XII. Архитектура и изобразительное искусство 7 страница

При дуговой сварке кислород и азот атм. воздуха активно взаимодействуют с расплавленным металлом, образуют окислы и нитриды, снижающие прочность и пластичность сварного соединения. Существуют внутр. и внеш. способы защиты места С.: введение различных веществ в материал электрода и электродного покрытия (внутр. защита), введение в зону С. инертных газов и окиси углерода, покрытие места С. сварочными флюсами (внеш. защита). При отсутствии внеш. средств защиты сварочная дуга наз. открытой, при наличии их - защищённой или погружённой. Наибольшее практич. значение имеет электросварка открытой дугой покрытым плавящимся электродом. Высокое качество сварного соединения позволяет использовать этот способ при изготовлении ответственных изделий. Одной из важнейших проблем сварочной техники является механизация и автоматизация дуговой С. (см. Автоматическая сварка). При изготовлении изделий сложной формы часто более рациональной оказывается полуавтоматич. дуговая С., при к-рой механизирована подача электродной проволоки в держатель сварочного полуавтомата. Защиту дуги осуществляют также сварочным флюсом (см. в ст. Сварочные материалы). Идея этого способа, получившего назв. С. под флюсом, принадлежит Н. Г. Славянову (кон. 19 в.), применившему в качестве флюса дроблёное стекло. Пром. способ разработан и внедрён в произ-во под рук. акад. Е. О. Патона (40-е гг. 20 в.). С. под флюсом получила значит. пром. применение, т. к. позволяет автоматизировать процесс, является достаточно производительной, пригодна для осуществления различного рода сварных соединений, обеспечивает хорошее качество шва. В процессе С. дуга находится под слоем флюса, к-рый защищает глаза работающих от излучений, но затрудняет наблюдение за формированием шва.

При механизированных способах С. применяют газовую защиту - С. в защитных газах, или газоэлектрическую С. Идея этого способа принадлежит Н. Н. Бенардосу (кон. 19 в.). С. осуществляется сварочной горелкой или в камерах, заполненных газом. Газы непрерывно подаются в дугу и обеспечивают высокое качество соединения. Используют инертные и активные газы (см. в ст. Сварочные материалы). Наилучшие результаты даёт применение гелия и аргона. Гелий из-за высокой стоимости его получения используют только при выполнении спец. ответственных работ. Более широко распространена автоматич. и полуавтоматич. С. в аргоне или в смеси его с др. газами неплавящимся вольфрамовым и плавящимся стальным электродами. Этот способ приметим для соединения деталей обычно небольших толщин из алюминия, магния и их сплавов, всевозможных сталей, жаропрочных сплавов, титана и его сплавов, никелевых и медных сплавов, ниобия, циркония, тантала и др. Самый дешёвый способ, обеспечивающий высокое качество, - С. в углекислом газе, промышленное применение к-рой разработано в 50-е гг. 20 в. в Центр. н.-и. ин-те технологии и машиностроения (ЦНИИТМАШ) под рук. К. В. Любавского. Для С. в углекислом газе используют электродную проволоку. Способ пригоден для соединения изделий из стали толщиной 1-30 мм. К электрич. способам С. плавлением относится электрошлаковая С., при к-рой процесс начинается, как при дуговой С. плавящимся электродом -зажиганием дуги, а продолжается без дугового разряда. При этом значит, кол-во шлака закрывает сварочную ванну. Источником нагрева металла служит тепло, выделяющееся при прохождении электрич. тока через шлак. Способ разработан в Ин-те электросварки им. Е. О. Патона и получил пром. применение (в кон. 50-х гг.). Возможна электрошлаковая С. металлов толщиной до 200 мм (одним электродом), до 2000 мм (одновременно работающими неск. электродами). Она целесообразна и экономически выгодна при толщине осн. металла более 30 мм. Электрошлаковым способом можно выполнять ремонтные работы, производить наплавку, когда требуется значит. толщина наплавляемого слоя. Способ нашёл применение в произ-ве паровых котлов, станин прессов, прокатных станов, строит. металлоконструкций и т. п.

