Электрическая контактная точечная сварка появилась как заменитель пайки и клепки при изготовлении мелких деталей глав­ным образом бытового назначения. Однако уже в 1920-х годах благодаря необычайной высокой производительности точечная

сварка стала широко применяться в массовом производстве круп­ногабаритных изделий. В первую очередь это оказалась автомо­бильная промышленность, а вслед за ней и другие отрасли, про­дукция которых ориентировалась на понятия прочности при раз­личных сложнонапряженных состояниях. Только тогда, когда точечная сварка оказалась технологически единственно воз­можной, стали заниматься исследованием ее прочностных свойств.

Как и было отмечено выше, при исследовании одноточечных соединений пришлось примириться с концентрациями напряже­ний. Не лучше дело обстояло и в многоточечных конструкциях. Возвращаясь к рис. 4.17, необходимо обратить внимание на то, что в продольном (относительно действия силы) направлении крайние точки оказываются нагруженными больше, чем средние. В этом отношении соединения контактные многоточечные, много­заклепочные и дуговые с фланговыми швами качественно полно­стью идентичны. Различия только в степени концентрации на­пряжений. В частности, для трехточечного соединения две край­ние точки перегружены относительно средней сравнительно не­много — на 10—12 %. В четырехточечном эта перегрузка доходит до 50 %, в пятиточечном —средняя точка воспринимает иногда только пятую часть нагрузки крайних. Перегрузки такого рода стимулируют конструкторов создавать конструкции, подобные приведенным на рис. 4.17, г или д, в которых резкие концентрации нагрузок на отдельные точки устраняются.

Все сказанное о распределении нагрузок относится к статиче - ческим испытаниям. Разумеется, при ударных и вибрационных нагрузках все виды концентраций сохраняются и даже усилива­ются. Имеются многочисленные опытные данные по показателям вибрационной прочности. Из них можно вывести приблизительно такие соотношения. Одноточечные соединения при вибрационных испытаниях на растяжение — срез дают только 8—10 % от проч­ности при статическом разрыве. Многоточечные соединения при многорядном расположении точек и на металле малых толщин (0,3—1 мм) практически обеспечивают прочность, равную целому металлу, если говорить о конкретных конструкциях, а не о лабо­раторных испытаниях на вибрацию. Этот факт отлично доказы­вается службой всех точечно-сварных соединений, самых разно­образных по расположению точек, в корпусах всех автомобилей. Любые аварийные разрушения корпусов, даже старых машин с большим пробегом, всегда происходят по целому металлу, а не по сварным точкам. Мало того, диски всех колес автомобилей «Москвич», «Жигули» и «Волга» соединены с ободом единичными точками в один ряд при числе по окружности не более 12. Эти сварные соединения, много лет работающие в условиях реальной Ударной и вибрационной нагрузок, никогда не выводят колеса из строя в результате разрушения сварных точек. Точечная сварка глубоко внедрилась в вагоностроение, где толщина свариваемых

т

стальных элементов 2 + 2 и 2 + 3 мм, а расположение точек не групповое, а последовательно единичное.

Таким образом, получая сравнительно невысокие прочностные показатели на лабораторных образцах, нельзя приходить в отча­яние, думая о применении точечно-сварных соединений в крупно­габаритных конструкциях. Целая конструкция, в которой точе - чечно-сварные соединения являются единственными ее связую­щими, оказывается весьма выносливой в реальных условиях ее службы.

Тем не менее, для авиационных и ракетных конструкций, в которых аварийные запасы прочности отдельных узлов преду­сматривают повышенными и для которых важнее понятия не проч­ности, а надежности, для таких узлов создаются комбинированные клеесварные соединения. Технология и прочностные свойства такого рода соединений весьма полно представлены в книге В. Н. Шавырина и В. И. Рязанцева [20]. Весьма примечательна сравнительная картина прочности на срез, которую получили В. И. Рязанцев, В. А. Федосеев и Н. И. Абин для точечно-свар­ных и клеесварных соединений из дюралюминия Д16Т. При диа­метре точки 3 мм клеесварные соединения прочнее почти в 3,5 раза, при dT = 7,5 мм •—в 2 раза. В таком же приблизительно соотно­шении растет и вибрационная прочность. Практически клеесвар­ные соединения обеспечивают показатели прочности, равные це­лому металлу при испытании лабораторных образцов и отдельных узлов конструкций.

В подавляющем большинстве точечно-сварные конструкции создаются как нахлесточные. Прочностные показатели таких со­единений представлены в табл. 7 приложения.