改善鋼結(jié)構(gòu)疲勞性能的工藝措施
除了冷熱加工環(huán)節(jié)外,需驗算疲勞的 構(gòu)件在運輸、安裝甚至于臨時堆放的每一個施工環(huán)節(jié)都可能刷子操作不當而造成構(gòu)件疲勞性能的損傷。例如,構(gòu)件在長途運輸中如果沒有正確的支墊和固定,則由于振動可以誘發(fā)裂紋;安裝現(xiàn)場在構(gòu)件的受拉區(qū)臨時焊接小零件,亦會增加構(gòu)件的裂紋萌發(fā)源。因此,在整個施工過程中對承受動荷載的構(gòu)件做好嚴格的質(zhì)墊管理是很有意義的。另外,在承受動荷載的構(gòu)件加工完畢后,可以采取一些工藝措施來改善疲勞性能。這些措施包括緩和應(yīng)力集中程度、消除切口以及在表層形成壓縮殘余應(yīng)力。
得縫表面的光滑處理經(jīng)常能有效地緩和應(yīng)力集中,表而光滑處理放普通的方法是打磨。打磨掉對接焊縫的余高。在焊縫內(nèi)部沒有顯著缺陷時,可將疲勞強度由《規(guī)范》附錄E中的3級提高到2級。打磨角焊縫焊趾,可以改善它的疲勞性能。但是必須如圖2-23所示進行正確打磨,把板磨去厚約O.5mm一層。這是因為焊縫的趾部經(jīng)常存在咬邊形成的切口,并且還有焊滔侵入。正確打磨應(yīng)將這些焊接缺陷除去,這樣做監(jiān)然使銅板截面稍有削弱,影響并不太。對于縱向受力角焊縫,則可打磨它的端部,使截面變化比較緩和。事后的表面不應(yīng)存在明顯的痕。消除切口、焊謐等焊接缺陷,還可運用氣體保護鴿弧使角焊縫趾部重新熔化的方法。由于鴿極弧焊不會在趾部產(chǎn)生焊渣侵入,只要伎重新熔化的深度足夠,原有切口、裂縫以及侵入的姆渣都可以消除,從而使疲資性能得到改善。這種方法在不同應(yīng)力幅情況下疲勞壽命都能同樣提高。
殘余壓應(yīng)力是抑止減緩裂紋擴展的有利因素。通過工藝措施,有意識地在焊縫和近旁金屬的表層形成壓縮殘余應(yīng)力,是改善疲勞性能的一個有效手段。常用方法是錘擊敲打和噴射金屬丸粒。機理是:被處理的金屬表層在沖擊性的敲打作用下趨于側(cè)向擴張,但被周閣的材料所約束,從而產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力。同時,敲擊造成的冷加工硬化也使疲勞強度得以提高,沖擊性的敲打還使尖銳的切口得到緩減。梁的疲勞試驗已經(jīng)表明,這種工藝措施宜在構(gòu)件安裝就位后承受恒載工況下迸行。否則,恒載產(chǎn)生的拉應(yīng)力將抵消殘余壓應(yīng)力,削弱敲打效果。
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