Файл: Труфяков, В. И. Усталость сварных соединений.pdf

Такие точки ставились так близко к концам фланговых швов, на­ сколько позволяла конструкция конусообразного пуансона. Между точкой и концом шва оставался зазор 5—8 мм. Усталостные тре­ щины в таких образцах зарождались не по концам фланговых швов, как обычно, и не по границам точек, а в наплавленном металле швов, на некотором расстоянии от концов, где остаточные напряже­ ния от обжатия были не сжимающими, а растягивающими. Предел выносливости образцов с фланговыми ШЕЭМИ после обжатия повы­ сился на 70% (рис. 92, б).

стыковых соединениях и в соединениях с лобовыми швами. Однако способ обжатия металла на большой длине не был опробован Герни. В данном случае он приближается к ранее рассмотренному методу упрочнения металла поверхностным пластическим деформировани­ ем и отличается от него тем, что вблизи соединения обработке под­ вергается только узкая полоска металла, а не все соединение.

электродами УОНИ 13/45. Сварка стыковых швов выполнялась под флюсом. Для обжатия были изготовлены пуансоны длиной 80 мм,

лись на расстоянии 2—5 мм от шва и имели ширину 5 мм. Напря­ жение линейного обжатия принималось таким же, как и точечного; в условном исчислении оно равнялось 2стт.

После обжатия на основном металле оставались канавки глуби­ ной 0,5—0,7 мм. Трещины усталости зарождались, как обычно, по линии сплавления швов с основным металлом, но долговечность об-

151

жатых образцов в пять — десять раз была выше, чем образцов в исходном состоянии. Пределы выносливости a_i возросли на 40—110%. При пульсирующем цикле напряжений предел выносли­ вости стыковых соединений повысился на 30%.

с. кГ/ии2

ний сжимающие остаточные напряжения. Наряду с измерением этих напряжений определялась величина пластической дефор­ мации, возникающей в результате обжатия. Для этой цели из та­ кого же материала (сталь Ст. 3) изготовлялась модель, имити­ рующая сварное соединение. При обжатии пластическая деформация металла в непосредственной близости от искусственного шва не пре-

152

вышала 1—2%. Отсюда можно заключить, что основным фактором, изменяющим выносливость сварных соединений после пластическогообжатия, являются сжимающие остаточные напряжения.

Точечное и линейное обжатия следует отнести к перспективным способам обработки сварных соединений. Здесь прост и контроль качества выполненной работы. Он сводится к проверке расположе­ ния и глубины канавок, остающихся после обжатия. Однако для ме­ ханического обжатия металла в производственных условиях не со­ зданы еще специальные приспособления, подобные описанным вы­ ше, для обработки всей поверхности соединения. Возможно, для этой цели может найти применение высокоскоростное пульсирующее де­ формирование, осуществляемое с помощью пневматического молот­ ка Р-1 с ускорителем [136] или же магнитно-импульсивные устрой­ ства для деформирования металла, подобные применяемым для сварки металлов соударением [180].

При необходимости выполнения больших объемов работ и в случае упрочнения труднодоступных участков швов целесообразной может быть локальная микровзрывная обработка соединения. Та­ кой вид обработки недавно предложен [97, 171]. Его не следует отождествлять с упрочнением взрывом всего изделия. Как известно, общее глубинное упрочнение изделий и деталей, которые во время эксплуатации испытывают действие значительных ударных нагру­ зок или интенсивно изнашиваются (крестовины железнодорожных рельсов, захваты камнедробилок, детали мельниц, ковши экскава­ торов и т. п.), осуществляется путем детонации зарядов взрывча­ того вещества в контакте с металлом. Как показали исследования, выполненные в СО АН СССР и других организациях, а также фирмой «Дюпон» (США), при детонации создается фронт ударной волны с давлениями, превышающими 100 кбар. Такие давления вызы­ вают пластические деформации, которые изменяют физико-меха­ нические свойства материалов, в результате чего существенно по­ вышаются предел текучести, прочность и предел выносливости [130, 2051.

В предлагаемом способе обработке подвергаются только поверх­ ностные слои металла в месте перехода к сварному шву. В этом слу­ чае локальная взрывная обработка значительно менее интенсивна, чем общая глубинная, и направлена главным образом на создание в местах концентрации сжимающих остаточных напряжений. Она сводится к следующему. Вдоль линии сплавления шва с основным металлом размещаются цилиндрические заряды насыпного взрыв­ чатого вещества — гексогена, заключенного в гибкую хлорвини­ ловую трубку. Между зарядами и поверхностью образца находится двухмиллиметровый слой пластилина, который служит передаточ­ ной средой при воздействии взрывной волны на поверхность и для прикрепления зарядов к изделию (рис. 95). Взрыв четырех зарядов производится одновременно с помощью электродетонатора.

Для установления оптимальной величины заряда, при на­ пряжениях ± 8 кГ/мм2 определялась долговечность однотипных

153

образцов с поперечными угловыми швами (рис. 96, а), прошедших импульсивную обработку различной интенсивности [97]. Интенсив­ ность изменялась путем взрыва зарядов, отличавшихся диаметром трубок и их количеством. Наиболее долговечным оказался образец,

обработанный взрывом одиночного цилиндрического заряда диа­ метром 4 мм (табл. 39). В дальнейших опытах [171] такой заряд применялся для обработки сварных образцов не только с попереч­ ными, но и с продольными угловыми швами (рис. 96, б).

Т а б л и ц а 39. Долговечность образцов после импульсивной обработки различной (интенсивности

УОНИ 13/45, УОНИ 13/55 и 48Н1.

154