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使用高强度钢(HSS)既能降低板厚,又能减少根部裂缝深度,同时还可提高疲劳强度;有利于提高负载、降低重量、减少焊接区域,从而降低焊接成本。+ {9 j1 j+ Z* C; i' }
角焊 ' x. x9 T2 ? ?* p8 q
对尖角缺口、小焊趾半径来说,高强度钢(HSS)的疲劳强度与低强度钢(LSS)是一样的。但对钝角缺口、大焊趾半径来说,如果采用诸如TIG处理得到了比较光洁的表面和较小的缺陷,疲劳强度会相对静强度成比例提高。较高的疲劳强度意味着更薄的板厚,从而带来较轻的重量、有效负载的提高、焊接区域减少以及焊接成本降低。通常,带来的收益会超过TIG处理的成本,而TIG只是对某些局部焊接时才采用。
! m7 v# g7 A, E) P双边角焊 . G% Y1 U8 T. \! p+ |- G! h
通过减少焊接尺寸和立板的厚度(必要时提高焊透深度)来缩短焊趾之间的距离,这样会提高疲劳强度。同时,由于焊接区域的减少,焊接的成本也降低了。
3 h: R' u9 ]7 _4 g! a3 |5 o# o5 U缺口敏感性 6 T/ ]% b, P" j- Z+ G3 x
高强度钢(HSS)的缺口敏感指数较大,意味着与低强度钢(LSS)相比其疲劳强度下降得大一些。但是我们常常忘记一个重要的事实:即与极限强度成比例增长的平滑疲劳极限(光滑表面)将比缺口敏感指数增长得快,使高强度钢获得较高的钝角缺口疲劳强度。而如前所述,尖角缺口也将会有相同的疲劳强度。 7 x& W: K" |# a k$ _+ y
表面粗糙度
- G" W! U0 t! k, [: W/ ?7 z平滑疲劳强度对缺口强度指数的另一个结果是:高强度钢工件的疲劳强度高于低强度钢工件,或至少与其相同,而与表面粗糙程度无关。 % Y3 T) b7 S: W/ s5 R: M" P
焊透深度 * t$ s3 S3 G! \: n9 N
箱式梁角焊的主要应力是弯矩或扭矩引起的剪应力。在这种情况下,根部裂缝的深度决定了疲劳强度,根部焊缝越短疲劳强度越大。根部裂缝深度取决于熔深和板厚,而焊缝尺寸并不太重要。实际上,我们可以粗略地说,相同疲劳强度时,2mm焊缝尺寸的降低与1mm熔深的增加是可以互换的。假如熔深从2mm增为3mm,焊缝尺寸可以从6mm降到4mm,这可使焊接成本减半(板厚6mm~12mm时)。 6 A2 c4 t3 k9 v6 X( r! Q
使用高强度钢(HSS)既降低了板厚,同时也减少了根部裂缝深度,这会提高对熔深的影响。由于弯曲应力是纵向的,焊趾就不再是关键问题,所以也无需进行TIG处理。
; I8 E2 `9 U9 `. C团队工作 5 n2 w6 Q7 r _# m- s' p; Q
为了贯彻节约成本步骤的内容,采购、生产、设计和分析部门的密切合作是必不可少的。
; C$ K* `, _& _5 S/ _焊接标准的要求都是十分泛泛的,有时仅对实际使用的操作做出规定,而这很多时候反而成为降低焊接成本的障碍。 |
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