4. Hegesztési utókezelések

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "4. Hegesztési utókezelések"

Emma Hegedűsné
5 évvel ezelőtt
Látták:

1 4. A fáradt törés az egyi legveszélyesebb töreeetel hegesztett szerezeteél. A hegesztés aradó feszültségeet és agas feszültség-ocetrációt eredéyez, elye jeletőse hozzájárula a fáradási szilárdság csöeéséhez. A topavarrato részleges beolvadása, a varratdudor- és gyö, a sarovarrat szegélye és gyöe azo helye, ahol repedés ialaul és terjed. Eze veszély csöetésére száos ódszer létezi. A hegesztési utóezelése (post-eldig treatets, PWT), it a öszörülés, az AWI hőezelés, a alapálás, az ultrahagos ütés (Ultrasoic Ipact Treatet, UIT) a leghatéoyabb ódszere. A ódszereet tesztelté és agyszáú ísérlettel igazoltá hatéoyságuat és egbízhatóságuat. A tervezőe fotos, hogy tisztába legye eze ódszere alalazása eseté az elérhető súly- és öltségcsöeéssel. A szerezet öltségoptiálása teszi lehetővé öveteztetése levoását, hogy a pótlólagos PWT-e ilye hatása va. Célu, hogy egy hegesztett I-tartó példájá beutassu a PWT és az optiálás együttes haszát. Keresztiráyú sarovarrato rögzíti a függőleges erevítőet. A PWT eljárásoat eze varratora alalazzu, övelve a fáradási határuat. A öltségfüggvéybe beépítjü az utóezelés öltségét is. Faras (1991) vizsgálta eze probléát hegesztett szeréyszelvéyű tartóra, de aor ég evés adat állt redelezésére Woodley (1993). 4.1 A fáradási határ öveedése hegesztési utóezeléssel Haagese és szerzőtársai (1998) összegezté a PWT eljáráso főbb jellezőit. Az 4.1 táblázat utatja a fáradási határ öveedését. Megjegyzedő, hogy az adato agyszilárdságú acélra 4.1 táblázat Néháy fáradási határ öveedési adat ülöböző PWT-re Feszültség tartoáy (MPa) 2x10 6 cilusszáál Javulás %-ba 2x10 6 cilusszáál orál hegesztett ultrahagos ütés, UIT AWI hőezelés AWI+UIT

2 92 voatoza, elye folyáshatára 780 MPa. Szélesörű átteitést a téáról Braid és szerzőtársai (1997) isertette. A alapálásra 25 /s sebességet adott eg és 6 eetbe javasolta, vagyis 6x1000/(25x60) = 4 i/ az időigéye. Maddox és szerzőtársai (1998) szerit a fáradási osztály a varratszegély-öszörülésre és a alapálásra azoos, C osztály 2x10 6 cilusszáál. A BS 5400 Part 10 (1980) szerit traszverzális sarovarratora orál hegesztés eseté a fáradási határ F osztály eseté 40 MPa 10 7 cilusál, és C osztályál 78 MPa. Az átszáítás 2x10 6 cilusra 68 és 123 MPa-t ad, tehát a javulás 123/78 = 1.8 (80%). Lobaov és Garf (1998) az ultrahagos ütést vizsgáltá csőszerezeti apcsolatoál. Gregor (1989) szerit az AWI hőezelés 40% javulást eredéyez. Woodley (1993) szité 40%-ot ad eg a varratdudor öszörülése eseté a javulásra, az időre pedig 60 i/-t. Jaosch (1996) szerit az ultrahagos ütés sarovarratos T-ötés eseté 2x10 6 cilusszá ellett 290 MPa-t eredéyez, ai 70-80%-os javulás a orál hegesztett 168 MPa-os értéhez épest. Hároeetes ezelés és 15 i/ sebesség alalazható. Huther (1996) összesítést özölt a PWT ódszerere, elybe 51 tauláyt dolgoz fel. Sarovarratos T-eresztötés eseté 2x10 6 cilusszá ellett az AWI 124 MPa-t ad (70%-os javulás az EC3 adatához épest); alapálásra 209 MPa-t (190%-os javulás). Eze adato a 400 MPa-ál isebb folyáshatárú acélo eseté érvéyese. A leghaszosabb publiáció azo, elyebe az utóezelés hatására beövetező javulás ( α ) ellett a ezeléshez szüséges időt is egadjá (T 0 ). Eze adato összegezve a 4.2 táblázatba látható. 4.2 táblázat Az egyes hegesztési utóezelése fáradási határ javító épessége és a szüséges ezelési idő a publiált adato alapjá Eljárás Hivatozás T 0 (i/) Javulás %-ba α Megjegyzés Köszörülés Woodley (1993) AWI hőezelés Hor (1998) lehet % Kalapálás Braid (1997) lehet % Ultrahagos ütés Jaosch (1996) Megjegyezzü, hogy a száításál a legisebb értéet vesszü a javulásál figyelebe. 100%-ál agyobb értéet e adu eg a szápéldáál.