Осуществление дуговой электросварки возможно также в воде (пресной и морской). Первый практически пригодный способ С. под водой был создан в СССР в Моск. электромеханич. ин-те инженеров ж.-д. транспорта в 1932 под рук. К. К. Хренова. Дуга в воде горит устойчиво, охлаждающее действие воды компенсируется небольшим повышением напряжения дуги, к-рая плавит металл в воде так же легко, как и на воздухе. С. производится вручную штучным плавящимся стальным электродом с толстым (до 30% толщины электрода) водонепроницаемым покрытием. Качество С. несколько ниже, чем на воздухе, металл шва недостаточно пластичен. В 70-е гг. в СССР в Ин-те электросварки им. Е. О. Патона осуществлена С. под водой полуавтоматом, в к-ром в качестве электрода использована т. н. порошковая проволока (тонкая стальная трубка, набитая смесью порошков), непрерывно подаваемая в дугу. Порошок является флюсом. Подводная С. ведётся на глуб. до 100 м, получила распространение в судоремонтных и ава-рийно-спасат. работах.

Один из перспективных способов С.-плазменная С.- производится плазменной горелкой. Сущность этого способа С. состоит в том, что дуга горит между вольфрамовым электродом и изделием и продувается потоком газа, в результате чего образуется плазма, используемая для высокотемпературного нагрева металла. Перспективная разновидность плазменной С.- С. сжатой дугой (газы столба дуги, проходя через калиброванный канал сопла горелки, вытягиваются в тонкую струю). При сжатии дуги меняются её свойства: значительно повышается напряжение дуги, резко возрастает темп-pa (до 20 000-30 000 °С). Плазменная С. получила пром. применение для соединения тугоплавких металлов, причём автоматы и полуавтоматы для дуговой С. легко могут быть приспособлены для плазменной при соответствующей замене горелки. Плазменную С. используют как для соединения металлов больших толщин (многослойная С. с защитой аргоном), так и для соединения пластин и проволока толщиной от десятков мкм до 1 мм (микросварка, С. игольчатой дугой). Плазменной струёй можно осуществлять также др. виды плазменной обработки, в т. ч. плазменную резку металлов.

Газовая С. относится к способам С. плавлением с использованием энергии газового пламени, применяется для соединения различных металлов обычно небольшой толщины - до 10 мм. Газовое пламя с такой темп-рой получается при сжигании различных горючих в кислороде (водородно-кислородная, бензино-кислородная, ацетилено-кислородная С. и др.). Пром. применение получила ацетилено-кислородная газовая С. Существенное отличие газовой С. от дуговой С.- более плавный и медленный нагрев металла. Это обстоятельство определяет применение газовой С. для соединения металлов малых толщин, требующих подогрева в процессе С. (напр., чугун и нек-рые спец. стали), замедленного охлаждения (напр., инструментальные стали) и т. д. Благодаря универсальности, сравнительной простоте и портативности оборудования газовая С. целесообразна при выполнении ремонтных работ. Пром. применение имеет также газопрессовая сварка стальных труб и рельсов, заключающаяся в равномерном нагреве ацетилено-кислородным пламенем металла в месте стыка до пластич. состояния и последующей осадке с прессованием или проковкой.

Перспективными являются появившиеся в 60-е гг. способы лучевой С., также осуществляемые без применения давления. Электроннолучевая (электронная) С. производится сфокусированным потоком электронов. Изделие помещается в камеру, в к-рой поддерживается вакуум (10^-2-10^-4 н/л²), необходимый для свободного движения электронов и сохранения концентрированного пучка электронов. От мощного источника электронов (электронной пушки) на изделие направляется управляемый электронный луч, фокусируемый магнитным и электростатич. полями. Концентрация энергии в сфокусированном пятне до 10⁹ вт/см². Перемещая луч по линии С., можно сваривать швы любой конфигурации при высокой скорости.

