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浅谈焊接盘扣式脚手架接头的接合程度

来源:www.tzmjjs.com 发表时间:2021-05-29

焊缝増高、错边和角变形等几何不连续缺欠,有些虽然为现行规范所允许,但都会在焊接接头区产生应力集中。接头形式的差別也会出现应力集中,在盘扣式脚手架结构常用的接头形式中,对接接头的应力集中程度最小,角接头、T形接头和正面搭接接头的应力集中程度相差不多。重要结构中的T形接头,如动载下工作的H形板梁,可采用开坡口的方法使接头处应力集中程度降低;但搭接接头不能做到这一点,侧面搭接焊缝沿整个焊缝长度上的应力分布很不均匀,而且焊缝越长,不均匀度越严重,故一般钢结构设计规范规定侧面搭接焊缝的计算长度不得大于60倍焊脚尺寸。超过此限定值后即使増加侧面搭接焊缝的长度,也不会降低焊缝两端的应力集中峰值。含裂纹的焊接结构与占同样面积的气孔的结构相比,前者的疲劳强度比后者降低15%。对未焊透来说,随着其面积和应力集中的增加疲劳强度明显下降。而且,这类平面形缺陷对疲劳强度的影响与负载方向有关。对盘扣式脚手架结构脆性断裂的影响脆性断裂是—种低应力下的破坏,而且具有突发性,事先难以发现,因此危害性较大。焊接结构经常会在有缺陷处或结构不连续处引发脆性断裂,造成灾难性的破坏。
一般认为,结构中缺陷造成的应力集中越严重,脆性断裂的危险性越大。由于裂纹尖端的尖锐度比未焊透、未熔合、咬边和气孔等缺陷要严重得多,所以裂纹对脆性断裂的影响最大,其影响程度不仅与裂纹的尺寸、形状有关,而且与其所在的位置有关。如果裂纹位于拉应力高值区就容易引起低应力破坏;若位于结构的应力集中区,则更危险。如果焊缝表面有缺陷,则裂纹很快在缺陷处形核。因此,焊缝的表面成形和粗糙度,以及焊接结构上的拐角、缺口、缝隙等都对裂纹形成和脆性断裂有很大的影响气孔和夹渣等体积类缺陷低于5%时,如果结构的工作温度不低于材料的塑性一脆性转变温度,对结构安全影响较小。盘扣式脚手架的临界温度要比含夹渣构件高得多。除用转变温度来衡量各种缺陷对脆性断裂的影响外,许多重要焊接结构都采用断裂力学作为评价的依据,因为用断裂力学可以确定断裂应力和裂纹尺寸与断裂韧度之间的关系。许多焊接结构的脆性断裂是由微裂纹引发的,在一般情况下,由于微裂纹未达到临界尺寸,结构不会在运行后立即发生断裂。但是微裂纹在装备运行期间会逐渐扩展,最达到临界值,导致发生脆性断裂所以在结构使用期间要进行定期检查,及时发现和监测接近临界条件的缺欠,是防止焊接结构脆性断裂的有效措施。
当焊接结构承受冲击或局部发生高应变和恶劣环境影响,容易使焊接缺陷引发脆性断裂。例如,疲艻载荷和应力腐蚀环境都能使裂纹等缺陷变得更严重,使裂纹的尺寸增大,加速达到临界值。应力腐蚀开裂焊接缺陷的存在也会导致接头出现应力腐蚀疲劳断裂,应力腐蚀开裂通常总是从表面开始,向纵深发展如果焊缝表面有缺陷,则裂纹很快在缺陷处形核。因此,焊缝的表面粗糙度,以及焊接结构上的拐角、缺口、缝隙等都对应力腐蚀有很大的影响。这些外部缺陷使介质局部浓缩,加快了微区电化学过程的进行和阳极的溶解,为应力腐蚀裂纹的扩展成长提供了条件。应力集中对腐蚀疲劳也有很大的影响。焊接接头应力腐蚀裂纹的扩展和腐蚀疲劳破坏,大都是从焊趾处开始,然后扩展穿透整个截面导致结构的破坏。因此,改善焊趾处的应力集中也能大大提高接头的抗腐蚀疲劳的能力。错边和角变形等焊接缺陷也能引起咐加的弯曲应力,对结构的脆性破坏也有影响,并且角变形越大,破坏应力越低。综上所述,焊接结构中存在焊接缺陷会明显降低结构的承载能力。焊接缺陷的存在,减小了焊接接头的有效承载截面积,造成了局部应力集中。非裂纹类的应力集中源在盘扣式脚手架的工作过程中也极有可能演变成裂纹源,导致裂纹的萌生和扩展。焊接缺陷的存在甚至还会降低焊接结构的耐蚀性和疲劳寿命。所以,在焊接产品的制造过程中应釆取措施,防止产生焊接缺陷,在焊接产品的使用过程中应进行定期检验,以及时发现缺陷,釆取修补措施,避免事故的发生。

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