มาตรการปรับปรุงความแข็งแรงความล้าของโครงสร้างเชื่อม

ข้อบกพร่องในการเชื่อมใดๆ จะมีความเข้มข้นของความเครียดในระดับที่แตกต่างกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งข้อบกพร่องในการเชื่อมที่เป็นขุย เช่น รอยแตก การเจาะที่ไม่สมบูรณ์ การหลอมรวมที่ไม่สมบูรณ์ และรอยตัดด้านล่าง ซึ่งมีผลกระทบมากที่สุดต่อความแข็งแรงเมื่อยล้า ดังนั้นการออกแบบโครงสร้างจึงต้องแน่ใจว่าการเชื่อมแต่ละครั้งนั้นง่ายต่อการ การเชื่อมเพื่อลดข้อบกพร่องในการเชื่อมและข้อบกพร่องที่เกินมาตรฐานจะต้องกำจัดออก

1. ลดจุดรวมความเครียดของแหล่งกำเนิดรอยแตกเมื่อยล้าบนข้อต่อและโครงสร้างที่เชื่อม

(1) ใช้รูปแบบโครงสร้างที่เหมาะสม

ให้ความสำคัญกับข้อต่อก้นและพยายามอย่าใช้ข้อต่อตัก สำหรับโครงสร้างที่สำคัญให้เปลี่ยนข้อต่อรูปตัว T หรือข้อต่อมุมเป็นข้อต่อชนเพื่อให้รอยเชื่อมหลีกเลี่ยงมุม เมื่อใช้ข้อต่อรูปตัว T หรือข้อต่อมุมก็หวังว่าจะใช้การเชื่อมแบบ Butt weld แบบเต็มๆ

พยายามหลีกเลี่ยงการออกแบบการโหลดที่ผิดปกติ เพื่อให้สามารถส่งแรงภายในของส่วนประกอบได้อย่างราบรื่นและกระจายอย่างสม่ำเสมอโดยไม่ทำให้เกิดความเครียดเพิ่มเติม

เพื่อลดการเปลี่ยนแปลงหน้าตัดอย่างกะทันหัน เมื่อความหนาหรือความกว้างของแผ่นเพลทแตกต่างกันมากและจำเป็นต้องเชื่อมต่อกัน ควรออกแบบโซนการเปลี่ยนผ่านแบบนุ่มนวล มุมหรือมุมที่แหลมคมบนโครงสร้างควรทำเป็นรูปโค้งและยิ่งรัศมีความโค้งมากเท่าไรก็ยิ่งดีเท่านั้น

หลีกเลี่ยงการตัดกันเชิงพื้นที่ของรอยเชื่อมสามทาง พยายามอย่าวางรอยเชื่อมในบริเวณที่มีความเข้มข้นของความเค้น และพยายามอย่าวางรอยเชื่อมตามขวางบนส่วนประกอบแรงดึงหลัก เมื่อหลีกเลี่ยงไม่ได้ จะต้องมั่นใจในคุณภาพการเชื่อมภายในและภายนอก และควรลดนิ้วเท้าเชื่อมลง ความเข้มข้นของความเครียด

การเชื่อมชนที่สามารถเชื่อมได้เพียงด้านเดียวไม่ได้รับอนุญาตให้วางแผ่นรองรับถาวรที่ด้านหลังของโครงสร้างที่สำคัญ หลีกเลี่ยงการใช้การเชื่อมเป็นระยะๆ เนื่องจากมีความเข้มข้นของความเค้นสูงที่จุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดของการเชื่อมแต่ละส่วน

(2) รูปร่างการเชื่อมที่ถูกต้องและคุณภาพการเชื่อมทั้งภายในและภายนอกที่ดี

การเสริมแรงของรอยเชื่อมชนควรมีขนาดเล็กที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ และวิธีที่ดีที่สุดคือการวางแผน (หรือบด) ให้เรียบโดยไม่เหลือการเสริมแรงใด ๆ หลังจากการเชื่อม

ควรใช้รอยเชื่อมเนื้อกับพื้นผิวเว้าสำหรับข้อต่อรูปตัว T แทนรอยเชื่อมเนื้อนูน

หัวเชื่อมที่จุดเชื่อมต่อระหว่างรอยเชื่อมกับพื้นผิวของโลหะฐานควรได้รับการเปลี่ยนอย่างราบรื่น หากจำเป็น หัวเชื่อมควรเป็นกราวด์หรืออาร์กอนอาร์กหลอมใหม่เพื่อลดความเข้มข้นของความเค้นตรงนั้น