Вакуум способствует меньшему окислению металла шва. Электронный луч плавит и доводит до кипения практически все металлы и используется не только для С., но и для резки, сверления отверстий и т. п. Скорость С. этим способом в 1, 5-2 раза превышает скорость дуговой С. при аналогичных операциях. Недостаток этого способа - большие затраты на создание вакуума и необходимость высокого напряжения для обеспечения достаточно мощного излучения. Этих недостатков лишён др. способ лучевой С.- фотонная (световая) С. В отличие от электронного луча, световой луч может проходить значит. расстояния в воздухе, не теряя заметно энергии (т. е. отпадает необходимость в вакууме), может почти без ослабления просвечивать прозрачные материалы (стекло, кварц и т. п.), т. е. обеспечивается стерильность зоны С. при пропускании луча через прозрачную оболочку. Луч фокусируется зеркалом и концентрируется оптич. системой (напр., кварцевой линзой). При потребляемой мощности 50 квт в луче удаётся сконцентрировать ок. 15 квт. Для создания светового луча может служить не только искусств. источник света, но и естественный - Солнце. Этот способ С., наз. гелиосваркой, применяется в условиях значит. солнечной радиации.

Для С. используется также излучение оптич. квантовых генераторов - лазеров. Лазерная С. занимает видное место в лазерной технологии.

Сварка давлением. Способы С. в твёрдой фазе дают сварное соединение, прочность к-рого иногда превышает прочность осн. металла. Кроме того, в большинстве случаев при С. давлением не происходит значит. изменений в хим. составе металла, т. к. металл либо не нагревается, либо нагревается незначительно. Это делает способы С. давлением незаменимыми в ряде отраслей пром-сти (электротехнич., электронной, космич. и др.).

Холодная С. выполняется без применения нагрева, одним только приложением давления, создающим значит. пластич. деформацию (до состояния текучести), к-рая должна быть не ниже определённого значения, характерного для данного металла. Перед С. требуется тщательная обработка и очистка соединяемых поверхностей (осуществляется обычно механич. путём, напр. вращающимися проволочными щётками). Этот способ С. достаточно универсален, пригоден для соединения мн. металлич. изделий (проводов, стержней, полос, тонкостенных труб и оболочек) и неметал-лич. материалов, обладающих достаточной пластичностью (смолы, пластмассы, стекло и т. п.). Перспективно применение холодной С. в космосе.

Для С. можно использовать механич. энергию трения. С. трением осуществляется на машине, внешне напоминающей токарный станок. Детали зажимаются в патронах и сдвигаются до соприкосновения торцами. Одна из деталей приводится во вращение от электродвигателя. В результате трения разогреваются и оплавляются поверхностные слои на торцах, вращение прекращается и производится осадка деталей. С. высокопроизводительна, экономична, применяется, напр., для присоединения режущей части металлорежущего инструмента к державке.

Ультразвуковая С. основана на использовании механич. колебаний частотой 20 кгц. Колебания создаются магнитострикц. преобразователем, превращающим электромагнитные колебания в механические. На сердечник, изготовленный из магнитострикционного материала, намотана обмотка. При питании обмотки токами ВЧ из электрич. сети в сердечнике возникают продольные механич. колебания. Металлич. наконечник, соединённый с сердечником, служит сварочным инструментом. Если наконечник с нек-рым усилием прижать к свариваемым деталям, то через неск. секунд они оказываются сваренными в месте давления инструмента. В результате колебаний сердечника поверхности очищаются и немного разогреваются, что способствует образованию прочного сварного соединения. Этот способ С. металлов малых толщин (от неск. мкм до 1, 5 мм) и нек-рых пластмасс нашёл применение в электротехнич., электронной, радиотехнич. пром-сти. В нач. 70-х гг. этот вид С. использован в медицине (работы коллектива сотрудников Моск. высшего технич. уч-ща им. Н. Э. Баумана под рук. Г. А. Николаева в содружестве с медиками) для соединения, наплавки, резки живых тканей. При С. и наплавке костных тканей, напр. отломков берцовых костей, рёбер и пр., конгломерат из жидкого мономера циа-крина и твёрдых добавок (костной стружки и разных наполнителей и упрочнителей) наносится на повреждённое место и уплотняется ультразвуковым инструментом, в результате чего ускоряется полимеризация. Эффективно применение ультразвуковой резки в хирургии. Сварочный инструмент ультразвукового аппарата заменяется пилой, скальпелем или ножом. Значительно сокращаются время операции, потеря крови и болевые ощущения.

