СВОЙСТВА СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

СВОЙСТВА СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ Качество с. с. определяется их работоспособностью, сопротивляемостью хрупким и усталостным
разрушениям. Работоспособность С. с. характеризуется комплексной совокупностью
свойств чередующихся зон -прослоек, отличающихся от осн. материала и между
собой прочностными свойствами. Прослойки с более высокими прочностными
свойствами условно называют твёрдыми, а смежные с ними прослойки с более
низкими прочностными свойствами - мягкими. В зависимости от свойств осн.
материала, сварочных материалов, способа и режима сварки и термообработки,
а также температурно-скоростных условий нагружения мягкими прослойками
могут быть сварной шов, зона сплавления, разупрочнённый участок зоны термич.
влияния, промежуточные вставки других (разнородных с основным) материалов.

Рис. 6. Временные п остаточные
продольные деформации и напряжения в стыковом соединении пластины из углеродистой
стали: а - пластина; 6 - эпюра временных деформаций при е;
в - эпюра временных деформаций при ее:
г
- эпюра остаточных деформаций ед - эпюра
остаточных напряжений б1 -зона пластических
деформаций сжатия; 2 - зона упругих деформаций; 3 и 4
- растягивающие и сжимающие напряжения и деформации.

Мягкие прослойки - локализаторы
деформаций; при весьма малой относительной толщине они не снижают несущей
способности С. с., при сравнительно большой толщине их свойства ограничивают
несущую способность С. с. При расчёте, проектировании и изготовлении сварных
конструкций учитывают степень влияния напряжённо-деформационного состояния
на работоспособность С. с., точность их размеров и формы, а также на стабильность
этих качеств при эксплуатации. При этом различают зону пластических деформаций,
зону упругих деформаций, собственные остаточные напряжения (растягивающие
и сжимающие). Эпюры, на к-рых показаны временные и остаточные продольные
деформации и напряжения в стыковом соединении пластины из углеродистой
стали, представлены на рис. 6.

Сопротивляемость С. с. хрупким
и усталостным разрушениям зависит от свойств материала и наличия в них
концентраторов напряжений и деформации. Концентраторы бывают конструктивного
происхождения (участок резкого изменения сечения С. с., напр, переход от
шва к осн. металлу в тавровом и нахлёсточном соединениях), тех-нологич.
происхождения (неплавные переходы с входящими углами в месте усиления шва,
непровары, несплавления и подрезы), физико-химического происхождения (поры,
шлаковые включения, трещины в швах и зоне термического влияния).

Образованию С. с. сопутствует
термо-пластич. процесс деформирования осн. материала, к-рый наиболее ярко
выражен для стальных сварных соединений. Этот процесс обусловливает появление
хрупкости на нек-рых участках зоны термич. влияния. Наиболее хрупким становится
металл вследствие старения, протекающего в процессе деформирования металла
при темп-рах 150-300 °С. На этих участках С. с. имеют ограниченную сопротивляемость
хрупким разрушениям.

Образование С. с. сопровождается
уменьшением размеров соединяемых элементов в продольном и поперечном направлениях,
т. е. продольной и поперечной усадкой, что учитывается при проектировании
и изготовлении изделий.



Принципы расчёта С. с.
В СССР применяют два метода расчёта С. с. на прочность при статическом
нагружении: по предельному состоянию (в строит. конструкциях) и по допускаемым
напряжениям (в машиностроении). Для С. с. из сталей различной прочности
расчётные сопротивления на растяжение Rca, сжатие
Rсв, срез в стыковых швах Rсв
срез в угловых швах Rсв, а также допускаемые напряжения
на растяжение и сжатие [б^св]-сигма и срез [t^св]-тау
установлены отраслевыми правилами и нормами проектирования конструкций.
Расчёт на усталость С. с. маш.-строит, металлоконструкций выполняется согласно
общепринятым методам расчёта на усталость деталей машин. Влияние низких
темп-р на работоспособность соединения может быть учтено при проектировании
и изготовлении С. с. выбором осн. и сварочных материалов, конструктивных
и технологич. решений, методов контроля качества материалов и т. п. В расчётах
С. с. на прочность при статич. нагрузке влияние концентраторов напряжений
и темп-ры для обычных углеродистых и низколегированных сталей не учитывают.
В расчётах С. с. на усталостную прочность влияние концентраторов и остаточных
напряжений учитывают при установлении допускаемых напряжений. С. с. пролётных
строений мостов и стальных конструкций пром. сооружений рассчитывают на
выносливость по предельному состоянию.

Лит.: Николаев Г.
А., Сварные конструкции, 3 изд., М., 1962; Окерблом Н. О., Конструктивно-технологическое
проектирование сварных конструкций, М. - Л., 1964; Николаев Г. А., Куркин
С. А., Винокуров В. А., Расчет, проектирование и изготовление сварных конструкций,
М., 1971; Труфяков В. И., Усталость сварных соединений, К., 1973. А.
А. Казимиров.

А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я