2. ปรับความเค้นตกค้าง

ความเค้นอัดตกค้างที่มีอยู่บนพื้นผิวส่วนประกอบหรือที่จุดความเข้มข้นของความเค้นสามารถปรับปรุงความแข็งแรงเมื่อยล้าของโครงสร้างที่เชื่อมได้ ตัวอย่างเช่น โดยการปรับลำดับการเชื่อม การทำความร้อนเฉพาะที่ ฯลฯ เป็นไปได้ที่จะได้รับสนามความเค้นตกค้างซึ่งเป็นประโยชน์ในการปรับปรุงความแข็งแรงของความเมื่อยล้า นอกจากนี้ คุณยังสามารถเสริมการเสริมการเปลี่ยนรูปพื้นผิว เช่น การกลิ้ง การตอก หรือการขัดผิว ซึ่งใช้ในการเปลี่ยนรูปร่างแบบพลาสติกและทำให้พื้นผิวโลหะแข็งขึ้น และสร้างความเค้นอัดที่ตกค้างบนพื้นผิวเพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ในการปรับปรุงความแข็งแรงเมื่อยล้า

สำหรับส่วนประกอบที่มีช่องว่าง สามารถใช้การยืดก่อนโอเวอร์โหลดเพียงครั้งเดียวเพื่อรับความเค้นอัดตกค้างที่ด้านบนของช่องว่าง เนื่องจากหลังจากการขนถ่ายแบบยืดหยุ่น สัญญาณของความเค้นตกค้างของช่องว่างจะอยู่ตรงข้ามกับสัญญาณของความเค้นรอยบากระหว่างการโหลด (อีลาสโตพลาสติก) เสมอ วิธีนี้ไม่เหมาะที่จะใช้การดัดงอเกินพิกัดหรือการรับแรงดึงหลายครั้ง มักใช้ร่วมกับการทดสอบการยอมรับโครงสร้าง ตัวอย่างเช่น เมื่อภาชนะรับความดันถูกทดสอบด้วยไฮดรอลิก ภาชนะดังกล่าวจะสามารถรับแรงดึงก่อนโอเวอร์โหลดได้

3. ปรับปรุงโครงสร้างและประสิทธิภาพของวัสดุ

ประการแรก การปรับปรุงความแข็งแรงเมื่อยล้าของโลหะฐานและโลหะเชื่อมควรพิจารณาจากคุณภาพที่แท้จริงของวัสดุด้วย ควรปรับปรุงคุณภาพทางโลหะวิทยาของวัสดุและควรลดการเจือปนในนั้น การหลอมด้วยสุญญากาศ การกำจัดก๊าซในสุญญากาศ และแม้กระทั่งการหลอมด้วยไฟฟ้าสแล็ก สามารถใช้กับส่วนประกอบที่สำคัญได้ วัสดุเช่นกระบวนการถลุงเพื่อรับรองความบริสุทธิ์ การกลั่นเหล็กเม็ดละเอียดที่อุณหภูมิห้องสามารถปรับปรุงชีวิตความเหนื่อยล้าได้ สถานะองค์กรที่ดีที่สุดสามารถได้รับจากการบำบัดความร้อนซึ่งไม่เพียงช่วยเพิ่มความแข็งแกร่ง แต่ยังช่วยเพิ่มความเป็นพลาสติกและความเหนียวอีกด้วย โครงสร้างม้าแบ่งเบา เช่น มาร์เทนไซต์ มาร์เทนไซต์คาร์บอนต่ำ และเบนไนต์ต่ำ ล้วนมีความต้านทานต่อความล้าสูง

ประการที่สอง ความแข็งแรง ความเหนียว และความเหนียวควรได้รับการประสานกันอย่างสมเหตุสมผล ความแข็งแรงคือความสามารถของวัสดุในการต้านทานการแตกหัก แต่วัสดุที่มีความแข็งแรงสูงจะไวต่อรอยบาก หน้าที่หลักของความเป็นพลาสติกคือการดูดซับงานการเสียรูปผ่านการเสียรูปพลาสติก ลดจุดสูงสุดของความเครียด และกระจายความเครียดสูงอีกครั้ง ในเวลาเดียวกัน รอยบากและปลายรอยแตกร้าวจะทื่อ และการขยายตัวของรอยแตกร้าวจะคลี่คลายหรือหยุดลง ความเป็นพลาสติกช่วยให้มั่นใจได้ว่าฟังก์ชันด้านความแข็งแรงจะทำงานอย่างเต็มที่ ดังนั้น สำหรับเหล็กที่มีความแข็งแรงสูงและเหล็กที่มีความแข็งแรงสูงเป็นพิเศษ การพยายามปรับปรุงความเป็นพลาสติกและความเหนียวเล็กน้อยจะช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพได้อย่างมาก ความสามารถในการต่อต้านความเมื่อยล้า

4.มาตรการป้องกันพิเศษ

การพังทลายของสื่อบรรยากาศมักส่งผลต่อความแข็งแรงของความล้าของวัสดุ ดังนั้นจึงเป็นประโยชน์ที่จะใช้การเคลือบป้องกันบางอย่าง ตัวอย่างเช่น การใช้ชั้นพลาสติกที่มีสารตัวเติมกับบริเวณที่มีความเครียดเข้มข้นเป็นวิธีการปรับปรุงเชิงปฏิบัติ