Одним из способов электрической С. является контактная С., или С. сопротивлением (в этом случае электрический ток пропускают через место С., оказывающее омическое сопротивление прохождению тока). Разогретые и обычно оплавленные детали сдавливаются или осаживаются, т. о. контактная С. по методу осадки относится к способам С. давлением (см. Контактная электросварка). Этот способ отличается высокой степенью механизации и автоматизации и получает всё большее распространение в массовом и серийном производстве (напр., соединение деталей автомобилей, самолётов, электронной и радиотехнич. аппаратуры), а также применяется для стыковки труб больших диаметров, рельсов и т. п.

Наплавка. От наиболее распространённой соединительной С. отличается наплавка, применяемая для наращения на поверхность детали слоя материала, несколько увеличивающего массу и размеры детали. Наплавкой можно осуществлять восстановление размеров детали, уменьшенных износом, и облицовку поверхностного слоя. Восстановит. наплавка имеет высокую экономич. эффективность, т. к. таким способом восстанавливают сложные дорогие детали; распространена при ремонте на транспорте, в с. х-ве, стр-ве, горной пром-сти и т. д. Облицовочная наплавка применяется для создания на поверхности детали слоя материала с особыми свойствами - высокой твёрдостью, износостойкостью и т. д.

не только при ремонте, но и при произ-ве новых изделий. Для этого вида наплавки изготовляют наплавочные материалы с особыми свойствами (напр., износостойкий сплав сормайт). Наплавочные работы ведут различными способами С.: дуговой, газовой, плазменной, электронной и т. п. Процесс наплавки может быть механизирован и автоматизирован. Выпускаются спец. наплавочные установки с автоматизацией осн. операций.

Термическая резка. Резка технологически отлична от С. и противоположна ей по смыслу, но оборудование, материалы, приёмы выполнения операций близки к применяемым в сварочной технике. Под термической, или огневой, резкой подразумевают процессы, при к-рых металл в зоне резки нагревается до высокой темп-ры и самопроизвольно вытекает или удаляется в виде размягчённых шлаков и окислов, а также может выталкиваться механическим действием (струёй газа, электродом и т. п.). Резка выполняется неск. способами. Наиболее важный и практически распространённый способ - кислородная резка, основанная на способности железа сгорать в кислороде, применяется обычно для резки сталей толщиной от 5 до 100 мм, возможно разделение материала толщиной до 2000 мм. Кислородной резкой выполняют также операции, аналогичные обработке режущим инструментом, - строжку, обточку, зачистку и т. п. Резку нек-рых легированных сталей, чугуна, цветных металлов, для к-рых обычный способ малопригоден, осуществляют кислородно-флюсовым способом. Кислородная обработка нашла применение на металлургических и машиностроительных з-дах, ремонтных предприятиях и т. п.

Дуговая резка, выполняемая как угольным, так и металлическим электродами, применяется при монтажных и ремонтных работах (напр., в судостроении). Для поверхностной обработки и строжки металлов используют воздушно-дуговую резку, при к-рой металл из реза выдувается струёй воздуха, что позволяет существенно улучшить качество резки.

Резку можно выполнять высокотемпературной плазменной струёй. Для резки и прожигания отверстий перспективно применение светового луча, струи фтора, лазерного излучения (см. Лазерная технология).

Дальнейшее развитие и совершенствование методов сварки и резки связано с внедрением и расширением сферы применения новых видов обработки -плазменной, электронной, лазерной, с разработкой совершенных технологич. приёмов и улучшением конструкции оборудования. Возможно значит, расширение использования С. и резки для подводных работ и в космосе. Направление прогресса в области сварочной техники характеризуется дальнейшей механизацией и автоматизацией осн. сварочных работ и всех вспомогат. работ, предшествующих С. и следующих за ней (применение манипуляторов, кантователей, роботов). Актуальной является проблема улучшения контроля качества С., в т. ч. применение аппаратов с обратной связью, способных регулировать в автоматич. режиме работу сварочных автоматов. См. также Вибрационная (вибродуговая) наплавка, Высокочастотная сварка, Взрывная сварка, Диффузионная сварка, Конденсаторная сварка, Термитная сварка, Электролитическая сварка, Сварка пластмасс, Сварка в космосе.

