1. Reducir la concentración de tensiones El punto de concentración de tensiones de la fuente de grietas por fatiga en la unión soldada y la estructura, y todos los medios para eliminar o reducir la concentración de tensiones pueden mejorar la resistencia a la fatiga de la estructura.
(1) Adoptar una forma estructural razonable
① Se prefieren las juntas a tope y no se utilizan juntas traslapadas tanto como sea posible;Las juntas en forma de T o de esquina se cambian a juntas a tope en estructuras importantes, de modo que las soldaduras eviten las esquinas;cuando se utilizan juntas en forma de T o juntas de esquina, se espera utilizar soldaduras a tope de penetración total.
② Trate de evitar el diseño de carga excéntrica, de modo que la fuerza interna del miembro pueda transmitirse de manera suave y distribuida uniformemente sin causar tensión adicional.
③Para reducir el cambio repentino de la sección, cuando el espesor o ancho de la placa difiere mucho y es necesario acoplarlo, se debe diseñar una zona de transición suave;la esquina afilada o la esquina de la estructura debe tener forma de arco, y cuanto mayor sea el radio de curvatura, mejor.
④Evite las soldaduras de tres vías que se cruzan en el espacio, trate de no colocar soldaduras en áreas de concentración de tensión y trate de no colocar soldaduras transversales en los miembros de tensión principales;cuando sea inevitable, se debe garantizar la calidad interna y externa de la soldadura y se debe reducir la convergencia de la soldadura.concentración de estrés.
⑤Para soldaduras a tope que solo se pueden soldar en un lado, no se permite colocar placas de respaldo en la parte posterior de estructuras importantes;Evite el uso de soldaduras intermitentes, porque hay una alta concentración de tensiones al principio y al final de cada soldadura.
(2).Forma de soldadura correcta y buena calidad interior y exterior de soldadura.
① La altura residual de la soldadura de la junta a tope debe ser lo más pequeña posible, y es mejor cepillar (o esmerilar) después de soldar sin dejar ninguna altura residual;
② Es mejor utilizar soldaduras de filete con superficies cóncavas para juntas en forma de T, sin soldaduras de filete con convexidad;
③ La punta en la unión de la soldadura y la superficie del metal base debe transitarse suavemente, y la punta debe rectificarse o volverse a fundir con arco de argón si es necesario para reducir la concentración de tensión allí.
Todos los defectos de soldadura tienen diferentes grados de concentración de tensión, especialmente los defectos de soldadura en escamas, como grietas, no penetración, no fusión y mordeduras de bordes, etc., tienen el mayor impacto en la resistencia a la fatiga.Por lo tanto, en el diseño estructural es necesario asegurar que cada soldadura sea fácil de soldar, para reducir los defectos de soldadura, y se deben eliminar los defectos que excedan el estándar.
2.Ajustar la tensión residual
La tensión de compresión residual en la superficie del miembro o la concentración de tensión pueden mejorar la resistencia a la fatiga de la estructura soldada.Por ejemplo, ajustando la secuencia de soldadura y el calentamiento local, es posible obtener un campo de tensión residual que favorece la mejora de la resistencia a la fatiga.Además, también se puede adoptar el refuerzo de la deformación de la superficie, como laminado, martillado o granallado, para hacer que la superficie del metal se deforme y endurezca plásticamente y produzca tensión de compresión residual en la capa superficial para lograr el propósito de mejorar la resistencia a la fatiga.
La tensión de compresión residual en la parte superior de la entalla se puede obtener usando un estiramiento previo a la sobrecarga una sola vez para el miembro entallado.Esto se debe a que el signo de la tensión residual de la entalla después de la descarga elástica es siempre opuesto al signo de la tensión de la entalla durante la carga (elastoplástica).Este método no es adecuado para sobrecargas de flexión o cargas de tracción múltiples.A menudo se combina con pruebas de aceptación estructural, como recipientes a presión para pruebas hidráulicas, y puede desempeñar un papel de tracción previo a la sobrecarga.
3.Mejorar la estructura y propiedades del material.
En primer lugar, la mejora de la resistencia a la fatiga del metal base y del metal de soldadura también debe considerarse desde la calidad intrínseca del material.Se debe mejorar la calidad metalúrgica del material para reducir la inclusión en el mismo.Se pueden fabricar componentes importantes con materiales procedentes de procesos de fundición como la fusión al vacío, la desgasificación al vacío e incluso la refundición de electroescoria para garantizar la pureza;La vida a fatiga del acero de grano se puede mejorar refinándolo a temperatura ambiente.La mejor microestructura se puede obtener mediante tratamiento térmico, y la plasticidad y tenacidad se pueden mejorar mientras se aumenta la resistencia.La martensita templada, la martensita con bajo contenido de carbono y la bainita inferior tienen una mayor resistencia a la fatiga.En segundo lugar, la resistencia, la plasticidad y la tenacidad deben estar razonablemente equiparadas.La resistencia es la capacidad de un material para resistir la rotura, pero los materiales de alta resistencia son sensibles a las muescas.La función principal de la plasticidad es que a través de la deformación plástica, se puede absorber el trabajo de deformación, se puede reducir el pico de tensión, se puede redistribuir la tensión alta, se pueden pasivar la muesca y la punta de la grieta y se puede aliviar o incluso detener la expansión de la grieta.La plasticidad puede garantizar la fuerza del juego completo.Por lo tanto, para el acero de alta resistencia y el acero de ultra alta resistencia, intentar mejorar un poco la plasticidad y la tenacidad mejorará significativamente su resistencia a la fatiga.
4.Medidas especiales de protección
La erosión del medio atmosférico a menudo tiene un impacto en la resistencia a la fatiga de los materiales, por lo que es ventajoso utilizar una determinada capa protectora.Por ejemplo, recubrir una capa de plástico que contiene cargas en concentraciones de tensión es un método de mejora práctico.
Hora de publicación: 27 de junio de 2023