3 Hegesztett I-tartó öltség-iiálása Egy szápéldá eresztül vizsgálju eg, hogya lehet a szerezetoptiálást a hegesztési utóezelése figyelebevételével elvégezi. A hegesztett I-szelvéye eresztiráyú erevítő 4.1 ábra Hegesztett I-tartó függőleges erevítőel. Kétoldali sarovarrat hegesztési utóezelés élül (1) hegesztési utóezeléssel (2) vaa. A terhelés ét ocetrált erő. Fáradás szepotjából a erevítő és az övleez özötti varrato érzéeye. Az utóezelést csa ezeél a varratoál és csa a tartó özépső szaaszába végezzü el (4.1 ábra). Eiatt ét ülöböző alaú erevítőleez erül alalazásra, az utóezelt

4 94 varratoál a erevítő- és gericleeze özött agyobb a ivágás, a varrat addig terjed, aeddig a feszültség egegedi (4.1 ábra). A tartót ét ocetrált erő terheli, ai 0 - F ax özött változi. Így a hajításál a feszültségtartoáyt F ax ra száítju. 4.3 A célfüggvéy Az alalazott célfüggvéy alaja hasoló a orábba isertetetthez: K V f = ρ + Ti (4.1) ahol ρ a sűrűség, V a szerezet térfogata, és f az ayag és a gyártás fajlagos öltségtéyezői, T i a gyártási idő. A teljes gyártási idő a övetező részeből adódi: Ti = T + T + T + T Az előészítés, összefűzés ideje. (4.2) T = C Θ κρ V, (4.3) 1 1 d ahol C 1 = 1 i/g 0.5, Θ is a boyolultsági téyező, d A téyleges hegesztési idő ahol T2 = C2iaiL i κ az összeszerelt elee száa., (4.4) C2 i a i az egyes hegesztési techológiá eseté ülöböző értéűe, a a varrat érete, L a varrat hossza. A hegesztés pótlólagos uaeleei, it eletródacsere, salaolás, sorjázás, T 3 = 0.3T 2. (4.5) A hegesztési utóezelés időigéye T 4 = T 0 L t. (4.6) T 0 az adott utóezelési techológia fajlagos időigéye (i/), L t a ezelt varrathossz (). Az összöltség alaja a övetező K f = ρv + ( Θ d κρv C2iaiLi + T0 Lt ). (4.7)

5 Méretezési feltétele A fáradási feltétel a övetező ódo fogalazható eg ahol F W ax W x x L 1 α Δ σ γ I x = h t f Mf C ; I, (4.8) x 3 ht h t f = + 2bt f (4.9) Az Eurocode 3 (1992) szerit a fáradási feszültség-tartoáy a orál hegesztett szerezetél Δ = 80 MPa, a biztosági téyező a fáradásra γ Mf = α az utóezelés javítóhatásáa σ C értée Δσ Cezelt α =. Δσ Cezeletle A helyi gericleez-horpadás feltétele az EC3 alapjá h 69ε; ε = t 235 α σ / γ Δ C Mf. (4.10) Megjegyezzü, hogy az ε téyezőt a axiális yoófeszültség figyelebevételével száoltu a folyáshatár helyett (Faras,J., Járai,K. 1996). Az övleez helyi horpadási feltétele b t f 28ε. (4.11) 4.5 Szápélda Adato: F ax = 138 N, L = 12, L 1 = 4, Δσ Θ d = 3; a erevítő száa 2x7 = 14, így κ = = 17. A szerezet térfogata C / γ = 80 / 125. = 64 MPa, ε = / α ; 1 V = ( ht + 2bt f ) L + 4bht S bht S 1+ α ; t s = 6. (4.12) Mf A ásodi tag az utóezelés élüli, a haradi tag az utóezelt erevítő térfogatát adja. Hossziráyú CO 2 védőgázas hegesztésél a sarovarratra 4 -es vastagságot veszü fel

6 Ca L = x10 x4 x4l= 260 i. (4.13) 2 Keresztiráyú fogyóeletródás ézi ívhegesztésél a sarovarrat hegesztési ideje a övetező 3 2 2h Ca 2 L = x10 x4 6. b α ( b h). (4.14) A elieáris célfüggvéy feltételes optiálásáál az 1. fejezet egycélfüggvéyes optiáló ódszerei haszálható, ajd folytoos eljárás eseté egy pótlólagos diszretizálással a diszrét értée eghatározható. A száítási eredéye h, t, b és t f -re ülöböző f / értéere és α - ra a 4.3. táblázatba látható. 4.3 táblázat Diszrét optiális érete -be és a célfüggvéy K/ (g) értéei ülöböző f / aráyo és hegesztési utóezelési ódszere (PWT) eseté. f / = 0 a töegiiuot jeleti hegesztési utóezelés élül. PWT f / h t b t f K/ (g) (g/i) Kezeletle Köszörült AWI hőezelés Kalapácsolás Ultrahagos ütés

7 Követeztetése A 4.3 táblázat utatja, hogy a övetező egtaarításo érhető el: öszörüléssel %, AWI hőezeléssel %, alapálással %, ultrahagos ütéssel %. A öltségegtaarítás a fáradási határérté öveedése révé adódi, ert ez lehetővé teszi a vastagságo csöetését. A legjeletősebb öltségegtaarítás legiább a alapálással érhető el. Az eredéye azt utatjá, hogy a hegesztési utóezelése jeletőse befolyásoljá a szerezet éreteit.

Hasonló dokumentumok

7. ELŐADÁS VÍZI SZÁLLÍTÁS A GLOBÁLIS LOGISZTIKÁBAN

7. ELŐADÁS VÍZI SZÁLLÍTÁS A GLOBÁLIS LOGISZTIÁBAN A terészetes folyai, illetve tegeri utakat igéybe vevő, csak a kikötővel redelkező helyeket felkeresi tudó szállítási ód. A vízi áruszállítást elsősorba