Создание рациональных сварных конструкций, является комп­лексной задачей. Проектант должен не только придать конструкции рациональную форму, но обеспечить ее прочность и технологич­ность.

Бурное развитие науки за последние десятилетия открывает непрерывно новые пути все более углубленного исследования прочности и деформаций сварных конструкций. На основе изучения теплового состояния металлов при сварке (ИМЭТ им. А. А. Байкова) разрабатываются методы определения температурных и остаточных напряжений в телах двух и трех измерений (ИЭС им. Е. О. Патона, МВТУ им. Баумана, ЛГУ и ЛКИ и т. д.). ОтрабатьЪаются методы для определения остаточных напряжений второго и третьего рода. Применение ЭЦВМ дало возможность определять собственные напряжения в сварных конструкциях математическими методами для различных объемно-напряженных состояний, с учетом перемен­ных значений теплофизических характеристик металлов.

Проектирование сварных конструкций становится невозможным без учета параметров технологии. Изучают процессы образования кристаллизационных, теплых, холодных трещин (МВТУ им. Бау­мана, ЦНИИТМАШ, ИЭС им. Е. О. Патона, Институт Проблем механики АН СССР и др.).

Изучается образование трещин в различного рода конструкциях, в особенности судовых, при средних и больших толщинах сварен­

ных элементов (Токийский университет, ряд организаций Англии и США). Изучается процесс образования трещин в зависимости от рода материала, его металлургической и термической обработки, наличия концентраторов напряжений. Ряд исследований произво­дится в ЦНИИТМАШе и ВНИИСТе по изучению влияния упругой энергии системы на процесс движения трещин, способов их тормо­жения. На основе опытных и теоретических данных рассматрива­ются пути повышения вязкости металлов (его закалкой, обработкой синтетическими шлаками и т. д., обеспечивающими понижение чувствительности к разрушению). Особое внимание уделяют изуче­нию хрупкой прочности конструкций, работающих в условиях низких температур. В МВТУ разработан новый метод расчета конструкций в этих условиях, основанный на определении предель­ных деформаций.

Исследования (Николаса, Уэллса, Ирвина и др.) упруго-пласти - ческих разрушений заставляют переходить от оценки целой кон­струкции к локальной оценке прочности. Устанавливаются методы (Бирет, Рюль и др.), рекомендующие применение тех или других марок сталей в зависимости от их склонности к локальным разру­шениям. Настойчиво рекомендуются всевозможные физические методы контроля сварных соединений и конструкций, обеспечиваю­щих однородность их свойств. Исследуется прочность сварных со­единений с учетом имеющейся в них неоднородности (химической, физической, структурной, механической и т. д.).

Исследования хрупких разрушений сварных конструкций в до­рожно-строительном машиностроении, краностроении, трубном транспорте и т. д. заставили предъявлять высокие требования не только к составу металла и его обработке, но и к оформлению сварных соединений, к изучению свойств металла в результате его нагрева, коррозии, влияния отдельных компонентов легирования и влияния технологических дефектов.

Все больше внимания уделяют повышению прочности сварных конструкций, работающих при динамических и, в частности, пере­менных нагрузках, в условиях низкой и нормальной частоты, раз­личных сред. Главное внимание уделяют повышению прочности сварных соединений и конструкций, работающих при переменных нагрузках: определение методов термообработки, повышающих пре­дел текучести матгриала; устранение концентраторов при проектиро­вании, путем технологической обработки — приданием рациональ­ных очертаний швам; в ЦНИИТМАШ, ИЭС им. Е. О. Патона раз­работаны различные методы механической поверхностной обработки сварных соединений (дробью, пучком проволок, взрывом и т. д.), повышающие предел выносливости сварных соединений при дуго­вой сварке в 2 раза, при точечной — более чем в 3 раза.

Прогресс техники требует применения прочных и высокопроч­ных сталей, прочных легких цветных сплавов. Однако значительное повышение прочности материала нередко приводит к противоречию между высокой прочностью простого образца и низкой прочностью натурной конструкции, в особенности при изготовлении ее с по­мощью сварки. Обеспечение высокой и стабильной прочности кон­струкций в этих условиях требует тщательного контроля качества исходных материалов и технологического процесса изготовления, постановки испытаний образцов основного металла и сварных со­единений в условиях нагружения, близких к работе реальной кон­струкции. Расширяется область конструкций, создаваемых для работы при сверхвысоких давлениях, в космосе, в условиях боль­ших глубин и т. д. Параллельно с развитием методов расчета по напряжениям, развиваются методы расчета по деформациям, с уче­том явлений ползучести, образования и скорости движения трещин и т. д. При проведении расчетов прочности все шире становится использование ЭЦВМ для производства не только сложных мате­матических операций. ЭЦВМ начинают использовать при разра­ботке проектов сварных конструкций. Однако было бы ошибочным недооценивать большое значение творческой инженерной инициа­тивы, высокой квалификации проектанта, обладающего талантливой интуицией в отыскании как рациональных конструктивных форм, так и рационализированных схем расчета конструкций.