文档介绍：改善焊接结构疲劳强度的工艺方法综述
史春元
大连交通大学
材料科学与工程学院
2005年6月
大连交通大学
①焊接接头疲劳裂纹一般启裂于位置:焊根和焊趾
②提高接头疲劳强度的途径:
●设计合理的结构及接头形式
●改善焊趾部位的几何形状,降低应力集中系数
●消除或减少焊接缺欠,特别是开口缺陷
●调节焊接残余应力场,形成残余压缩应力场
焊接结构疲劳强度的改善方法
焊接过
程优化
局部几何形状
质量控制
焊接缺欠控制
几何形状改善
工艺过程
焊接顺序
残余应力(<0)
焊趾冶金处理
焊道造型
焊趾几何形状
冶金和金属状态
焊缝的
改善
局部几何形状
机械加工
焊趾研磨
水冲击
局部重熔
TIG熔修
等离子熔修
残余应力
应力释放方法
热处理
力学处理
局部加热
力学方法
力学接触
喷丸
锤击
超声冲击
焊接
冲压
局部压缩
目录

,降低应力集中
电弧熔修机械加工砂轮打磨补偿焊接
,产生压缩应力
预过载法挤压法局部加热法 GURNNERT’S法振动时效法

锤击法喷丸法

超声冲击法低相变点焊条法表面纳米化法爆炸冲击法

图1 板梁的合理与不合理设计
图2 翼板的合理与不合理设计
a)改变盖板宽度 b)改变盖板厚度
图3 工字梁的加筋设计
a)加筋形状突然改变 b)加筋形状有所改进但仍不合理 c)良好设计

基本原则:
●尽量减少焊缝的数量且避免交叉焊缝
●尽量采用连续焊缝,少用断续焊缝,其端部造成应力集中
●设计中尽量采用应力集中系数小的对接接头
●角焊缝疲劳强度低,设计中尽量采用不承载角焊缝
●承载角焊缝尽量采用开坡口焊接并焊透
●保证基本金属与焊缝之间的平滑过渡

TIG熔修
用TIG焊在接头过渡区进行重熔,使焊缝与母材之间形成平滑过渡,降低应力集中,并减少该部位的微小非金属夹渣物。
TIG熔修可使承载焊缝的疲劳强度提高25~75%,非承载焊缝的疲劳强度提高95~250%。
表1 IIW推荐的重熔工艺
● TIG重熔位置:~,并保持重熔部位洁净。
图5 TIG熔修位置