在材料表面或应力集中区存在的是拉残余集中。将削弱面积10％时的疲劳寿命与未含有该类缺陷应力，则极为不利，应没法消除。的试验结果相比，其疲劳强度可降低15％～25％。二、提高焊接结构疲劳强度的方法(3)未熔合一般认为未熔合对疲劳强度的影响等焊接接头疲劳裂纹一般起裂位置存在于焊根和焊趾同于末焊透。两个部位，如果焊根部位的疲劳裂纹起裂的危险被抑(

7、4)咬边咬边一般引不起检验的足够重视，其实制，焊接接头的危险点则集中于焊趾部位。目前我公司咬边的危害甚至比未熔合、未焊透更为严重。咬边位于结构件断裂几乎皆起源于焊趾部位。提高焊接结构疲劳焊趾部位，属于表面缺陷，特别是低合金高强度钢的焊强度应从影响焊接接头疲劳强度的因素人手。接，咬边引起边缘组织被淬硬，易引起裂纹。咬边的危1．降低应力集中(设计措施和工艺措施)害程度较为严重，可能比未熔合、未焊透更为严重(1)采用合理的构件结构形式，减少应力集中，以(见图2，为带缺陷的疲劳强度与光滑试样疲劳强度提高其疲劳强度，避免焊缝的密集

8、、交叉分布。之比的百分数)。(2)避免将焊缝布置在几何突变处或“高应力区”。1OO(3)避免在刚性太大处施焊。、’套富悍留(4)尽量采用应力集中系数小的焊接接头形式对接8O＼——余高除掉后接头，保证焊接质量。＼6OIO0(}0循]I_(5)当采用角焊缝时需采用综合措施提高接头的疲．＼＼ff——-。_——《1O＼＼＼}