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焊缝疲劳失效原因分析检测

焊缝疲劳失效原因分析检测


报价:  电议
单位: 南通纳思检测认证-167.net必赢(中国)官方网站·App Store
姓名: 刘小慧
电话: 051389066026
 
随着焊接结构的广泛应用,焊接结构的疲劳失效问题越来越受到关注。研究焊接结构疲劳失效的产生原因以及预防措施具有重要意义。

背景简介:

某公司的承载轴产品,在对接焊缝的位置出现了疲劳断裂现象。此产品的焊接工艺为气保焊135(MAG/GMAW),母材方面,轴头为30Mn2,方管为Q345B材料,单边V型45度坡口。失效后的产品见图1,截面见图2。

图1 图2

失效原因:

1. 焊缝根部未焊透。这种疲劳裂纹一般是产生于焊缝根部并扩展到工件表面。(工艺执行问题)
2. 坡口是单边的45度坡口。这种类型的坡口根部的溶合都不理想,原因有2个,一个是无坡口侧的热传递很快,容易形成假焊;二是二保焊有喷嘴的原因,电弧不容易达到根部,可达性不好。(焊接坡口设计问题)
3. 坡口根部没有留间隙,导致坡口根部的溶合不良。(焊接坡口设计问题)
4. 轴头的刚性太强,轴管相对较弱,焊接的焊缝正好在轴头的刚性***强处。
5. 焊缝根部没有圆滑过渡。疲劳试验中,此区域会产生很高的应力集中。(零件结构设计问题,此结构设计不是耐疲劳的结构设计)
6. 工艺上可能没有考虑整体热处理。(能减少大部分应力集中,但不能根除)
7. 考虑在30Mn2侧进行焊前预热150-180度(只能减少小部分的应力集中和冷裂纹倾向)。
8. 堵板在此有杠杆作用,放大了轴受到的力,导致焊缝根部受到的张力大幅提高。
9. 焊缝没有进行内部无损检测。

改进措施:

1. 打底焊道一定要焊透,并***背面成形良好。
2. 更改坡口设计,改成60度对称坡口。
3. 更改坡口设计,根部留2-4mm间隙。
4. 更改设计,***焊接处的刚性相差不大。
5. 更改轴头设计,改成根部带R的结构。
6. 可考虑焊后进行消除应力热处理。
7. 可考虑焊前预热150-180度。
8. 可考虑更改堵板位置,或去除堵板。
9. 增加UT抽检或100%UT检测。

改进的示意图见图3
图3
经验总结:

生产良好的产品的基础条件:

1. 必须有好的设计:产品有设计缺陷,无论是产品设计,还是工艺设计,均是***致命的。
2. 有成熟的工艺:没有合理,成熟的工艺,也***不了产品的质量。
3. 有效的检测手段***:没有检测手段的监督,产品的质量不会保持长期稳定。



规格:  
数量:   包装:
日期:  2023-08-17  
 
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