焊接对钢结构疲劳的影响及预防措施
钢结构工程常见质量缺陷及防治措施

钢结构工程常见质量缺陷及防治措施引言钢结构工程是一种广泛应用的建筑结构形式,在高层建筑、桥梁和工业厂房等领域中具有重要的地位。
然而,由于施工过程中可能存在的问题,钢结构工程常常会出现一些质量缺陷,影响其使用寿命和结构安全。
为了保证钢结构工程的质量,我们需要了解这些常见缺陷,并采取相应的预防和控制措施。
常见质量缺陷1. 焊接缺陷:在钢结构工程的制作和安装过程中,焊接是一项非常重要的工艺。
然而,不当的焊接技术和材料质量等问题可能导致焊缝的缺陷,如气孔、裂纹和焊缝凹陷等。
2. 表面缺陷:钢结构工程的表面缺陷主要指涂层的质量问题,如涂层的起泡、剥落和变色等。
这些缺陷可能会导致腐蚀和结构整体性能的下降。
3. 尺寸偏差:由于施工过程中的测量和布置问题,钢结构工程的尺寸偏差也是常见的质量缺陷。
过大的偏差可能导致构件之间的不匹配和安装困难。
4. 材料质量问题:钢结构工程所使用的钢材质量直接影响其整体质量和性能。
材料的缺陷和不合格可能导致结构的强度和耐久性下降。
防治措施为了减少以上常见质量缺陷对钢结构工程造成的影响,我们可以采取以下防治措施:1. 加强焊接质量管理:制定合理的焊接技术规范和施工工艺,严格把关焊接材料的质量,加强焊接人员的培训和监督,确保焊接质量达到要求。
2. 定期检查和维护涂层:在钢结构工程的使用过程中,定期检查涂层的状况,及时修补和维护,防止涂层质量问题导致结构腐蚀。
3. 加强尺寸测量和布置控制:在施工过程中,加强对钢结构工程尺寸的测量和布置控制,确保构件的准确安装,避免尺寸偏差过大。
4. 严格控制材料质量:选用正规的供应商和合格的钢材,对每批材料进行严格检查和测试,确保材料质量符合要求。
结论钢结构工程的质量缺陷会对结构安全和使用寿命产生严重影响。
通过加强焊接质量管理、定期检查和维护涂层、控制尺寸偏差和严格控制材料质量等防治措施,可以有效预防和控制这些质量缺陷的发生。
建议在钢结构工程的设计、施工和使用过程中,始终关注质量问题,确保结构的安全性和使用寿命。
钢结构工程中的重要问题及其解决方案

钢结构工程中的重要问题及其解决方案1. 概述钢结构工程以其高强度、良好的塑性和韧性、以及便于施工和安装等优点,在建筑、桥梁、工业设施等领域得到了广泛应用。
然而,在钢结构工程的实施过程中,也会遇到一些重要问题,本文档将详细阐述这些问题,并给出相应的解决方案。
2. 重要问题及其解决方案2.1 焊接问题问题描述焊接是钢结构工程中重要的连接方式,但焊接过程中可能出现焊接裂纹、气孔、夹杂物等缺陷,影响结构的安全性和可靠性。
解决方案- 优化焊接工艺:根据钢材种类和厚度选择合适的焊接方法、焊接材料和焊接参数。
- 加强焊接监督:对焊接过程进行严格的质量控制,确保焊接质量符合相关标准。
- 焊工培训:提高焊工的技术水平和操作技能,使其能够熟练地操作焊接设备。
2.2 防腐问题问题描述钢结构在空气中容易受到氧化作用,产生锈蚀,影响结构的美观性和使用寿命。
解决方案- 涂装防腐:在钢结构表面涂装防腐涂料,防止氧化作用的进行。
- 阴极保护:通过施加外部电流,使钢结构表面产生保护电位,减缓腐蚀速度。
- 材料选择:选用耐腐蚀的钢材或添加耐腐蚀元素,提高钢结构的耐腐蚀性能。
2.3 疲劳问题问题描述钢结构在交变载荷作用下,容易产生疲劳损伤,导致结构失效。