Лит.: Справочник по сварке, т. 1 - 4, М., 1960-71; Г л и з м а н е н к о Д. Л., Е в с е е в Г. Б., Газовая сварка и резка металлов, 2 изд., М., 1961; Технология электрической сварки плавлением, под ред. Б. Е. Патона, М.- К., 1962; Багрянский К. В., Добротина 3. А., Хренов К. К., Теория сварочных процессов, Хар., 1968; Хренов К. К., Сварка, резка и пайка металлов, 4 изд., М., 1973; Словарь-справочник по сварке, сост. Т. А. Кулик, К., 1974.

К. К. Хренов.

СВАРКА В ЗАЩИТНЫХ ГАЗАХ, дуговая сварка, при к-рой в зону соединения подаются защитные газы (см. Сварочные материалы) для предотвращения воздействия воздуха на металл шва. Газовая защита способствует также устойчивому горению дуги, улучшает условия формирования шва, повышает его качество.

СВАРКА В КОСМОСЕ, отличается необычными сложными условиями: вакуум до 10^-10 н/м² (10^-12 мм рт. ст.), большая скорость диффузии газов, невесомость и широкий интервал температур (от -150 до 130 °С). Вследствие высокого вакуума и относительно высокой темп-ры в космич. условиях иногда происходит самопроизвольная диффузионная сварка (схватывание) плотно сжатых деталей. При конструировании космич. аппаратов предусматривают различные защитные меры, предотвращающие это явление. В космич. условиях сварка может применяться при сборке и монтаже крупных космических кораблей и орбитальных станций, ремонте оборудования и аппаратуры космич. аппаратов, а также для изготовления материалов и изделий с особыми свойствами, к-рые не могут быть получены на Земле. Металлы, свариваемые в условиях космич. пространства, - алюминий, титановые сплавы, нержавеющие и жаропрочные стали. Условия космич. пространства чрезвычайно благоприятны для след, видов сварки: диффузионной, холодной, электроннолучевой, контактной и гелиосварки. Выполнение же дуговой и плазменной сварки, особенно при большом объёме сварочной ванны, хотя и перспективно, но в ряде случаев технически значительно затруднено из-за невесомости, когда изменяются условия разделения жидкой, твёрдой и газообразной фаз, что может привести к появлению пористости в швах, увеличению неметаллич. включений и т. п.

Большой градиент темп-ры в ряде случаев вызывает появление трещин. Преодоление неблагоприятных воздействий космич. среды требует разработки спец. приёмов сварки и оборудования, к-рое должно отличаться высокой надёжностью и безопасностью, иметь небольшую массу, обладать низкой энергоёмкостью, а также быть простым в эксплуатации. Особенно пригодны автоматич. и полуавтоматич. сварочные установки.

Впервые в мире С. в к. была осуществлена 16 окт. 1969 лётчиками-космонавтами космич. корабля " Союз-6" В. Н. Кубасовым и Г. С. Шониным на автоматич. установке " Вулкан", сконструированной в Ин-те электросварки им. Е. О. Патона. В. Ф. Лапчинский,

СВАРКА ПЛАСТМАСС, процесс неразъёмного соединения термопластов и реактопластов, в результате к-рого исчезает граница раздела между соединяемыми деталями. Сварку термопластов производят с использованием тепла посторонних источников нагрева (газовых теплоносителей, нагретого присадочного материала, нагретого инструмента) или с генерированием тепла внутри пластмассы при преобразовании различных видов энергии (сварка трением, токами ВЧ, ультразвуком, инфракрасным излучением и др.).

