CN105372111B - 一种十字焊接接头疲劳试件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及焊接疲劳试验领域，尤其涉及一种十字焊接接头疲劳试件，包括一体成型的十字形基体，所述十字形基体的十字交叉处设有三个圆角拐角和一个直角拐角，所述直角拐角处设有角焊缝。本发明采用加工一体成型的十字形基体，可保证上、下竖直接头板的良好的对中性，避免焊接过程中由于焊接残余变形而导致上、下竖直接头板错位、偏转等几何缺陷；可减少焊接工序，只需对一处直角拐角处进行焊接即可，大大缩短疲劳试件的制作工期；疲劳试验中观测裂纹时，仅需利用一台显微观察装置对准该处角焊缝焊趾部位观测即可，简化了裂纹观测部位，节约试验仪器成本，与人工观测相比，可大大提高观测速度以及观测结果的准确性，省时省力。

Description

一种十字焊接接头疲劳试件
技术领域
本发明涉及焊接疲劳试验领域，尤其涉及一种十字焊接接头疲劳试件。
背景技术
构成焊接结构的焊接接头焊趾部位存在的应力集中、焊接残余拉应力和各种焊接缺陷的联合作用是焊接结构疲劳断裂事故多发的主要原因。十字焊接接头试件是焊接结构疲劳试验的重要构件之一，其质量的好坏直接决定了试验结果的准确性，有的甚至导致试验结果无法用于科学研究。通常，十字焊接接头试件对几何外形、焊缝质量有较高要求，现有十字焊接接头存在如下缺陷：
(1)制作工期长。上、下板材与中间翼缘板均采用焊接方式，一共有4条焊缝，每条焊缝需要完全融透，因此必须采用多道次焊接工艺，导致加工时间长。
(2)试件上、下板材对中性误差大。上、下板材采用焊接方式，焊接过程中由于焊接残余变形极易产生上、下板材错位、偏转等几何缺陷。
(3)试件共有4条焊缝，不利于试验中的裂纹观测。无论采用显微观察、红外热成像观察、还是复型观察，都极大地增加了设备成本，如果人工观察裂纹，则更具有费时、费力、误差大等不足。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可解决上述问题的十字焊接接头疲劳试件。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种十字焊接接头疲劳试件，包括一体成型的十字形基体，所述十字形基体的十字交叉处设有三个圆角拐角和一个直角拐角，所述直角拐角处设有角焊缝。
上述技术方案的有益效果为：加工一体成型的十字形基体，可保证上、下竖直接头板的良好的对中性，避免焊接过程中由于焊接残余变形而导致上、下竖直接头板错位、偏转等几何缺陷；可减少焊接工序，只需对一处直角拐角处进行焊接即可，大大缩短疲劳试件的制作工期；观测裂纹时，仅需将显微镜等观测仪器对准一处角焊缝进行观测即可，利于裂纹观测，节约试验仪器成本，与人工观测相比，可大大提高观测速度以及观测结果的准确性，省时省力。
基于上述技术方案，本发明还可以做如下改进。
作为上述技术方案的进一步改进方案：三个所述圆角拐角的半径尺寸均相同。三个相同的圆角拐角可确保十字形基体具有符合要求的几何外形及对中性，加工方便。
作为上述技术方案的进一步改进方案：所述角焊缝的焊高与所述圆角拐角的半径尺寸均相同，以保证直角拐角处的角焊缝与相对侧的圆角拐角具有相同的强度，有利于观测角焊缝的裂纹。
作为上述技术方案的进一步改进方案：所述十字形基体包括竖直设置的竖直接头板和水平设置的水平接头板，所述竖直接头板和所述水平接头板交叉呈十字形，所述竖直接头板的厚度小于所述水平接头板的厚度，以保证在靠近较薄的所述竖直接头板处的焊接首先出现裂纹，将观测的显微镜对准该位置即可，方便观测。
作为上述技术方案的进一步改进方案：所述竖直接头板的厚度等于所述角焊缝的焊高，以便于试验及观测角焊缝裂纹。
作为上述技术方案的进一步改进方案：所述十字形基体为线切割法加工一体成型，加工方便，缩短制作周期。