解决方案- 设计优化:合理设计结构,避免高应力集中区域,减小交变载荷的影响。
- 材料选择:选用高强度、高韧性的钢材,提高结构的疲劳寿命。
- 检测与维护:定期对结构进行检测和维护,发现疲劳损伤及时进行修复。
2.4 连接问题问题描述钢结构的连接节点是承受载荷的关键部位,但连接节点可能存在强度不足、刚度不够等问题。
解决方案- 节点设计优化:根据载荷特性和结构要求,合理设计节点形式和尺寸。
- 连接材料选择:选用高强度、良好的塑性和韧性的连接材料,提高连接性能。
- 连接施工质量控制:严格控制连接施工质量,确保连接节点满足设计要求。
3. 总结钢结构工程在施工过程中会面临焊接问题、防腐问题、疲劳问题和连接问题等。
施工中遇到的钢结构施工问题及解决措施

施工中遇到的钢结构施工问题及解决措施钢结构作为一种广泛应用于建筑工程领域的结构形式,具有强度高、稳定性好、施工周期短等优势。
然而,在实际的施工过程中,仍然会遇到一些与钢结构相关的问题,这些问题可能会对工程进度和质量产生负面影响。
本文将重点介绍施工中遇到的钢结构施工问题,并提出解决措施。
一、焊接质量问题焊接是钢结构施工中最常用的连接方式之一,焊接质量的好坏将直接关系到整个工程的安全性。
在施工中,焊接质量问题可能会表现为焊缝的不牢固、焊接材料出现热裂纹等情况。
要解决这些问题,可以采取以下措施:1. 加强焊工培训和管理。
培养合格的焊工并确保他们熟悉操作规程,了解焊接质量的要求。
此外,增加焊工之间的交流和经验分享,提高他们的技能水平。
2. 严格执行焊接工艺。
要按照设计要求和工艺规范进行焊接操作,包括焊接材料的选用、预热温度的控制、焊接过程中的温度监测等。
在焊接过程中,应配备专门的人员进行监督和检验,及时发现和解决问题。
3. 定期进行焊缝检测。
通过对焊缝进行无损检测,可以及时发现潜在的焊接质量问题,并采取相应的措施加以修复,确保焊缝的牢固性和可靠性。
二、安全防护问题在钢结构施工中,安全防护是至关重要的,因为钢结构施工涉及到高处作业、起重吊装等风险较大的工作环境。
以下是一些常见的安全防护问题及相应的解决措施:1. 高处坠落风险。
解决之道是通过设置安全护栏、安全网等防护设施来保护施工人员。
同时,在高空作业时,施工人员应佩戴安全带,并正确使用安全绳索进行固定,确保他们的安全。
2. 架桥吊的稳定性问题。
在进行架桥吊吊装作业时,需要保证吊装过程中施工设备的稳定性,防止发生意外。
解决之道是在吊装前进行详细的工程计算,保证采用适当的吊装机械和工具,并严格按照设计标准进行操作。
3. 筑路机械压力对周边环境的影响。
筑路机械施工会产生较大的压力,可能对周边的土地和建筑物造成影响。
解决之道是在施工前进行地质勘察和工程测量,了解工程地质条件和周边环境的情况,合理调整施工方案,采取减压措施,避免产生负面影响。
焊接结构疲劳失效的原因及改善措施办法总结

焊接结构疲劳失效的原因及改善措施办法总结焊接结构疲劳失效是指在长时间的使用过程中,由于受到重复载荷的作用,焊接接头或部件出现疲劳裂纹,最终导致结构失效。
焊接结构疲劳失效的主要原因包括材料质量、焊缝设计不良、焊接工艺不合理等。
下面将就这些问题逐一进行分析,并提出相应的改善措施和办法。
首先,材料质量是影响焊接结构疲劳失效的一个重要因素。
若使用的材料强度较低,容易发生疲劳失效。
