靜態負載過程中熔接接合要求的最小安全係數 n s 表示允許的應力與接合材料的降服強度之間的比率 n S = S Y / σ Al 或 n S = S Y / τ Al 。
所需熔接接合安全性受熔接設計的方法和品質 (例如,熔接表面的造型和切削、熔接強化、熔接均勻性、穿透等)、作業條件、熔接可靠性要求以及熔接斷裂時對人類生命造成的潛在威脅的影響。在設定其值時,必須考慮許多其他影響。
計算程序不考慮因溫度和殘餘應力而可能突發的脆性斷裂和材料機械值的變更。在特定剖面中,計算只針對給定的負載設定標稱應力。不考量應力集中和內部應力。設定所需的最小接合安全性時,請考慮所有上述因素。
指定安全係數時,必須考慮所使用的計算方法。靜態負載熔接的兩種計算方法採用不同的方式來解決熔接安全。
標準計算程序
將允許的熔接負載與計算的正垂應力、剪切應力或結果等效應力直接進行比較,以判斷熔接是否符合要求。此比較是根據熔接類型與設計以及負載方式進行的。顯然,所需的熔接安全性取決於熔接接合中產生的應力的類型和方向。此外,必須為不同的熔接類型、造型和設計以及各種負載組合指定不同的安全係數。下表中顯示了不同熔接類型的建議最小安全係數值的參考值。
熔接類型、負載 |
n S |
承受拉力負載的對接熔接 |
1.6 ... 2.2 |
承受折彎負載的對接熔接 |
1.5 ... 2.0 |
承受剪力負載的對接熔接 |
2.0 ... 3.0 |
承受負載的對接熔接 |
1.4 ... 2.7 |
接合零件的平面中承受負載的填角熔接 |
2.0 ... 3.0 |
承受空間負載的填角熔接 |
1.4 ... 2.7 |
塞孔熔接和起槽熔接 |
2.0 ... 3.0 |
承受剪力負載的塞孔 (阻抗) 熔接 |
1.6 ... 2.2 |
承受撕裂負載的塞孔 (阻抗) 熔接 |
2.5 ... 3.3 |
比較應力法
將允許的熔接負載與輔助比較應力進行比較。此比較應力是利用熔接接合的換算係數從計算出的局部應力獲得的。為了確保熔接接合的安全性,安全係數中要考量熔接接合中產生的各種應力的影響。對於任何熔接類型、造型和設計以及負載組合,僅需要一個一般安全係數。建議的安全係數最小值在 n S =<1.25...2> 範圍內。