Сварные конструкции. Расчет и проектирование

ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ УСТАЛОСТНОЙ ПРОЧНОСТИ

Остаточные напряжения могут быть не только вред­ными, но и полезными. Если в зоне наибольших растяги­вающих напряжений от внешних нагрузок создать сжи­мающие остаточные напряжения, то последние будут спо­собствовать повышению усталостной прочности сварных соединений.

Благоприятные остаточные напряжения сжатия можно создать местной пластической деформацией. С этой целью сварные соединения иногда подвергают поверхностной механической обработке: прокатке роликами или, что является более простым н удобным, обдувкой дробью, обработке пневматическим молотком или пучком проволок ударными методами. При этом в поверхностных слоях металла происходит пластическая деформация, которая вызывает наклеп металла, сопровождающийся повышением

gft, и, кроме того, образуются остаточные напряжения сжатия. Чем выше коэффициент концентрации напряжений в сварном соединении, тем более эффективно применение поверхностной обработки швов.

Эффект повышения предела выносливости сварных то­чечных соединений достигается их обжатием ковочным давлением при остывании. Проковка повышает сопротив­ляемость усталостным разрушениям в 1,4. . .2,0 раза, а при обработке специальным инструментом и скоростной проковке — в большей степени.

ИЭС им. Е. О. Патона разработан способ повышения усталостной прочности сварных соединений обжатием по­средством взрыва. Вдоль швов укладывают трубки со взрывчатым веществом. В результате действия взрывной волны усталостная прочность повышается. Значительное повышение усталостной прочности может быть получено в результате обработки соединений ультразвуковым ин­струментом.

Выносливость сварных соединений может быть увели­чена предварительным их нагружением при одновремен­ном устранении вредных растягивающих остаточных на­пряжений в зоне концентраторов. Иногда считают полез­ным создание предварительных напряжений в тонкостен­ных конструкциях и подвержение нх вибрации. При этом остаточные растягивающие напряжения уменьшаются на несколько десятков процентов, а сопротивление усталост­ным нагрузкам повышается.