此外,若材料存在明显的内部缺陷、气孔、夹杂物等,也会直接影响材料的力学性能,导致焊接接头的强度和疲劳性能下降。
为了改善这一问题,应首先确保选用的材料质量可靠,在焊接前进行严格的材料检查,杜绝存在缺陷的材料使用。
其次,可以通过热处理等方式来提高材料的力学性能和疲劳强度。
其次,焊缝设计不良也是导致焊接结构疲劳失效的原因之一、一般来说,焊缝的形状和大小应根据受力情况进行合理的设计,以保证焊接接头的强度和疲劳寿命。
若焊缝设计不当,容易导致应力集中或者应力分布不均匀,使得焊接接头容易产生裂纹。
改善这一问题的措施包括:合理选择焊缝的形状和尺寸,尽量减少应力集中区的存在;采用多道焊接的方式,提高焊缝的强度和疲劳寿命;增加过渡部位的长度,减小应力集中的程度。
此外,焊接工艺不合理也是导致焊接结构疲劳失效的一个关键因素。
焊接工艺的合理性直接影响焊接接头的质量和疲劳强度。
若焊接参数选择不当,焊接过程中存在较大的热输入或者冷却速度过快等问题,容易导致焊接接头产生裂纹。
为了改善这一问题,应根据焊接接头的特点和使用条件,选择适当的焊接工艺参数。
同时,在焊接过程中,要严格执行焊接规程,保证焊接接头的质量和性能。
综上所述,改善焊接结构疲劳失效的措施和办法包括:选择优质的材料,确保材料的质量可靠;进行合理的焊缝设计,减少应力集中和应力分布不均匀的问题;合理选择焊接工艺参数,保证焊接接头的质量和疲劳强度。
此外,为了及时发现焊接结构的裂纹,可以采用无损检测技术进行定期检查,及时发现问题并采取相应的维修措施。
钢结构质量通病及防治措施

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质量通病综合防治措施
加强设计与审查环节管理
总结词:严格把控
详细描述:在钢结构设计阶段,应严格按照规范要求进行设计,确保结构设计合理、安全可靠 。同时,应建立严格的审查制度,对设计图纸进行多次审查,确保设计质量。
加强施工过程质量控制
总结词:精细管理
详细描述:在施工过程中,应实施精细化管理,控制每 个环节的质量。从材料采购、加工、焊接、安装等环节 加强质量控制,确保每个环节都符合规范要求。
加强验收与维护保养管理
总结词:严格验收
详细描述:在钢结构工程完工后,应进行严格的 验收,确保工程质量符合要求。同时,在日常使 用过程中,应定期进行维护保养,确保钢结构工 程保持良好的使用状态。
T
加强进场材料检查是防治钢材质量问题的重要措施,可以确保进场使用的钢材符 合设计和规范要求。
详细描述
实施进场材料检查时,应严格按照规范和标准进行,包括检查材料的质量保证书 、规格型号、尺寸偏差、外观质量、成分和性能等。同时,对于关键部位使用的 钢材,还应进行复验和抽检,确保其质量和性能符合要求。
02 设立质量监督部门或派遣专业监督人员对安装过 程进行全程监督,及时发现并纠正问题。
案例分析
01
案例一:某钢结构桥梁在施工过程中 ,由于安装人员操作不规范,导致桥 面出现裂缝,引发安全事故。
02
案例二:某钢结构厂房在安装过程中 ,由于焊接不规范,导致结构失稳, 造成严重经济损失。
03
通过以上分析和案例,我们可以看到 安装不规范对钢结构质量产生的影响 是严重的。因此,在钢结构安装过程 中,必须对安装人员进行严格的培训 和考核,确保他们具备从事高质量安 装工作的能力。同时,制定详细的操 作规程和检验标准,并由专业监督人 员对安装过程进行全程监督也是非常 重要的。通过这些措施,我们可以有 效预防和减少安装质量问题,提高钢 结构的使用性能和安全性。
