용접강의 피로란 무엇입니까?

피로는 용접된 강철 부품이 있는 엔지니어링 구성 요소의 고장의 90% 이상을 유발합니다. 고정식 장비의 피로는 큰 문제이지만, 예측할 수 없는 부하가 발생하여 피로 고장에 취약한 모바일 장비에서는 매우 중요합니다.

피로란 무엇인가요?

용접된 강철의 피로는 단일 적용에서 반복적으로 불충분한 크기의 하중을 제거하고 다시 적용할 때 발생합니다. 하중이 특정 임계값을 초과하면 강철에 미세한 균열이 발생하고 점차 임계 크기에 도달하고 예기치 않게 전파되어 구조적 결함을 일으킵니다. 융합 부족, 모양, 침투 부족과 같은 여러 요인이 구조물의 피로 수명에 영향을 미칩니다. 용접된 강철에서 설계 결함은 균열 형성에 이상적인 위치를 제공합니다. 전반적으로 피로 파괴는 존재하지 않는 시작 단계와 함께 빠르게 발생합니다.

피로 수명이란 무엇입니까?

엔지니어링에서 피로 수명이라는 용어는 구조적 결함이 발생하기 전에 용접된 강철이 견딜 수 있는 응력 주기의 수를 나타냅니다. 강철을 다룰 때 엔지니어는 항상 응력 크기에 대한 이론적인 값을 가지고 작업합니다. 이 값 이하에서는 응력 주기 수에 관계없이 강철이 최적의 성능을 발휘합니다.

용접 강철의 피로 수명을 테스트하는 엔지니어는 변형, 내부 결함, 용접 기술 및 용접 토우의 응력 집중에 중점을 둡니다.

용접된 강철 구조 및 장비의 고장을 식별할 때 두 가지 일반적인 유형의 고장이 있습니다.

1. 정적 파손 – 정적 파손은 쉽게 감지하고 적절하게 수리할 수 있는 명백한 소성 변형으로 시작됩니다. 정적 고장은 갑작스럽고 치명적인 사고를 거의 일으키지 않습니다.
2. 피로 파괴 – 피로 파괴는 종종 점차 크기가 커지는 미세한 균열로 시작하여 영역의 하중 전달 효율성을 감소시킵니다. 균열을 조기에 감지하지 못하면 종종 갑작스러운 구조 및 장비 고장으로 이어집니다.

용접강의 피로

지난 수십 년 동안 엔지니어들은 서비스 수명을 예측하고 구조적 실패 수를 줄일 수 있는 시스템을 개발하는 데 시간과 에너지를 투자하면서 용접 강철의 피로 파괴를 연구하는 데 많은 시간을 보냈습니다.

피로 관련 고장의 치명적인 특성으로 인해 엔지니어가 피로 트랙을 검사하고 테스트하는 데 사용하는 다양한 비파괴 기술(예:육안 검사 및 초음파 이미징)이 있습니다. 그러나 피로 관련 참사를 예방하는 데 도움이 되는 주요 성과는 용접 설계 및 제작에서 피로 문제를 해결하는 용접 기술에 중점을 둡니다.

용접 개선 기법

용접은 본질적으로 철강 부품 및 구조물의 피로 수명을 줄여 지속적인 설계 과제를 제시합니다. 설계자와 엔지니어가 용접 강철의 피로 수명과 강도를 높이고 결과적으로 피로 관련 구조적 결함을 줄이기 위해 사용하는 다양한 기술이 있습니다. 여기에는 다음이 포함됩니다.

용접 발가락 연삭 기술

버 그라인더는 최대 40,000rpm의 속도로 움직이는 고속 공압식 그라인더를 사용합니다. 버 그라인딩은 표면 결함을 제거하고 용접 금속을 베이스 플레이트와 혼합하여 국부적인 응력 집중을 줄이는 용접 모양을 제공합니다. 이 프로세스는 용접된 발가락에서 결함과 언더컷을 제거하는 데 중점을 둡니다.

디스크 그라인더는 슬러그 내포물과 언더컷을 제거하여 용접 형태를 수정합니다. 버 그라인더와 비교할 때 더 빠르고 비용 효율적이지만 피로 균열의 시작 사이트 역할을 하는 그라인딩 자국을 남깁니다. 디스크 그라인딩은 피로 사고의 위험을 20~50% 감소시켜 버 그라인딩을 사용하는 것보다 상대적으로 낮습니다.

용접 발가락 재용융 기술

용접 토우 재용융 기술은 용접 영역을 얕은 깊이로 녹여서 용접 조인트의 피로 강도를 크게 증가시킵니다. 재용융 공정은 플라즈마 용접 장비 또는 텅스텐 불활성 가스(TIG)를 사용합니다. 이 기술의 주요 단점은 프로세스가 만족스러운지 평가하는 데 도움이 되는 검사 기준이 없다는 것입니다.

피닝 방법

두 재료를 함께 용접하면 용접부가 냉각되면 수축으로 인장 잔류 응력이 발생하여 강철의 피로 강도가 약해집니다. 피로 강도를 개선하는 한 가지 방법은 더 나은 결과를 제공하는 압축 잔류 응력을 도입하는 것입니다.

펜닝 기술은 압축 응력을 도입합니다. 소성 변형을 일으키는 작은 금속 공이나 도구로 표면에 영향을 주는 냉간 가공 공정입니다. 궁극적으로 펜닝 공정은 피로 강도를 향상시켜 강철 강도를 높입니다.

스트레스 해소 방법

피닝 방법과 달리 응력 완화 방법은 수축에 의해 생성된 인장 잔류 응력을 줄이는 역할을 합니다. 응력 완화 기술은 용접 절차를 개선하고 용접을 왜곡시키는 온도를 제어하는 ​​데 중점을 둡니다.

여러 산업, 제조업체 및 도구는 부품에 용접 강을 사용합니다. 장비 고장의 원인이 되는 내부 요인을 이해하는 것은 설계 프로세스에 매우 중요합니다. 용접된 강철로 작업하는 설계자는 처음부터 피로 문제를 해결하는 기계를 만들 수 있습니다. 제작 또는 용접이 필요한 경우 Swanton 용접에 문의하십시오. 우리의 혁신적인 기술과 숙련된 용접공이 매번 훌륭한 제품을 제공할 것입니다.