В массовом производстве, основанном иа принципе вза­имозаменяемости, необходимо обеспечить геометрические размеры изделий в небольших допусках.

Размеры изделий зависят от многочисленных факторов общего технологического процесса, а деформации, вызванные процессом сварки, имеют преобладающее значение, если в изделиях большое число сварных соединений.

В процессе сварки деформации возникают под действием термо­механического цикла сварки и вследствие контакта оборудования со свариваемыми деталями (технологические деформации). Причи­ной первых является неравномерный нагрев изделий и тепловое расширение металла. Последнее происходит в стесненных условиях, поэтому сопровождается возникновением внутренних сил, вызыва­ющих необратимые пластические деформации, которые приводят к образованию остаточных сварочных напряжений и перемещений. Под перемещениями понимают удлинения, укорочения, прогибы, повороты, г. е. то, что в силу укоренившейся традиции называют сварочными деформациями.

-Можно добиться снижения деформаций увеличением усилия проковки. Усиленное охлаждение свариваемых деталей путем уве­личения длительности проковки, применения электродов с большей плоскостью соприкосновения с деталью, интенсивного охлаждения свариваемых изделий также способствует снижению остаточных деформаций.

При явно выраженных направлениях деформации хорошие ре­зультаты дают обратные деформации, которые происходит под действием силовых элементов сборочно-сварочных приспособлений, или при изменении геометрической формы изделия.

Технологические деформации могут возникнуть в результате нарушения соосности электродов вследствие разной жесткости верх­них и нижних элементов оснастки.

Вмятины от электродов представляют собой один из видов не­избежных остаточных деформаций. Их глубина регламентируется в пределах 10—20 % толщины металла. Если вмятины равны по глубине, то общие деформации снижаются, в противном случае увеличиваются.

В большинстве случаев геометрическая форма изделий задается сборочно-сварочным приспособлением, жесткая конструкция и хоро­шая фиксация которого способствуют уменьшению остаточных де­формаций. Последовательность предварительной прихватки в таком приспособлении должна обеспечить максимальную жесткость сва­риваемой конструкции при минимальном числе точек. При одновременной сварке симметрично расположенных соединений относительно нейтральной оси получение швов большой протя­женности от центра к краям существенно снижает остаточные дефор­мации.

Чем сильнее подавляются сварочные деформации, тем больше остаточные Внутренние напряжения, поэтому надо стремиться к исключению причин, вызывающих появление деформаций. Ка­чество свариваемых деталей, сохранение зазоров между поверхно­стями деталей в пределах жестких допусков имиот существенное значение для снижения деформаций.

Качество сварных соединений зависит прежде всего от их проч­ности. Прочностные показатели определяют, используя элементар­ные макеты сварных соединений и реальные конструкции.

Сварные соединения редко рассчитывают на прочность, так кан в большинстве конструкций сложно определить действуюшне силы. Количество и размеры сварных соединений в этих случаях уста­навливают экспериментально, учитывая опыт эксплуатации анало­гичных конструкций.

Прочность сварных соединений зависит от свойств металла кон­струкции, характера соединения, условий его работы в реальной конструкции и технологии сварки.

Нахлесточные соединения, полученные точечной, рельефной и шовной сваркой, преимущественно работают на срез (растяжение) и отрыв. Обычно в соединениях, работающих на срез, одновременно возникают и напряжения отрыва. Для таких соединений характерна высокая концентрация напряжений вследствие того, что продольный силовой поток стягивается сварным соединением. Между листами в зоне соединения образуется переходное сечение с ярко выражен­ными концентраторами напряжения. Наряду с этим от изгиба со­единения по ширине шва возникают напряжения отрыва, которые еще больше увеличивают напряжение в опасной зоне. При точечнс й, рельефной и шовной сварке конструкций в них допустимы следу­ющие напряжения: на срез тср = (0,4 - н0,5) ар, на отрыв аотр = = (0,25-j-0,3) ор (где <7р —допустимое напряжение на растяжение). Однако эти значения годны для предварительных расчетов и их следует проверять экспериментально.

Значительно большее снижение прочности наблюдается при испы­тании чоединенпй на повторную статику и усталость.

Предел выносливости для различных металлов обычно изменяется в незначительных пределах (22—25 МПа).

Показатели статической и динамической прочности можно существенно улучшить путем повышения жесткости соедине­ния, использования оптимальных режимов сварки, применения повышенного усилия проковки или холодього обжатия после сварки.

Показатели прочности увеличиваются в 2—3 раза при исполь­зовании клеесварных или паяно-сварных соединений. Слой клея или припоя создает условия для более плавного перехода силового потока с одной детали на другую, препятствуя концентрации высо­ких напряжений.

Следует иметь в виду, что с увеличением диаметра литого ядра сверх оптимального значения статическая прочность соединения повышается незначительно, а предел выносливости практически не изменяется.

Рационально проектировать многорядные соединения с. числом рядов не более двух, так как 85 % нагрузки воспринимается первым рядом точек. Минимально допустимые усилия на каждую точку при статическом срезе зависят от толщины листа, временного сопро­тивления металла на растяжение и чувствительности материала к термическому циклу.

Разрушение точки при срезе может идти с вырывом по периметру литого ядра или со срезом точки по всей площади. Последнее наблю

дается для толщин более 2,5 мм, когда dnlб <• 3, а площадь иырыга значительно превышает площадь среза.

Разрушающее усилие на отрыв обычно ниже, чем на срез. Их отношение (f0Tp/F„) называют коэффициентом пластичности k„„. Чем выше эгог коэффициент, тем меньше опасность хрупкого отрыва точки во время эксплуатации. Коэффициент изменяйся ь пределах 0,25—0,98, большее значение относится к пластичным металлам, меньшее — к хрупким.

Предел прочности металла при кручении определяется по углу a111JX, ПРИ котором Мкр достигает наибольшего значения. Этот угол также изменяется в широких пределах 2—40°. Для пластичных меіаллов он наибольший.