钢结构常见的质量问题及预防措施

一、事前控制1、审查创造厂的生产能力、质量保证体系.重点审核:(1)、创造厂的设备、环境、工艺流程、运输条件能否满足钢构件制作过程必需的条件,以及企业标准能否满足本工程设计的要求。
(2)创造厂的质保体系和人员构成能否保证工序工艺质量控制,自检、专职检验制度的执行,资料齐全、真实。
发现问题能及时落实到操作管理层进行整改.(3)检查特殊工种的上岗证。
(4)焊接工艺试验条件和质量保证措施落实情况。
(5) 钢构件制作完成后,监理应检查创造厂产品合格证并根据设计要求和规范规定,检查其外形尺寸、精度.2、监理工程师应检查制作安装焊工合格证 (焊工技术资格证)。
检查时重点核对合格证的签发单位的资格,合格证有效期限(3 年),焊接位置(平、立、仰焊),焊接材料(钢材和焊条) 与实际工程的一致性.还要检查特殊工种操作安全证(焊工上岗证)。
3、在监理工程师监督下进行焊接工艺评定.具有如下五项之一的情况时,就要进行工艺试验:(1)结构钢材系首次应用;(2)焊条、焊丝、焊剂的型号改变;(3)焊接方法改变,或者由于焊接设备的改变而引起焊接参数的改变;(4)焊接工艺需改变;(5)需要预热、后热或者焊后做热处理者。
试验用料、工艺试验条件、焊件的检验及焊工都要与工程一致,接头的型式普通为对接, 也有 T 型接头。
通过焊接工艺评定,制定施工工艺技术文件.4、审查施工组织设计(方案)监理单位审核的主要内容是选定的安装机械和施工流程是否可行,质量保证体系运转是否正常;保证质量的措施是否具有针对性,现场拼装的构件应复核其几何尺寸和拼装节点的质量是否是否符合设计和规范要求,构件运输和现场堆放搁置点位置正确、坚固以防构件变形;钢构件的焊接程序、高强螺栓的紧固措施要符合有关规定。
压型金属板施工方案重点审查排版图、节点祥图是否满足防水要求,关键节点的防水措施。
钢结构的安装施工高空作业多,监理应检查施工组织设计中的安全措施以及其落实情况,确保安全生产.5、原材料及成品进场验收(1)钢材:* 检查质量合格证明文件、中文标志及检验报告。
焊接残余应力和焊接变形对钢结构的影响以及消除和调整的措施

焊接残余应力和焊接变形对钢结构的影响以及消除和调整的措施作者:李廷凯李玉振来源:《世界家苑》2018年第02期摘要:随着焊接技术也已经发展的越来越普及,但是焊接残余应力和焊接变形对钢结构的影响非常大,必须加强对焊接质量研究。
本文对焊接残余应力和焊接变形对钢结构的影响以及消除和调整进行了探讨分析。
关键词:焊接残余应力;焊接变形;钢结构;消除和调整1 焊接残余应力产生的原因1.1 塑性压缩造成的纵向残余应力在焊接的过程中,由于温度上的差距,焊缝及其周围都会受到因热膨胀和周围温度较低的金属的拘束,从而产生压缩塑性应变。
当焊接完成之后,温度骤减,母性材料就会制约着焊缝和近缝区域之间的收缩,这就在很大程度上导致了残余应力的存在。
并且残余应力的范围将会和高温环境下造成的塑性范围相一致,弹性拉伸区域和残余拉应力也是相对应的。
从这些都可以看出来,塑性压缩就是造成焊接过程中纵向残余应力的主要原因。
1.2 塑性压缩的应变导致的横向残余应力塑性压缩的应变,除了能够说成是造成纵向残余应力的主要原因,同时也能理解为造成横向残余应力的原因之一,但是造成横向残余应力的主要原因是母材的收缩。
