Прочность сварных и клеесварных точечных соединений при циклических нагрузках

Прочность сварных и клеесварных точечных соединений при циклических нагрузках

При циклических нагрузках в сварных и клеесварных соединениях начинают резко проявляться такие факторы, которые при статических почти не сказываются. Этими факторами являются: геометрия детали (концентрация напряжений) и ее абсолютные размеры, неоднородность состава и структуры металла, механическое и химическое состояние поверхностных слоев его и микрогеометрия поверхности детали.

Характеристики циклической прочности соответствуют двум видам нагружения:

1. Усталостная прочность характеризует циклическую прочность при повторных нагрузках с частотой нагружений 2000-2500 циклов в минуту.

2. Статическая выносливость характеризует циклическую прочность при повторных статических нагрузках с частотой 10-15 циклов в минуту.

Сопротивление действию циклических нагрузок характеризуется одним из следующих показателей: а) числом циклов, выдерживаемых типовым образцом или конструктивным элементом до разрушения при заданных пределах нагружения; б) верхним пределом нагружения, соответствующим заданному числу циклов нагружений; в) кривыми выносливости в координатах (максимальное напряжение — число циклов).

Усталостное разрушение металлов значительно отличается от разрушения при однократных статических или повторных статических нагрузках. Так, усталостное разрушение происходит обычно без внешних признаков пластической деформации, ему характерна пониженная величина напряжения, иногда даже по сравнению с величиной упругости при статическом нагружении. На усталостную прочность особенно неблагоприятно влияет концентрация напряжений как в сварных, так и в клепаных соединениях (особенно с рабочими точками).

Сварное точечное соединение, в отличие от клепаного, достаточно жесткое. В его центре — в зоне сварной точки — образуется относительно хрупкая литая дендритная структура (ядро точки). В околошовной зоне вследствие нагрева в процессе сварки происходят не благоприятные структурные изменения и некоторое местное снижение прочности основного металла. Под действием усилия сжатия электродов на поверхности разогретого металла образуется вмятина, которая несколько снижает рабочее сечение сварного соединения. Несмотря на это сварные соединения обладают почти такой же работоспособностью при вибрационных нагрузках, как и однотипные клепаные соединения.

Усталостная прочность сварных и клепаных соединений с рабочими точками оказалась одинаковой. Образцы испытывались на резонансной машине с максимальным усилием 300 и 2000 кГ, с частотой повторных нагружении около 2000 циклов в минуту, на базе Nu, равного 107 знакопостоянных циклов. Усталостная прочность определялась по напряжению (отношение нагрузки к площади поперечного сечения образца без учета ослабления основного металла сварной точкой).

Сварные образцы с жесткой накладкой (из профиля) в процессе усталостных испытаний разрушаются в большинстве случаев по периферии или границе литого ядра в накладке. Первые две трещины возникают на границе стыка свариваемых деталей в переходной зоне, в местах наибольшего перенапряжения у противоположного по отношению к действующей силе края литого ядра обеих сварных точек. Затем эти трещины развиваются в накладке одновременно или в переходной зоне, или по периферии литого ядра.


Читайте так же:

Комментарии запрещены.

Контактная сварка
  • 09.03.2015
    Работа машины

    При работе машины рабочий протягивает двойную полиэтиленовую пленку между нагревателем и подушкой до упора на столике перед машиной. Нажимая на педаль, рабочий опускает... 
    Читать полностью