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高强度接头：影响焊接接头疲劳强度的四个主要因素简介
发布时间：
2021-08-30
高强度接头：影响基本金属疲劳强度的因素(如应力集中、截面尺寸、表面状况、载荷状况、介质等。)对焊接结构的疲劳强度也有影响。此外，焊接结构本身的一些特性，如接头附近性能的变化和焊接残余应力，也可能影响焊接结构的疲劳强度。了解这些因素的具体影响，有利于提高焊接结构的疲劳强度。下面讨论这些因素的影响。
高强度接头：影响基本金属疲劳强度的因素(如应力集中、截面尺寸、表面状况、载荷状况、介质等。)对焊接结构的疲劳强度也有影响。此外，焊接结构本身的一些特性，如接头附近性能的变化和焊接残余应力，也可能影响焊接结构的疲劳强度。了解这些因素的具体影响，有利于提高焊接结构的疲劳强度。下面讨论这些因素的影响。
1、高强度接头——应力集中的影响
在焊接结构中，由于接头处的应力集中不同，它们对接头的疲劳强度有不同的不利影响。
①对接焊缝:应力集中比其他接头小，但接头的超高和θ↓——应力集中↓——疲劳强度。如果加工焊缝表面，应力集中将大大降低，对接接头的疲劳强度也将相应提高。
②丁字接头和十字接头:应力集中系数>对接接头应力集中系数。因此，丁字接头和十字接头的疲劳强度远低于对接接头。
提高丁字接头和十字接头疲劳强度的根本措施是开槽焊接和加工焊缝过渡区，使其平滑；
t型接头和机加工接头的疲劳强度较高，而十字接头和未加工接头的疲劳强度较低。这是因为非对称丁字接头有一个偏心力矩来减小过渡区的应力，其应力集中低于对称十字接头。
③只有侧焊缝的搭接接头疲劳强度较低(仅为母材的34%)。
④与所谓“加强型”盖板的对接非常不合理:试验结果表明，在这种情况下，疲劳强度较高的对接大大减弱。
2、高强度接头——焊缝附近金属性能变化的影响
①低碳钢和低合金钢接头附近金属力学性能的变化对接头的疲劳强度影响不大。
②焊接高强度钢时，接头附近金属性能变化的影响取决于接头的匹配:
对于高成分的焊接接头，即软夹紧和硬夹紧，机械性能的不均匀性对接头的疲劳强度影响不大，接头的疲劳强度取决于软母材。
当高强度硬夹软接头的软夹层中存在严重的应力集中因素时，接头的疲劳强度大大降低，其值取决于软区本身的力学性能。
3、高强度接头——残余应力的影响
焊接残余应力对结构疲劳强度的影响是一个广泛关注的问题。人们对这个问题做了大量的实验研究。疲劳试验经常将有焊接应力的试样与热处理后消除内应力的试样进行比较。焊接残余应力的产生往往伴随着焊接热循环引起的材料性能变化，热处理不仅可以消除内应力，还可以恢复或部分恢复材料性能。因此，对于测试结果有不同的解释。对于内应力的影响也有不同的评价。
消除内应力后试样的疲劳强度高于然后热处理后，应力集中程度越高，内应力的影响越大。
4、高强度接头——缺陷的影响
焊接缺陷对疲劳强度的影响与缺陷的类型、尺寸、方向和位置有关。
片状缺陷(如裂纹、未熔合、未焊透)的影响大于圆角缺陷(如气孔等)。);
表面缺陷的影响>内部缺陷；
垂直于作用力方向的片状缺陷的影响大于其他方向。
残余拉应力区的缺陷影响大于残余压应力区。
位于应力集中区的缺陷(如焊趾裂纹)的影响大于均匀应力场中相同缺陷的影响。
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