当对母材进行焊接时,母材会出现膨胀现象,并且当焊接缝的金属材料逐渐形成固体时,膨胀中的母材必定会受到压缩,这种塑性压缩是横向收缩中的重要的一部分,焊缝自身那一小部分收缩仅仅只占到横向收缩的十分之一左右。
主要的横向收缩那部分存在于焊接缝沿着焊缝轴线进行切割后的中心区域,那才是拉应力中的横向应力。
2消除残余应力的方法2.1 热处理的方法这种方法对于焊件的性能有着至关重要的作用,它不仅可以消除残余应力,还能够改进焊接接头的性能。
热处理方法就是在焊件还处在高温条件下的时候,去降低屈服点和蠕变现象,从而实现去除残余应力的一种方法。
这种方法分为两个步骤,首先就是总体热处理,其次是局部热处理。
在总体热处理的过程中,加热的温度和保温时间和加热以及冷却速度都会影响到去除焊接残余应力的效果。
钢结构质量通病及其预防措施(图文并茂)

钢结构质量通病及其预防措施钢结构作为重要的建筑结构材料之一,具有结构轻、强度高、可塑性好、施工周期短等优势,广泛应用于各种建筑工程中。
但在使用过程中,由于设计、制造、安装等环节中存在的一些问题,容易出现一些质量通病,给建筑结构的安全稳定带来隐患。
因此,对钢结构常见的质量通病及其预防措施进行了和分析,旨在提高钢结构的质量和安全性。
钢材锈蚀钢材锈蚀是指钢材表面出现的氧化锈层,长期累积下来,不仅影响结构美观度,还会导致钢材的强度降低,缩短整个建筑物的使用寿命。
预防措施:要对钢材进行防腐处理。
通常采用热浸镀锌、喷涂防腐漆、阴极保护等方法,以提高钢材的抗腐蚀能力。
在安装过程中,应避免钢材与水泥、石膏等物质接触,避免受潮或出现二次污染。
焊接质量差钢结构常常需要进行焊接,当焊接质量不好时,容易出现瑕疵,导致焊接失效,降低整体结构强度,从而影响结构的安全性。
预防措施:保证施焊师傅的技能水平,加强对施焊过程的管理和控制,采用可靠的焊接工艺参数,确保焊缝质量,防止出现焊缝气孔、裂纹等问题。
同时,在进行钢结构的设计和计算时,应该充分考虑结构变形和应力集中等问题,避免因施焊质量差导致结构失效。
螺栓连接缺陷螺栓连接是钢结构中常见的连接方式之一,当螺栓连接存在缺陷时,容易影响整体结构的稳定性,从而引发安全隐患。
预防措施:在设计和制造时要注意选择合适的螺栓,严格控制螺栓的质量检验过程,确保螺栓的强度、拉力、抗腐蚀性能等质量满足设计和施工要求。
在实际使用中,要定期检查螺栓的紧固力、防松措施、加强对局部应力的考虑等,避免因断裂、错位等问题造成结构失稳。
疲劳破坏问题钢结构长期受力容易产生疲劳裂纹,如果不及时发现和处理,容易导致结构的疲劳破坏,危及使用安全。
预防措施:钢结构的设计和计算应该考虑到疲劳破坏问题,根据结构受力特点和材料选择合理的结构方案和合适的材料;施工和维护过程要注意防止外部损伤、冲击等因素对结构的影响,确保结构不受过度振动等压力;定期对受疲劳影响的部位进行检查和维护,加强对结构重要部位的监控和管理。
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焊接对钢结构疲劳的影响及预防措施
自从20世纪初涂药焊条发明至今100年来,焊接已经成为应用最广泛的工艺方法,很难找出另一种发展如此之快,并在应用规模和多样化方面能与焊接相比的工艺,以至于当代许多最重要的技术问题必须采用焊接才能解决,例如造船、铁路、汽车、航空、航天、桥梁、锅炉、大型厂房和高层建筑等都离不开焊接技术的支持。
