|
| |
|
Слаботочка Книги Схемы дидод сварных соединений Вид д плане Разрезы МраШат Для стали СтЗ при растягивающих усилиях и г = 0,15 соединения с лобовыми швами при отношении катетов 2:1, когда механическая обработка отсутствует, имеют предел выносливости 81- 109 МПа, а при ее наличии- 113 МПа. У соединений с фланговыми швами обычного типа предел выносливости составляет 76 МПа, а в соединениях с выточками в накладках у начала фланговых швов - до 90 МПа. Эти данные указывают на низкие усталостные свойства соединений с угловыми швами и на возможность их повышения путем применения улучшенных конструктивных форм и технологической обработки. Работоспособность соединений с фланговыми швами при переменных нагрузках зависит от длины фланговых швов, от ширины накладок и расстояния между швами. На рис. 4.8 приведены кривые пределов выносливости для разных типов сварных со- -1,0 -0,5 О 0,5 7,0Г Рис. 4.8. Пределы выносливости сварных соединений с концентраторами напряжений Стыковое соединение - с обраЪотной стыкового шВа Технологическип путем  -{осуществленный плавный переход от шва к оснобному металлу ьез механической обра-Ьтт обычного «ачестВа - Ручная  Ъ-Zq  rl.......J "Т  1,33 Рис. 4.9. Эффективные коэффициенты концентрации Кэ сварных соединений сталей СтЗ и 15ХСНД единений из низкоуглеродистой стали. Кривая / получена для сварных соединений с наиболее резкими концентраторами напряжений, кривая 4 - с наиболее слабыми концентраторами, кривые 2 и 5 - с промежуточными. Для соединений из более прочных сталей 0г/сгв имеют еще меньшие значения. На рис. 4.9 приведены значения эффективных коэффициентов концентрации К, полученные опытным путем при испытаниях сварных соединений и элементов конструкций из сталей СтЗ и 15ХСНД. Стыковые соединения имеют наименьшие К а, соединения с фланговыми швами - наибольшие. В конструкциях из низколегированной стали 15ХСНД коэффициенты Кэ выше, чем в конструкциях из стали СтЗ. Влияние концентраторов на прочность при переменных нагрузках наглядно видно на рис. 4.10, где изображены различные виды сварных соединений и их пределы выносливости при испытаниях в условиях отнулевых циклов г = 0.  Рис. 4.10. Пределы выносливости сварных соединений из стали 37 при г = 0: / - целая полоса; 2 - полоса с отверстием; <? - модель соединения с лобовыми швами; 4 - шов обработан, подрарен: 5 - шов не обработай, подварен; 6 - шов без подвара; 7 - крестовое соединение, швы не обработаны, S - то же, швы обработаны, 9 - соединение с заклепками; 10 - поперечный валик без обработки, - косой стыковой шов обработан, 12 - то же, не обработан, подварен; 13 - фланговые швы обработанные Экспериментальным путем установлено, что усталостная прочность сварных соединений элементов больших толщ,ин, сваренных электрошлаковым способом, из низкоуглеродистых и углеродистых сталей, например марки 35Л, удовлетворительна. С увеличением размера сварного элемента предел выносливости несколько снижается. Однако достаточная прочность сварных соединений при переменных нагрузках позволяет применять электрошлаковую сварку в самых ответственных машиностроительных конструкциях. Заметное влияние на повышение усталостной прочности оказывает термообработка сварных конструкций. Это видно из данных табл. 4.4, где приведены результаты испытаний сварных соединений из низкоуглеродистой стали 22К. При сварке элементов боль- ших толщин термическая обработка, особенно в сочетании со снятием усиления, приводит к заметному повышению усталостной прочности. Таблица 44 Предел выносливости элементов 65x75 мм при различной термообработке
§ 3. Сопротивление усталости сварных соединений, выполненных контактной сваркой Соединения, выполняемые контактной стыковой сваркой, обладают высокими механическими свойствами не только при статических, но и при переменных нагрузках. При сварке низкоуглеродистых и многих низколегированных сталей соединения имеют предел выносливости, близкий к пределу выносливости основного металла. Большое влияние на усталостную прочность оказывает качество провара стыка, а также состояние его поверхности. При грубой обработке поверхности предел выносливости меньше; при гладкой, особенно полированной, - больше. Усталостная прочность точечных соединений значительно уступает прочности стыковых. Точечные соединения условно рассчитывают по напряжениям среза. Однако их разрушения при работе под переменными нагрузками всегда происходят в результате разрывов металла в надточечной или околоточечной зонах. Эти разрушения вызваны концентраторами напряжений. Усталостная прочность точечных соединений в очень большой степени зависит от того, являются ли они связующими или рабочими, от рода материала и степени его чувствительности к концентраторам напряжений. Данные экспериментов показывают, что пределы выносливости рабочих точек намного ниже, чем связующих, что наименее чувствительны к концентраторам точечные соединения из низкоуглеродистых сталей, более чувствительны соединения из аустенитной стали 12Х18Н10Т и из стали ЗОХГСА после закалки и низкого отпуска. Усталостная прочность в сильной степени зависит от конструкции соединения. Чем больше шаг между точками в ряде, направленном перпендикулярно действующей силе, тем выше концентра- 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 [46] 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 |