Оборудование и технология монтажной

Зависимость коэффициента концентрации напряжений 
 от типа сварного соединения из стали Ст3 
 
Тип сварного соединения 
Способ сварки 
К
ЭФ
 
Ручная электродуговая 1,2…1,5 
Стыковое 
Механизированная под 
слоем флюса 
1,4…1,75 
Ручная электродуговая 1,4…1,6 
Стыковое на остающейся 
подкладке 
Механизированная под 
слоем флюса 
1,3…1,4 
Тавровое 
Ручная электродуговая 1,2…1,6 
Ручная с неполным
проваром 
1,8…2 
Крестовое 
Механизированная под 
слоем флюса 
2,2…2,8 (неполный провар)
1,6 (полный провар) 
Прикрепление фасонок
в стык 
Ручная электродуговая 1,4 
Прикрепление ребер
жесткости 
То же 1,55 
Нахлесточное с обваркой 
по контуру 
То же 1,69 
Нахлесточное с фланго-
выми швами 
То же 2,33 
Концентрация напряжений в реальных стыковых соединениях, вы-
полненных ручной и автоматической сваркой, не отличается между собой. 
Наименьшую концентрацию напряжений создают стыковые сварные со-
единения. Наибольшей концентрацией напряжений обладают сварные на-
хлесточные соединения с фланговыми швами, крестовые соединения. Наи-
более благоприятное очертание имеет пологий шов, создающий низкую 
концентрацию напряжений в месте перехода на основной металл. 
В табл. 21 приведено сопротивление усталости стыковых соединений 
из стали 09Г2С при различных способах сварки. 

---

48
Таблица 21 
Усталостная прочность стыковых соединений 
Способ сварки 
Состояние 
поверхности 
Обработка 
поверхности швов
Предел выносли-
вости, МПа 
Основной металл 
С окалиной 
С усилением 335 
Без окалины 
Усиление снято 170 
Ручная сварка качест-
венными электродами 
УОНИ 13/45 
С окалиной 
Усиление снято 255 
Автоматическая сварка 
под слоем флюса 
Без окалины 
С усилением 205 
Без окалины 
С усилением 190 
Полуавтоматическая 
сварка в СО
2
С окалиной 
Усиление снято 245 
Способы повышения усталостной прочности сварных соединений 
Для повышения усталостной прочности сварных соединений исполь-
зуют следующие технологические приемы: 
а) механически обрабатывать швы фрезой, резцом, абразивным кру-
гом для обеспечения плавного перехода от металла шва к основному ме-
таллу. Предел выносливости при этом возрастает на 40…60 %; 
б) использовать соотношения катетов 1:3,8 в нахлесточных соедине-
ниях для создания пологих швов, а также для придания шву вогнутого 
профиля. Предел выносливости соединения повышается на 11…20 %; 
в) целесообразнее стремиться шире применять стыковые соединения. 
Необходимо помнить, что прочность соединения падает при наличии пере-
сечений швов и накладок, используемых для усиления стыкового шва; 
г) избегать применения прерывистых швов, приварки вспомогатель-
ных элементов, так как в местах окончания сварки концентрируются по-
вышенные остаточные растягивающие напряжения; 
Рис. 24. Деконцентраторы в сварных соединениях 
д) создавать искусственные деконцентраторы в виде выкружек и от-
верстий в местах образования высоких концентраций напряжений (рис. 
24); 
е) электродуговой обработкой стыковых соединений повышать уста-
лостную прочность на 70…150 % за счет заглаживания швов путем оплав-
ления их границ вольфрамовым электродом в среде инертных газов; 

---

49
ж) искусственно наводить сжимающие остаточные напряжения за 
счет статической перегрузки конструкций, точечного и местного нагрева в 
местах повышенных концентраций напряжений, точечного и линейного 
обжатия элементов конструкций, поверхностного наклепа (дробеструйный 
наклеп, обкатка роликами, чеканка, импульсивная обработка), ультразву-
ковой обработки; 
з) применять высокий отпуск для снятия внутренних напряжений; 
и) совершенствовать конструктивные формы сварных соединений.