目前在工程生产上,焊接是最主要的连接方法,焊接结构的重量已占钢铁总产量的50%以上,工业发达国家的这一比例已经接近70%。
然而焊接结构经常发生断裂事故,其中80%为疲劳失效。
在我国,焊接结构因疲劳问题而失效的工程事例也不断出现。
例如,90年代末,高速客车转向架中焊接接头的疲劳断裂,以及水轮机叶片根部的疲劳断裂等,都给国家和企业造成了巨大的经济损失。
所谓疲劳是指在循环应力和应变作用下,在一处和几处产生局部永久性积累损伤,经一定的循环次数后产生的裂纹或突然发生断裂的过程。
疲劳断裂是金属结构断裂的主要形式之一。
大量的统计资料表明,工程结构失效约80%以上是由疲劳引起的。
钢结构的疲劳破损是裂纹在重复或交变荷载作用下的不断开展以及最后达到临界尺寸而出现的断裂。
疲劳破坏的主要影响因素是应力幅、循环次数和应力集中。
一般地说,疲劳破坏经历三个阶段:裂纹的形成,裂纹的缓慢扩展和最后迅速断裂。
对于钢结构.实际上只有后两个阶段,因为结构总会有内在的微小缺陷,这些缺陷本身就起着裂纹的作用疲劳破坏的起始点多数在构件的表面。
对非焊接构件,表面上的刻痕、轧钢皮
的凹凸、轧钢缺陷和分层以及焰割边不平整,冲孔壁上的裂纹,都是裂源可能出现的地方。
对焊接构件,最经常的裂源出现在焊缝趾处,那里常有焊渣侵入。
有些焊接构件疲劳破坏起源于焊缝内部缺陷,如气孔、欠焊、夹渣等。
一、影响焊接疲劳强度的主要因素
1.应力集中对疲劳强度的影响
影响焊接结构几何不连续性的因素,都将影响应力集中和疲劳强度。
(1)焊接结构的几何形状结构上几何不连续的部位都会产生不同程度的应力集中。
结构的截而变化幅度越大,产生的应力集中越大,结构的疲芳强度越低。
(2)焊接接头形式在接头部位由于传力线受到干扰,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接头形式。
十字接头或T形接头在焊接结构中得到了广泛的应用。
这种承力接头中由于在焊缝向基本金属过渡处具有明显的截而变化,其应力集中系数要比对接接头的应力集中系数高,因此十字或丁形接头的疲劳强度要低于对接接头。
提高丁形或十字接头疲劳强度的根本措施是开坡口焊接,并加工焊缝使之圆滑过渡,通过这种改进措施.疲劳强度可有较大幅度的提高。
(3)焊缝局部几何形状的影响焊缝局部几何形状的变化,对焊接结构的疲劳强度将产生十分明显的影响。
在一定范围内,余高越大,应力集中系数越大,缺口效应越大,疲劳强度降低。
很多人错误的认
为焊后余高越大,焊缝的强度就越高,这种观点十分错误。
焊后的余高只能提高焊缝的静载强度,但对于承受动载荷尤其是交变载荷的构件是十分不利的,因为其疲劳强度显著下降。
对承受动载荷的焊缝,一般规定焊缝余高不超过2.5mm。
(4)错边或角变形的影响在焊接过程中,由于组对误差或焊后变形,焊接接头可能产生错位或角变形。
由于焊接接头具有错边或角变形,有时甚至是两者同时存在,因而焊缝局部几何形状变化加剧,使得焊趾根部的应力集中程度增加,焊接结构疲劳强度降低。
这就要求工件组对时严禁错边存在,焊接过程采取措施控制焊接变形。
2.焊接缺陷的影响
焊趾部位存在着大量不同类型的缺陷,导致疲劳裂纹早期开裂,使母材的疲劳强度急剧下降。
焊接缺陷大体上可分为两大类:面状缺陷(如裂纹等)和体积型缺陷(气孔、夹渣等),它们的影响程度是不同的,同时焊接缺陷对接头疲劳强度的影响与缺陷的种类、方向和位置有关。
