(1)减少焊接缺陷特别是开口缺陷,改善焊趾部位的几何形状降低应力集中系数;
(2)调节焊接残余应力场,产生残余压缩应力场。
目前采用的主要方法有打磨法、TIG法和锤击法,其中打磨工艺比较简单,但效果不很理想,锤击法效果最好。锤击法是冷加工方法,用带硬质圆头的风动工具撞击焊趾,或是喷射钢丸(喷丸法)来连续撞击焊趾。它的效果是金属的表层在冲击性的锤打作用下趋于向侧向扩张,从而产生残余压应力,使疲劳强度提高;同时锤击还可以减少存在的缺口尖锐度,因而减少了应力集中,这也是大幅度提高接头疲劳强度的原因。此外还可以采用局部加热法,即在焊缝两旁用氧气加热,使加热处在冷却后产生残余拉应力,而焊趾处则产生残余压应力。
3.2 构造措施
应力集中在焊接结构中因焊接缺陷而产生,也因构造形式而引起。焊接缺陷必须通过控制施工质量和采取工艺措施来消除,而构造形状改变则可以通过构造措施使之缓和。
(1)承受反复荷载作用的结构,其构造应注意选用应力集中不严重的方案,使构造要合理,能均匀、连续、平顺地传力,避免构件截面剧烈变化。
(2)当必须采用应力集中比较严重的方案时,应尽量把应力集中部位放在低应力区。
(3)要尽量选用刚度均匀的方案,焊缝连接处构件的不均匀刚度,导致焊缝的变形和应力分布不均,必然影响连接的疲劳性能。
4 展望
随着焊接钢结构越来越广泛的应用于工程建设的各个领域,发展及推广应用改善焊接接头疲劳性能的新技术对推动焊接结构的应用意义重大。国内外最新发展起来的超声冲击技术以及使用低相变点焊接材料来提高焊接接头疲劳强度的方法是焊接结构疲劳性能改善技术与工艺的重要研究方向。