一般来说,防止结构塑性破坏可从选材、设计和制造验收上加以考虑。
1.正确、合理地选用材料
选择材料的基本原则是:既要保护结构的使用安全,又要考虑经济效果。通常,应使所选用的钢材和焊材,保证在使用温度下具有合格的抗拉强度和屈服强度,其含义如下:
1)在结构工作条件下,焊缝、热影响区、熔合区等部位具有足够的抗裂性,母材应具有一定的止裂性。
2)随着钢材强度的提高,断裂韧度和工艺性一般都有所下降。因此,不宜采用比实际需要强度更高的材料,特别不应该单纯追求强度指标,忽视其他性能。
3)相同牌号的碳素钢、碳锰低合金钢的焊缝金属应保证力学性能,巨不应超过母材标准规定抗拉强度的上限。
4)铬钼低合金钢的焊缝金属应保证化学成分和力学性能,巨需控制其抗拉强度上限。
5)不同牌号的碳素钢、低合金钢之间的焊缝金属,应保证力学性能。
目前我国大都采用拉伸试验和弯曲试验来进行材料的验收和评定。
2.采用合理的焊接结构设计
设计有塑性破坏倾向的焊接结构时,应当注意以下几个基本原则:
(1)尽量减少结构或焊接接头部位的应力集中
1)在一些构件截面改变的地方,必须设计成平滑过渡,不要形成棱角。
2)在设计中应尽量采用应力集中系数小的对接接头,由于搭接接头应力集中系数大,应尽量避免。
3)不同厚度构件的对接接头应尽可能采用圆滑过渡。
4)避免焊缝的密集,两条焊缝间应保证有最小距离。(www.xing528.com)
(2)强度设计应满足使用要求
1)对接焊缝厚度应满足结构强度要求。
2)角接焊缝的焊脚应满足结构强度要求。
3.采用正确的制造方式
制造有塑性破坏倾向的焊接结构应遵循以下几个原则:
1)不宜采用过薄的承载截面。由于焊接可以连接很薄的截面,所以有的焊接结构中常会选用比较薄的构件,这样做是不恰当的,特别是压力容器的开孔补强,因为较薄件易产生变形。
2)重视次要焊缝的生产。对于附件或不受力焊缝的制造,应和主要焊缝一样给予足够重视,因为塑性破坏一旦由这些不受重视的接头部位产生,就会扩展到主要受力的主件中,使结构破坏。
3)减少焊接残余应力。在制订焊接工艺规程时,就应当考虑尽量减少焊接残余应力值,以减少其不利影响,在必要时应进行焊后消除应力的热处理或采用振动时效消除应力。
4)避免和减少焊缝中的缺陷,应将焊缝设计布置在便于焊接和检验的地方。
4.采用合理的检测手段
焊缝中的缺陷减少了构件的有效承载面积,极易产生塑性变形,造成构件的破坏。应采取有效的检测方法。
1)对重要的对接焊缝,优先采用射线检测,辅助以超声波检测。
2)对重要的角焊缝,不能用射线检测的,应采用超声波检测,辅助以着色或渗透检测。
3)对一些无法用射线和超声波检测的焊缝,则尽量采用渗透或着色检测。
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