A maradék feszültségek hatása
III. FEJEZET.
A HEGESZTETT VEGYÜLETEK VESZÉLYESSÉGÉNEK TÉNYEZŐ TÉNYEZŐI
Az előző fejezetben a fémes anyagok és szerkezeti elemek fáradási ellenállására vonatkozó alapvető általános szabályokat lefedték. Ezek a szabályosságok különösen a hegesztett ízületekre vonatkoznak. Az alábbiak különösen fontos tényezők a hegesztett kötésekre, amelyek befolyásolják a fáradtság-ellenállást.
A HÁZTARTÁSI FOKOZATOK HATÁSA
Az ízületek fáradási ellenállását befolyásoló egyik legerősebb tényező a hegesztési zónában lévő maradék feszültség. A hevített ízületek éles hőmérsékleti csökkenése, szerkezeti változásai és elasztoplasztikus alakváltozása miatt jelentős maradékfeszültségek keletkeznek, amelyek nagysága elérheti, sőt lényegesen meghaladhatja a kiindulási anyag szilárdságát.
A hegesztett kötések kifáradási ellenállása során a maradék feszültségek szerepe élesen növekszik a stressz-koncentráció növekedésével. Ezekben az esetekben a maradó feszültség változhat a nagysága állóképesség határait többször felfelé (kedvező nyomó maradó feszültségek) és lefelé (kedvezőtlen maradó feszültségek). A hegesztett kötések tartóssága több tucatszor változhat.
Az ilyen nagy hatékonyságú a maradék feszültségek a hegesztett kötések a stressz koncentráció miatt a következő okok miatt: a) a maradó feszültségeket, mint a feszültségek a külső erőhatások, töményíthetjük körül a különböző szegélyek, pórusok, rések, stb.; b) a maradék feszültségek koncentrációja helyi fémmegkötést eredményezhet (a koncentrátorok veszélyes területein); szegecselt fém többet reagál a maradék feszültségekre, mint egy lágyabb és műanyagabb nem tapadó fém; c) a maradék feszültségek eltávolítása a koncentrátorok alkatrészeinek betöltésekor nehezebb lehet, mint a stresszkoncentrátorok nélküli alkatrészek esetében.
Az utóbbi körülmény különösen jelentős. Sok esetben a koncentrátorok zónáiban fennmaradó feszültségek változatlanok maradnak még miután a munkadarabot betöltik a kitartás határához közeli vagy azt meghaladó határértékekre. Kis koncentrátorokkal történő hegesztések végrehajtásakor a maradék feszültségek szerepe viszonylag kicsi. Ha az elem egy jóindulatú varrat megmunkálása, a fáradtság erőt az alkatrészek kerülnek nagymértékben függ a minősége a hegesztési varrat és a varrás átmeneti zóna, és a hatása a maradó feszültségek ebben az esetben lesz a kisebb, annál lágyabb és műanyag hegesztett és varrat. A nem kielégítő minőségű hegesztésnél káros feszültségkoncentráció léphet fel a különböző hegesztési hibák zónáiból, amelyek a felületre jönnek, valamint azok, amelyek mélyen a varratban helyezkednek el.
A varrásokban fennmaradó feszültségek megnyilvánulása erősebb lesz a vastagságú hegesztéseknél, és gyengébb a vékony részek hegesztésekor. Ezt a maradék feszültségek nagysága és térfogata magyarázza.
A hegesztési zónában a maradék feszültségek általában két- vagy három-tengellyel bírnak éles gradiens mellett, és összetett eloszlási mintázatot külön irányban. A fém mechanikai tulajdonságai a hegesztési zónában is heterogének, ezért a maradék feszültségeknek a fáradási ellenállásra kifejtett hatása eltérő lehet a hegesztési zóna különböző részeiben. Ezek a körülmények nagyon nehézkessé teszik a számítási módszerek számszerűsítését a maradék feszültségeknek a hegesztett ízületek kifáradási ellenállására kifejtett hatásának számszerűsítésére.
Csak vázlatosan, alapuló általános törvényei hatásainak közeg (állandó) feszültség ciklus, hogy korlátozza az amplitúdó (.. lásd II), akkor feltételezhető, hogy a maradék feszültség, középfeszültségű, mint, amely képes megváltoztatni a határ az alábbiak szerint függését az amplitúdó: # 963; a = # 963; -1 - # 968; # 963; # 963; 0. ahol # 963; a - a hegesztett illesztés korlátozó amplitúdója maradék feszültségekkel # 963; 0; # 963; -1 - az ízület tartósságának határértéke maradékfeszültségek nélkül (szimmetrikus axiális kiterjedés vagy hajlítás); # 968; # 963; - a ciklus aszimmetriájának hatásmechanizmusa (a strukturális acélokhoz viszonyítva 0,1-0,4).
E képlet alkalmazása korlátozott (az aszimmetrikus ciklusok stresszfeszítési diagramja alapján) a feszültség és tömörítés hozamfeszültségeinek megfelelő értékeihez (lásd II. Fejezet, 8. ábra).
A hegesztett ízületek kifáradási ellenállása során fellépő maradék feszültségek káros hatásainak kiküszöbölésére vagy csökkentésére szolgáló módszereket a 2. XIV. Ugyanezen a helyen a fáradási szilárdság növelésére szolgáló módszereket kedvező nyomószilárdságú feszültségek irányításával is bemutatjuk.
Jelentős mennyiségű külföldi és hazai kutatásra fordították a hegesztett ízületi maradékfeszültségek szerepének vizsgálatát [81, 82, 146, 169, 187]. A probléma tanulmányozásához különösen nagy szerepet játszottak a szovjet kutatók munkái (Paton IES, Bauman, TSNIITMASH, stb.).
Ismerje meg tudását. Válaszoljon a kérdésekre, és fizessen rá!