不同形状的耐候钢T形角接接头疲劳性能研究

黄显峰; 韩景茹; 黄君辉; 黄风龙; 暴兴威

doi:10.7512/j.issn.1001-2303.2024.01.18

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专辑

不同形状的耐候钢T形角接接头疲劳性能研究
Research on Fatigue Properties of Weathering Steel T-shaped Fillet Joints with Different Shapes
2024年54卷第1期页码：114-119
收稿：2023-02-17，

修回：2023-04-03，

纸质出版：2024-01-25
DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2024.01.18
稿件说明：

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黄显峰，韩景茹，黄君辉，等.不同形状的耐候钢T形角接接头疲劳性能研究［J］.电焊机，2024，54（1）：114-119. DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2024.01.18.

HUANG Xianfeng, HAN Jingru, HUANG Junhui, et al.Research on Fatigue Properties of Weathering Steel T-shaped Fillet Joints with Different Shapes[J].Electric Welding Machine, 2024, 54(1): 114-119. DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2024.01.18.

摘要

T形角接接头在铁路货车箱型结构中应用较为广泛，该接头处受力较为复杂，其疲劳性能对于整车安全有着关键作用。对不同形状Q450NQR1高强度耐候钢多层多道焊T形角接接头进行三点弯曲疲劳试验和疲劳断口扫描试验。结果表明：a10角焊缝、向外凸焊缝与向内凹焊缝焊接接头的中值疲劳极限由高到低依次为289 MPa、277.5 MPa、241 MPa。疲劳试件分别在焊趾或焊缝之间启裂，焊趾处裂纹向母材延伸。观察其断口形貌可知：各区域具有典型疲劳断裂特征，启裂区存在同扩展方向一致的清晰细密的条纹，此种条纹是一种呈向外放射状且具有一定高度差的撕裂棱。扩展区随疲劳循环次数的增加而扩大，裂纹呈河流状分布，终断区观察到大小深浅不一的韧窝，故判断断口为韧窝型韧性断裂。

Abstract

As a common welded joint

T-shaped corner joint is widely used in railway freight box structure. The force of the joint is complicated

and the fatigue performance of the joint plays a key role in the safety of the vehicle when the truck is running. Three point bending fatigue tests and fatigue fracture scanning tests have been carried out on T - shaped Angle joint of Q450NQR1 high strength weathering steel with different shapes. The test results show that the median fatigue limits of a10 fillet weld

outward convex weld and inward concave weld are 289MPa

277.5MPa and 241MPa from high to low. The fatigue specimens were cracked between the weld toe or weld respectively

and the crack at the weld toe extended to the base metal. By observing the fracture morphology

it can be seen that each region has typical fatigue fracture characteristics

and there are clear and fine stripes in the fracture initiation zone in the same direction as the expansion. This stripe is a kind of outward-radiating tearing edge with a certain height difference. The expansion zone expanded with the increase of fatigue cycles

the cracks were distributed like rivers

and dimples of different sizes and depths were observed in the final fault zone

so it was judged that the fracture was dimple-type ductile fracture.

关键词

Keywords

references

于田，翟鹏军，杨文朋，等 . 铁路货车新材料运用及轻量化发展展望［J］. 机车车辆工艺， 2021 （ 04 ）： 16 - 18 .

YU T ， ZHAI P J ， YANG W P ， et al . Prospect of the application of new materials and lightweight technology for freight cars ［J］. Locomotive & Rolling Stock Technology ， 2021 （ 04 ）： 16 - 18 .

曹玉峰，刘振明，邵文东等 . 中国重载铁路货车转向架轻量化技术研究应用及探讨［C］// 中国铁道学会轨道交通装备分会 . 中国铁路货运市场发展和多样化运输装备技术研讨会论文集， 2019 .

鲁二敬，范东宇，穆云平，等 . T形接头激光-MAG复合焊接头性能研究［J］. 焊接技术， 2021 ， 50 （ 09 ）： 28 - 31 .

LU E J ， FAN D Y ， MU Y P ， et al . Study on properties of T-joint of laser-MAG hybrid welding ［J］. Welding Technology ， 2021 ， 50 （ 09 ）： 28 - 31 .

王彦涛，张泽，毛永文，等 . 转向架构架典型焊缝的焊接工艺优化［J］. 轨道交通装备与技术， 2019 （ 06 ）： 47 - 50 .

WANG Y T ， ZHANG Z ， MAO Y W ， et al . Optimization of welding procedures for typical joint on bogie frame ［J］. Rail Transportation Equipment and Technology ， 2019 ，（ 06 ）： 47 - 50 .

陆地，崔璐，崔俊航 . T型焊接接头的抗疲劳裂纹扩展设计研究［J］. 机械设计与制造， 2020 （ 01 ）： 89 - 91+95 .

LU D ， CUI L ， CUI J H . Study on Anti-Fatigue Crack Propagation Design of T-Type Welded Joints ［J］. Machinery Design & Manufacture ， 2020 （ 01 ）： 89 - 91+95 .

HAN S W ， LEE G ， KIM H ， et al . Effect of weld geometry on fatigue performance of 6061-T6 aluminum GMAW： part 3. T-fillet joint ［J］. Journal of Mechanical Science and Technology ， 2022 ， 36 （ 10 ）： 5215 - 5221 .

KOUTAROU I ， JUNKO K ， DAISUKE A ， et al . Dominant factor of HT780 non-load-carrying T-joint fatigue strength using laser arc hybrid welding and quality control ［J］. Welding International ， 2018 ， 32 （ 6 ）： 409 - 416 .

朱敏，郑乔，吴巍，等 . 坡口形式对双金属复合板多层多道焊接头残余应力演变的影响［J］. 机械工程学报， 2022 （ 10 ）： 51 - 58 .

ZHU M ， ZHENG Q ， WU W ， et al . Study of Influences of Groove Type on Welding Residual Stress Evolution in Bimetallic Clad Plate Joints during Multi-layer and Multi-pass Welding ［J］. Journal of Mechanical Engineering ， 2022 （ 10 ）： 51 - 58 .

周佳惠，张雪彪 . T型焊接结构多道焊的数值模拟研究［J］. 热加工工艺， 2022 （ 19 ）： 109 - 113 .

ZHOU J H ， ZHANG X B . Numerical Simulation Study on Multi-pass Welding of T-type Welding Structure ［J］. Hot Working Technology ， 2022 （ 19 ）： 109 - 113 .

饶清鹏，吴向阳，陶传琦，等 . SMA490BW钢激光-MAG复合焊T型接头疲劳性能［J］. 电焊机， 2014 ， 44 （ 10 ）： 158 - 163 .

RAO Q P ， WU X Y ， TAO C Q ， et al . Fatigue performance of laser-MAG hybrid welding T joint on SMA490BW steel ［J］. Electric Welding Machine ， 2014 （ 10 ）： 158 - 163 .

宗桓旭，许鸿吉，耿涛，等 . 保护气体对06Cr19Ni10钢焊接接头疲劳性能的影响［J］. 电焊机， 2018 ， 48 （ 01 ）： 101 - 105 .

ZONG H X ， XU H J ， GENG T ， et al . Effect of different protective atmospheres on fatigue performance of 06Cr19Ni10 stainless ［J］. Electric Welding Machine ， 2018 （ 01 ）： 101 - 105 .