1. Нанесение полимерного покрытия на поверхность шва и металла околошовной зоны. Окружающая среда может как поло­жительно, так и отрицательно влиять на сопротивление усталости материалов. Наибольшее влияние оказывает углеводородная среда, которая имеет определенную длину углеродной цепи Существенно

изменяют усталость алюминиевых сплавов органические жид­кости.

Сопротивление усталости металла изменяется также, если окружающей средой является твердое тело. Маттинг [247 ] устано­вил, что выносливость стальных образцов с отверстием возрастает, если отверстие заварить материалом с меньшим пределом упруго­сти, чем у стали (например, аустенитными электродами или элек­тродами из бронзы).

В. Тильде [39, 215, 216] предложил изменять окружающую среду, используя промежуточные твердые полимерные материалы, которые герметически покрывают сварное соединение и положи­тельно влияют на его выносливость Такой материал должен иметь высокую адгезию к металлу, быть пластичным, обладать достаточ­ной прочностью и не разрушаться раньше металла.

Многочисленными исследованиями, проведенными в Централь­ном институте сварки ГДР под руководством В. Гильде [39, 215, 216], установлено, что указанным требованиям отвечают клеи, применяемые в промышленности для склеивания металлов.

В табл. 70 приведены результаты испытаний на усталость об­разцов, покрытых смолой ZIS217, имеющей наибольшее практиче­ское распространение.

В. Гильде провел также испытания сварной колесной оси авто­мобильной цистерны [39]. Ось без покрытия сварного соединения

выдержала 1 350 000 циклов изменений нагрузки при amax +12 и ашт = +3 кгс/мм2. После нанесения пластмассового покрытия на соединение ось не была разрушена после прохождения 2 600 000 циклов при том же напряжении. Подобные результаты были полу­чены при испытании сварных балок и автомобильных рам.

Таким образом, была доказана возможность повышения проч­ности соединений и деталей с острыми надрезами путем нанесения на них пластмассовых покрытий из эпоксидных и полиэфирных смол с наполнителями.

В. Гильде не удалось достичь положительного эффекта от при­менения пластмассовых покрытий при испытаниях образцов на растяжение-сжатие [39].

Эффект упрочнения металла и сварных соединений в резуль тате нанесения слоя пластмассы был объяснен автором двумя при­чинами. сглаживанием концентрации напряжений и изоляцией поверхности металла от внешней среды.

Экспериментально установлена возможность образования оста­точных сжимающих напряжений на границе металл—клей при от­вердевании последнего, что также может явиться причиной повы­шения выносливости сварного соединения при нанесении на него клеевого слоя [184].

В. Н. Шавырин [184] получил существенное (на 48%) увеличе­ние выносливости при знакопостоянном растяжении на базе 107 циклов для стыковых соединений сплава Д20 толщиной 2 мм после нанесения на зачищенную щеткой поверхность шва и околошов - ной зоны слоя клея ВК-9 толщиной 0,4—1,2 мм. Нанесение клея на поверхность нахлесточного соединения сплава Д20 привело к значительно меньшему (на 18%) повышению сопротивления усталости. В обоих случаях образцы сваривали автоматической аргонодуговой сваркой.

В работе [105] также получено существенное (на 53%) повы­шение прочности при плоском изгибе по симметричному циклу на базе 2-Ю6 циклов образцов (см. рис. 34, б) из стали СтЗсп толщи­ной 5 мм со стыковым швом, сваренным электродами УОНИ-13/55. Использовали пластмассовое покрытие следующего состава (в ве­совых частях): эпоксидная смола ЭД-6—100; дибутилфталат — 15; полиэтиленполиамин — 9; графитный порошок — 20; цемент — 60.

Кроме плоских образцов, испытывали соединения элементов рамных конструкций. Эксплуатационными испытаниями установ­лено, что элементы рамных конструкций комбайнов СК-3 и СК-4 с усилением швов после нанесения пластмассового покрытия имели большую долговечность, чем соединения в исходном состоянии.

2. Способ горячей гальванизации. В Японии используют го­рячую гальванизацию для повышения усталости сварных соеди­нений К [10]