Во многих случаях, проектирование сварных конструкций, в осо­бенности из низкоуглеродистых сталей, ведут без учета неоднород­ности свойств сварных соединений.

Сварные конструкции выполняют из сталей: низкоуглеродистых, низкоуглеродистых упрочненных термообработкой (закалка + от­пуск), низколегированных, низколегированных упрочненных тер­мообработкой (закалкой, закалкой с отпуском, нормализацией и т. д.), различных сплавов.

Влияние термического эффекта сварки вызывает в прилегающих к шву зонах неоднородность свойств, за исключением сварки низко­углеродистых сталей без термообработки. Этот эффект очень резко выражен при сварке соединений из алюминиевых сплавов (нагар - тованных, естественно и искусственно состаренных), высокопроч­ных сталей и т. д.

При сварке элементов конструкций большое влияние могут ока­зывать на свойства соединений принятые режимы. Например, при сварке некоторых низколегированных сталей жесткие сварочные режимы вызывают закалочные структуры; сварка при повышенной погонной энергии, напротив, укрупнение зерен и падение сопротив­ления удару.

При сварке термически обработанных сталей в соединениях обра­зуется мягкая прослойка, у которой модуль упругости близок к мо­дулю упругости основного металла, а предел текучести ниже пре­дела текучести основного металла. Задача о работе мягкой про­слойки в сварном соединении была решена Качановым Л. М. и Бакши О. А. применительно к сварке встык элементов с круглыми и прямоугольными поперечными сечениями.

Физическая сущность работы соединения таких стержней с по­перечной мягкой прослойкой следующая. В мягкой прослойке под действием продольной силы возникают нормальные аг, радиаль­ные аг и касательные ot напряжения. Если тсреза на плоскостях контакта мягкой прослойки с основным металлом достигают хтек, в мягкой прослойке образуется текучесть, которая могла бы при­вести к пластическому разрушению.

Уравнениями теории пластичности показано, что нормальные напряжения в соединении, направленные параллельно оси г (парал­лельно усилию), а также нормальные напряжения, направленные по

где R — радиус стержня, имеющего круглое поперечное сечение;

S — толщина прослойки; г — расстояние точки от центра образца.

Если мягкая прослойка имеет малую толщину, то отношение ог! а.гек очень велико. Это указывает на то, что задолго до образо­вания текучести в поперечном сечении соединяемых элементов об­разуются нормальные напряжения очень высокого порядка.

Экспериментально показано, что в значительном большинстве случаев соединения с тонкими мягкими прослойками разрушаются либо по соединению хрупко, без пластических деформаций, при на­пряжениях значительно более высоких, нежели разрушающие при испытании прослойки в условиях одноосных напряжений, либо вне зоны соединений.

Следовательно, тонкая мягкая прослойка, как правило, не ока­зывает существенного влияния на понижение прочностных свойств сварных соединений. Все это является верным при действии в сое­динении статических сил и при отсутствии в мягкой прослойке дефектов типа пор, подрезов или непроваров.