作为上述技术方案的进一步改进方案：所述角焊缝为全熔透焊接成型，以保证良好的焊缝质量，保证试验的正常开展以及试验结果的准确度。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1.十字形基体，2.直角拐角，3.角焊缝，4.圆角拐角。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，一种十字焊接接头疲劳试件，包括一体成型的十字形基体1，所述十字形基体1的十字交叉处设有三个圆角拐角4和一个直角拐角2，所述直角拐角2处设有角焊缝3。加工一体成型的十字形基体1，可保证上、下竖直接头板的良好的对中性，避免焊接过程中由于焊接残余变形而导致上、下竖直接头板错位、偏转等几何缺陷；可减少焊接工序，只需对一处直角拐角2处进行焊接即可，大大缩短疲劳试件的制作工期；观测裂纹时，仅需将显微镜等观测仪器对准一处角焊缝3进行观测即可，利于裂纹观测，节约试验仪器成本，与人工观测相比，可大大提高观测速度以及观测结果的准确性，省时省力。
作为上述技术方案的进一步改进方案：三个所述圆角拐角4的半径尺寸均相同。三个相同的圆角拐角4可确保十字形基体1具有符合要求的几何外形及对中性，加工方便。
作为上述技术方案的进一步改进方案：所述角焊缝3的焊高与所述圆角拐角4的半径尺寸均相同，以保证直角拐角2处的角焊缝3与相对侧的圆角拐角4具有相同的强度，有利于促使裂纹在焊缝3的焊趾部位萌生，并利于观测。
作为上述技术方案的进一步改进方案：所述十字形基体1包括竖直设置的竖直接头板和水平设置的水平接头板，所述竖直接头板和所述水平接头板交叉呈十字形，所述竖直接头板的厚度小于所述水平接头板的厚度，以保证在靠近较薄的所述竖直接头板处的焊接首先出现裂纹，将观测的显微镜对准该位置即可，方便观测。
作为上述技术方案的进一步改进方案：所述竖直接头板的厚度等于所述角焊缝3的焊高，以便于试验及观测角焊缝3裂纹。
作为上述技术方案的进一步改进方案：所述十字形基体1为线切割法加工一体成型，加工方便，缩短制作周期。
作为上述技术方案的进一步改进方案：所述角焊缝3为全熔透焊接成型，以保证良好的焊缝质量，保证试验的正常开展以及试验结果的准确度。
本发明的十字焊接接头疲劳试件的制作方法如下：
第一步，用线切割法对方块坯料进行加工，切割成十字形样式，其中三个拐角处直接加工成圆角形状的圆角拐角4，另一个拐角加工成直角形状的直角拐角2。可将水平接头板的厚度加工为16cm，其长度加工为78cm，竖直接头板的厚度加工为8cm，其长度加工为120cm，圆角拐角4的半径加工为8cm。
第二步，对直角拐角2进行全熔透焊接，使焊高符合设计要求。可将焊高设计为8cm。
第三步，用线切割切除首尾两端的余料，得到最终的十字焊接接头疲劳试件。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种十字焊接接头疲劳试件，其特征在于：包括一体成型的十字形基体(1)，所述十字形基体(1)的十字交叉处设有三个圆角拐角(4)和一个直角拐角(2)，所述直角拐角(2)处设有角焊缝(3)。
2.根据权利要求1所述的一种十字焊接接头疲劳试件，其特征在于，三个所述圆角拐角(4)的半径尺寸均相同。
3.根据权利要求2所述的一种十字焊接接头疲劳试件，其特征在于，所述角焊缝(3)的焊高与所述圆角拐角(4)的半径尺寸均相同。
4.根据权利要求1所述的一种十字焊接接头疲劳试件，其特征在于，所述十字形基体(1)包括竖直设置的竖直接头板和水平设置的水平接头板，所述竖直接头板和所述水平接头板交叉呈十字形，所述竖直接头板的厚度小于所述水平接头板的厚度。
5.根据权利要求4所述的一种十字焊接接头疲劳试件，其特征在于，所述竖直接头板的厚度等于所述角焊缝(3)的焊高。
6.根据权利要求1所述的一种十字焊接接头疲劳试件，其特征在于，所述十字形基体(1)为线切割法加工一体成型。
7.根据权利要求1至6任一所述的一种十字焊接接头疲劳试件，其特征在于，所述角焊缝(3)为全熔透焊接成型。
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