Оборудование и технология монтажной

8. РАБОТА СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ НА УСТАЛОСТЬ 
Разрушение сварных конструкций под действием переменных нагрузок 
называется усталостью. Усталостные разрушения чаще всего наблюдаются по 
линии сплавления шва с основным металлом и берут начало в местах повы-
шенных концентраций напряжений, на участках с высокими остаточными на-
пряжениями. При усталостном разрушении излом детали состоит из двух зон. 
Первая зона имеет гладкую, притертую поверхность и называется зоной уста-
лости. Образование ее происходит постепенно и начинается с появления мик-
ротрещины, развивающейся в макротрещину. Образовавшиеся новые поверх-
ности металла при возникновении трещины в процессе действия повторных 
нагрузок трутся друг об друга. Этим и вызвано наличие гладкой поверхности 
в первой зоне. После того, как трещина усталости займет значительную часть 
сечения наблюдается разрушение и образование второй зоны, называемой зо-
ной долома. У хрупких металлов она имеет грубокристаллическое, а у вязких 
– волокнистое строение. Критерием сопротивляемости стали знакоперемен-
ным нагрузкам является предел усталости, зависящий в основном от характе-
ристики цикла
max
min
r
σ
σ
=
, от частоты нагружения и амплитуды колебаний. 
Наиболее опасны для конструкций низкие частоты нагружения и симметрич-
ный цикл нагружения. Поры и шлаковые включения резко понижают предел 
выносливости стали при их расположении цепочкой, скоплениями. В табл. 19 
приведено влияние вида нагружения на прочность мостовых сталей. 
Таблица 19 
Прочность мостовых сталей 
 
Усталостная прочность 
Сталь 
Статическая проч-
ность на растяже-
ние, МПа 
0
σ
, МПа 
1
−
σ , МПа 
14Г2 470 – 
97 
09Г2С 510 
– 
78 
10ХСНД 525 
160 
80 
15ХСНД 490 
98 
70 
М16С 380 128 70 
Наибольшей усталостной прочностью обладают сварные стыковые со-
единения, не имеющие усиления шва. С повышением резкого перехода от ос-
новного металла к металлу шва усталостная прочность сварного соединения 

---

47
падает. Для оценки работоспособности сварных соединений при знакопере-
менных нагрузках вводится понятие коэффициента концентрации напряже-
ний 
К
ЭФ
, представляющего собой отношение предела усталости гладкого об-
разца
σ
–1
к пределу усталости образца сварного соединения 
σ
–1К
: 
К
ЭФ
К
1
1
−
−
=
σ
σ
. 
Концентрации сварных соединений представлены в табл. 20. 
Таблица 20