LTTE焊條改善疲勞強(qiáng)度的效果

天津大學(xué)材料學(xué)院設(shè)計(jì)和優(yōu)化研制了低相變點(diǎn)焊條，并在各種焊接接頭上進(jìn)行了大量的疲勞試驗(yàn)和工藝性能試驗(yàn)。

（1）LTTE方法

采用低相變點(diǎn)焊條LTTE和普通焊條E5015分別對(duì)橫向?qū)咏宇^、非承載十字接頭、縱向環(huán)繞角焊縫接頭、縱向平行角焊縫接頭和縱向?qū)咏宇^施焊，并進(jìn)行疲勞對(duì)比試驗(yàn)。結(jié)果表明，相變點(diǎn)焊條LTTE接頭的疲勞強(qiáng)度分別比普通焊條E5015接疲勞強(qiáng)度提高11%、23%、42%、46%合59%，疲勞壽命提高幅度從幾倍到上百倍。

由于低相變點(diǎn)焊條是在較低溫度下發(fā)生馬氏體相變體積膨脹而獲得的殘余壓縮應(yīng)力，因此殘余壓縮應(yīng)力的大小與焊接接頭拘束度有較大關(guān)系，拘束度越大，其殘余壓縮應(yīng)力越大，疲勞強(qiáng)度的提高效果也越大。

（2）低相變點(diǎn)焊條焊趾熔修（LTTE-dressing）方法

然而，為使焊縫金屬在正常的冷卻速度下和在較低的溫度下發(fā)生馬氏體相變，焊接材料中加入了較多的合金元素，從而使得低相變點(diǎn)焊接材料的成本提高許多。如果一個(gè)焊接結(jié)構(gòu)的全部焊縫都采用低相變焊接材料進(jìn)行施焊，焊接結(jié)構(gòu)的成本也將大幅度增加，這是很不經(jīng)濟(jì)的。

眾所周知，焊接接頭疲勞斷裂主要從焊趾部位開(kāi)裂，如果使焊接接頭的焊趾部位產(chǎn)生殘余壓縮應(yīng)力，則可以提高焊接接頭的疲勞強(qiáng)度，而并不需要全部采用低相變點(diǎn)焊條，這樣可以降低使用成本。從這一思路考慮，天津大學(xué)在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上提出了低相變點(diǎn)焊條焊趾熔修（LTTE-dressing）提高焊接接頭疲勞強(qiáng)度的方法。采用非承載十字接頭和縱向環(huán)繞角焊縫接頭兩種接頭類型，分別對(duì)比了低相變點(diǎn)焊條焊趾熔修（LTTE-dressing）和普通焊條焊接接頭的疲勞強(qiáng)度，前者的疲勞強(qiáng)度分別比后者提高19.9%和41.7%，證明了這一思路的可行性和實(shí)用性，為低相變點(diǎn)焊條LTTE更合理的在工程實(shí)際中應(yīng)用進(jìn)行了前期試驗(yàn)研究，同時(shí)低相變點(diǎn)焊條焊趾熔修（LTTE-dressing）接頭也可以反映低相變點(diǎn)焊條在蓋面焊縫和近焊趾蓋面焊道的應(yīng)用情況。