未焊透焊縫疲勞壽命估算

供稿|胡靜波，胡 鵬，靳 慧，馮月貴

未焊透焊縫疲勞壽命估算

供稿|胡靜波1，胡 鵬2，靳 慧2，馮月貴1

未焊透是起重機焊縫中最常見的缺陷之一，采用有限元軟件ANSYS對未焊透的起重機焊縫試件進行仿真，通過數據擬合獲得修正后的未焊透缺陷應力強度因子的表達式。利用斷裂力學經典理論，結合疲勞試驗數據和仿真數據估算各試件的疲勞壽命，與實驗結果進行比較，為起重機未焊透焊縫的疲勞壽命計算提供了一種新的方法和手段。

起重機的金屬結構為典型的焊接結構。起重機在工程實踐中的損壞往往也是從焊接接頭處開始的。主要原因是焊接接頭在制造、安裝和使用過程中存在焊接缺陷。常見的焊接缺陷包括未焊透、未融合、氣孔、夾渣、裂紋等。這些焊接缺陷在載荷作用下通常會產生局部區域的應力集中，從而降低整個金屬結構的疲勞壽命。在所有起重機結構的焊接缺陷中，未焊透缺陷是最為常見和危害最大的一種。未焊透是指焊接時母材金屬之間應該熔合而未焊上的部分，一般出現在單面焊的坡口根部及雙面焊的坡口鈍邊位置。未焊透缺陷會造成焊縫有效面積的減小，從而使接頭強度下降，還會引起缺陷位置的應力集中，造成更大的危害。因此對焊縫的性能進行評定，研究未焊透缺陷對焊縫疲勞壽命的影響，可以為起重機金屬結構在經濟、安全的條件下合理使用提供理論及實踐經驗的保障。

如果對未焊透缺陷的研究完全采用工藝實驗的方法，不僅會增大研究成本，且周期也會很長。……