Journal of Korean Society of Steel Construction (한국강구조학회 논문집)

Korean Society of Steel Construction (한국강구조학회)
권호 표지

Effect of Blast Cleaning on Fatigue Behavior of Non-load-carrying Fillet Welded Cruciform Joints

블라스트 표면처리가 하중비전달형 십자필렛 용접이음의 피로거동에 미치는 영향

  • 김인태 (부산대학교 사회환경시스템공학부) ;
  • 정영수 (부산대학교 사회환경시스템공학부) ;
  • 김광진 (부산대학교 사회환경시스템공학부) ;
  • 이동욱 (부경대학교 토목공학과)
  • Received : 2008.11.26
  • Accepted : 2009.02.11
  • Published : 2009.02.27
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Abstract

Blast cleaning has been applied in steel bridges for cleaning forged surface and increasing adhesive property of applied coating systems. Blasting is the operation of cleaning or preparing a surface by forcible propelling a stream of abrasive metals against it. Blast cleaning may improve surface geometry and induce compressive residual stress, and eventually may increase fatigue life of weld joints. In this paper, fatigue tests were carried out on three types of non-load-carrying fillet welded cruciform joints, as-welded joints, blast-treated joints, and stress-relieved joints after blasting, in order to investigate effect of blast cleaning on fatigue behavior of the weld joints. By Blast cleaning, the weld toe radius was increased by 29% and compressive residual stress was induced near weld toes. Blast cleaning increased fatigue life and fatigue endurance limit of the weld joints. When the applied stress ranges decreased, the increment in fatigue life became larger. About a 150% increase in fatigue limit could be realized by using blast cleaning.

강교 제작에는 강재 표면의 이물질 제거와 피복방식재료의 부착성 증대를 위하여 블라스트 표면처리가 실시되고 있다. 블라스트 표면처리는 쇼트나 그릿 등의 연마재를 압축공기로 분사하여 강재 표면에 충격을 가하는 표면처리법으로, 블라스트 처리에 의해 표면형상이 개선되고 압축잔류응력이 도입되어 용접이음의 피로수명이 향상될 것으로 예상된다. 본 연구에서는 하중비전달형 십자필렛 용접이음의 피로실험을 실시하여, 블라스트 표면처리가 용접이음의 피로거동에 미치는 영향을 실험적으로 검토하였다. 피로실험에는 용접 후 무처리 시험편(용접 그대로), 용접 후 블라스트 표면처리 한 시험편과 블라스트 처리 후 열처리에 의해 잔류응력을 제거한 시험편의 합계 3종류의 용접시험편을 대상으로 하였다. 그 결과 블라스트 표면처리에 의해 용접지단부의 곡률반경은 약 29% 증가하였으며, 용접지단부의 인장잔류응력이 제거되고 압축잔류응력이 도입되었다. 그리고 블라스트 처리에 의해 피로수명과 피로한계가 증가하였다. 피로수명은 응력범위가 낮을수록 더 크게 증가하였고, 피로한계는 약 1.5배 증가하였다.

Keywords

Acknowledgement

Supported by : 두산메카텍(주)

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