1. Ridurre la concentrazione delle sollecitazioni Il punto di concentrazione delle sollecitazioni all'origine della cricca da fatica sul giunto saldato e sulla struttura e tutti i mezzi per eliminare o ridurre la concentrazione delle sollecitazioni possono migliorare la resistenza alla fatica della struttura.
(1) Adottare una forma strutturale ragionevole
① Sono preferibili le giunzioni di testa e le giunture di sovrapposizione non vengono utilizzate il più possibile;I giunti a T o i giunti angolari vengono trasformati in giunti di testa in strutture importanti, in modo che le saldature evitino gli angoli;quando si utilizzano giunti a T o giunti angolari, si spera di utilizzare saldature di testa a piena penetrazione.
② Cercare di evitare la progettazione di carichi eccentrici, in modo che la forza interna dell'elemento possa essere trasmessa in modo uniforme e distribuita uniformemente senza causare ulteriore stress.
③Per ridurre il cambiamento improvviso della sezione, quando lo spessore o la larghezza della piastra differisce notevolmente e deve essere ancorato, è necessario progettare una zona di transizione delicata;l'angolo acuto o l'angolo della struttura dovrebbe essere trasformato in una forma ad arco e maggiore è il raggio di curvatura, meglio è.
④Evitare saldature a tre vie che si intersecano nello spazio, cercare di non impostare saldature in aree di concentrazione delle sollecitazioni e cercare di non impostare saldature trasversali sugli elementi di tensione principali;quando inevitabile, la qualità interna ed esterna della saldatura deve essere garantita e la punta della saldatura deve essere ridotta.concentrazione dello stress.
⑤Per le saldature di testa che possono essere saldate solo su un lato, non è consentito posizionare piastre di supporto sul retro in strutture importanti;evitare l'uso di saldature intermittenti, poiché all'inizio e alla fine di ogni saldatura vi è un'elevata concentrazione di sforzi.
(2).Forma di saldatura corretta e buona qualità della saldatura interna ed esterna
① L'altezza residua della saldatura del giunto di testa dovrebbe essere la più piccola possibile ed è meglio piallare (o smerigliare) in piano dopo la saldatura senza lasciare alcuna altezza residua;
② Per giunti a T è preferibile utilizzare saldature d'angolo con superfici concave, senza saldature d'angolo con convessità;
③ La punta in corrispondenza della giunzione della saldatura e la superficie del metallo di base deve essere attraversata in modo uniforme e la punta deve essere molata o rifusa con l'arco di argon, se necessario, per ridurre la concentrazione dello stress in quel punto.
Tutti i difetti di saldatura hanno diversi gradi di concentrazione dello stress, in particolare i difetti di saldatura a scaglie, come cricche, mancata penetrazione, mancata fusione e mordenzatura dei bordi, ecc., hanno il maggiore impatto sulla resistenza alla fatica.Pertanto, nella progettazione strutturale, è necessario garantire che ogni saldatura sia facile da saldare, al fine di ridurre i difetti di saldatura, e i difetti che superano lo standard devono essere rimossi.
2.Regolare lo stress residuo
La sollecitazione di compressione residua sulla superficie dell'elemento o la concentrazione delle sollecitazioni possono migliorare la resistenza a fatica della struttura saldata.Ad esempio, regolando la sequenza di saldatura e il riscaldamento locale, è possibile ottenere un campo di tensioni residue favorevole al miglioramento della resistenza a fatica.Inoltre, è possibile adottare anche il rafforzamento della deformazione superficiale, come la laminazione, il martellamento o la pallinatura, per rendere la deformazione plastica e l'indurimento della superficie metallica e produrre stress di compressione residuo nello strato superficiale per raggiungere lo scopo di migliorare la resistenza alla fatica.
La sollecitazione di compressione residua nella parte superiore dell'intaglio può essere ottenuta utilizzando un unico allungamento pre-sovraccarico per l'elemento intagliato.Questo perché il segno della tensione residua da intaglio dopo lo scarico elastico è sempre opposto al segno della tensione da intaglio durante il carico (elastoplastico).Questo metodo non è adatto per sovraccarichi di flessione o carichi di trazione multipli.Viene spesso combinato con test di accettazione strutturale, ad esempio recipienti a pressione per prove idrauliche, che possono svolgere un ruolo di trazione pre-sovraccarico.
3.Migliorare la struttura e le proprietà del materiale
Innanzitutto, si dovrebbe considerare anche il miglioramento della resistenza alla fatica del metallo base e del metallo saldato a partire dalla qualità intrinseca del materiale.La qualità metallurgica del materiale dovrebbe essere migliorata per ridurre l'inclusione in esso.Componenti importanti possono essere realizzati con materiali provenienti da processi di fusione come la fusione sotto vuoto, il degasaggio sotto vuoto e persino la rifusione dell'elettroscoria per garantire la purezza;La durata a fatica dell'acciaio a grani può essere migliorata mediante raffinazione a temperatura ambiente.La migliore microstruttura può essere ottenuta mediante trattamento termico e la plasticità e la tenacità possono essere migliorate aumentando la resistenza.La martensite temperata, la martensite a basso contenuto di carbonio e la bainite inferiore hanno una maggiore resistenza alla fatica.In secondo luogo, resistenza, plasticità e tenacità dovrebbero essere ragionevolmente abbinate.La resistenza è la capacità di un materiale di resistere alla rottura, ma i materiali ad alta resistenza sono sensibili alle tacche.La funzione principale della plasticità è che attraverso la deformazione plastica, il lavoro di deformazione può essere assorbito, il picco di stress può essere ridotto, lo stress elevato può essere ridistribuito, la punta dell'intaglio e della fessura può essere passivata e l'espansione della fessura può essere alleviata o addirittura arrestata.La plasticità può garantire la forza del gioco completo.Pertanto, per l'acciaio ad alta resistenza e l'acciaio ad altissima resistenza, cercare di migliorare leggermente la plasticità e la tenacità migliorerà significativamente la resistenza alla fatica.
4.Misure speciali di protezione
L'erosione media atmosferica ha spesso un impatto sulla resistenza alla fatica dei materiali, quindi è vantaggioso utilizzare un determinato rivestimento protettivo.Ad esempio, rivestire uno strato di plastica contenente riempitivi a concentrazioni di sollecitazione è un metodo di miglioramento pratico.
Orario di pubblicazione: 27 giugno 2023