(1)裂纹焊接中的裂纹,如冷、热裂纹,除伴有脆性的组织结构外,是严重的应力集中源,可大幅度降低结构或接头的疲劳强度尤其是表面裂纹对焊接疲劳强度影响更甚。
(2)未焊透其主要影响是削弱截面积和引起应力集中。
将削弱面积10%时的疲劳寿命与未含有该类缺陷的试验结果相比.其疲劳强度可降低15% ~ 25%。
(3)未熔合一般认为末熔合对疲劳强度的影响等同于未焊透。
(4)咬边咬边一般不能引起检验的足够重视.其实咬边的危害甚至比未熔合、未焊透更为严重。
咬边位于焊趾部位,属于表面缺陷,特别是低合金高强度钢的焊接,咬边引起边缘组织被淬硬,易引起裂纹。
(5)气孔气孔为体积缺陷,疲劳强度下降主要是由于气孔减少了截面积尺寸。
当采用机加工方法加工试样表面,使气孔处于表面上,或刚好位于表面下方时,气孔的不利影响加大,它将作为应力集中源而成为疲劳裂纹的起裂点。
这说明气孔的位置比其尺寸对接头疲劳强度影响更大,表面或表层下气孔影响最严重。
(6)夹渣夹渣作为体积型缺陷,比气孔对接头疲劳强度影响要大。
3.焊接残余应力
焊接结构的残余应力对疲劳强度有影响的原因是焊接残余应力的存在使平均应力的大小改变而应力幅值却没有改变。
在拉伸残余应力区平均应力增大。
其工作应力有可能达到或超出疲劳极限,故对疲劳强度有不利影响;反之,残余压应力对提高疲劳强度是有利的。
由于焊接残余应力在结构上同时存在拉应力与压应力,如果能调整到残余压应力位于材料表面或应力集中区,则十分有利;如果在材料表面或应力集中区存在的是拉残余应力,则极为不利,应设法消除。
二、提高焊接结构疲劳强度的方法
焊接接头疲劳裂纹一般起裂位置存在于焊根和焊趾两个部位,如果焊根部位的疲劳裂纹起裂的危险被抑制,焊接接头的危险点则集中
于焊趾部位。
提高焊接结构疲劳强度应从影响焊接接头疲劳强度的因素入手。
1、降低应力集中(设计措施和工艺措施)
(1)采用合理的构件结构形式,减少应力集中,以提高其疲劳强度,避兔焊缝的密集、交叉分布。
(2)避兔将焊缝布置在几何突变处或“高应力区”。
(3)避兔在刚性太大处施焊。
(4)尽量采用应力集中系数小的焊接接头形式对接接头,保证焊接质量。
(5)当采用角焊缝时需采用综合措施提高接头的疲劳强度。
针对角焊缝处的几何不连续性,如在焊缝长度方向上的不连续;焊缝截面(宽度)上的不连续与母材宽度方向的对应。
采取相对应的措施:①机械加工焊缝端部(使沿长度方向连续)。
②合理选择角接板形状(使两母板的几何不连续性降低)。
③保证焊缝根部焊透。
(6)通过开缓和槽,使力线绕开焊缝的应力集中处来提高接头的疲劳强度。
(7)用表面加工的方法(机械加工、电弧重熔焊道整形)减小其几何不连续程度,可降低构件中的应力集中,以提高疲劳强度(使表面光滑,消除一些近表面缺馅)。
2、调整残余应力场
(1)整体退火或利用超载预拉伸法降低构件的残余拉应力。
(2)采用局部加热或挤压在应力集中处产生残余压应力。
(3)表面强化处理。
用风动工具的锤头锤击焊缝表面,或对焊缝区进行喷丸,不但形成有利的表面压应力,而且使材料局部加工强化,接头疲劳强度有所提高。
(4)涂层保护。
大气及介质侵蚀往往对材料疲劳强度产生不利的影响,因此采用涂层保护是有效的。
总之,防脆性断裂设计应从儿个方而入手:①正确选用钢材,使之具有足够的韧性;②尽量减少初始裂纹的尺寸;③缓和应力集中,减小应力值。