Соединение реактопластов осуществляют способом, основанным на хим. взаимодействии между поверхностями непосредственно или с участием присадочного материала (т. н. химическая сварка). Осуществление этого способа требует интенсивного прогрева поверхностей и интенсификации колебаний звеньев молекул полимера токами ВЧ или ультразвуком. С. п., напр. плёночных и листовых материалов, внедряется в различных областях пром-сти и стр-ва.

Лит.: Николаев Г. А., Ольшанский Н. А., Новые методы сварки металлов и пластмасс, М., 1966; Т р о с т я н с к а я Е. Б., Комаров Г. В., Шишкин В. А., Сварка пластмасс, М., 1967; Волков С. С., Орлов Ю. Н., Астахова Р. Н., Сварка и склеивание пластмасс, М., 1972. Л. М. Лобанов.

СВАРКА ПОД ФЛЮСОМ, дуговая сварка с применением для защиты сварочной ванны от воздействия воздуха и для улучшения формирования сварного шва спец. сварочного материала - флюса. Этот способ обеспечивает постоянство режима, позволяет увеличить сварочный ток до 1000-2000 а, получить большую глубину проплавления материала и высокое качество сварного шва по всей длине.

СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЕ, участок конструкции или изделия, на к-ром сваркой соединены между собой составляющие их элементы, выполненные из однородного или разнородных материалов.

Классификация С. с. и швов. По взаимному расположению соединяемых элементов различают стыковые, тавровые, нахлёсточные и угловые С. с. Каждое из них имеет специфич. признаки в зависимости от выбранного способа сварки - дуговой (рис. 1), электрошлаковой (рис. 2), контактной (рис. 3) и др. Участок С. с., непосредственно связывающий свариваемые элементы, наз. сварным швом. Швы всех типов различают: по технике наложения -выполненные " напроход", от середины к концам, обратноступенчатым способом; по положению в пространстве при сварке - вертикальные, горизонтальные, нижние, потолочные; по технике образования сечения - однослойные и многослойные и т. д. Осн. виды С. с., конструктивные элементы кромок и швов, предельные отклонения и рациональные диапазоны толщин соединяемых элементов для швов всех типов регламентированы гос. стандартами и отраслевыми нормалями.

Характеристика С. с. Для С. с. свойственна совокупность зон, образующихся в материале соединённых сваркой элементов. Зоны отличаются от осн. материалов и между собой по хим. составу, структуре, физ. и механич. свойствам, микро- и макронапряжённости. К С. с., выполненному сваркой плавлением, относят зоны (рис. 4, а) материала шва (сварной шов), сплавления, термич. влияния, прилегающего осн. материала, сохраняющего свои свойства и структуру. С. с., выполненное сваркой давлением, зон материала шва и сплавления не имеет и состоит (рис. 4, б) из зоны соединения, в к-рой образовались межатомные связи соединённых элементов, зоны механич. влияния, зоны прилегающего осн. материала.

В сварном шве материал представляет собой сплав, образованный переплавленными осн. материалами и дополнит, электродным и присадочным материалами или только переплавленными осн. материалами. В зоне термического влияния осн. материал не претерпевает расплавления, но на отд. участках в результате воздействия нагрева и охлаждения по-разному изменяет свойства и структуру.

Рис. 1. Виды сварных соединений и типы швов при дуговой сварке: а - стыковое; б - тавровое; в, г, д - нахлёсточные; е - угловое; 1 - стыковой шов; 2 - угловой шов таврового соединения; 3 -фланговый угловой шов нахлёсточного соединения; 4 - лобовой угловой шов нахлёсточного соединения; 5 - электрозаклёпочный шов нахлёсточного соединения; 6 - шов углового соединения.

Рис. 2. Виды сварных соединений и типы швов при электрошлаковой сварке: а -стыковое; б - тавровое; в - угловое; 1 -стыковой шов; 2 - угловой шов; 3 -шов углового соединения.

В наиболее общем случае сварки плавлением низкоуглеродистой стали зона термич. влияния С. с. состоит из участков, показанных на рис. 5. Участок перегрева / примыкает непосредственно к зоне сплавления. Материал на этом участке перегрева нагревается выше 1100 °С и приобретает крупнозернистую структуру, что обусловливает понижение его вязкости. На участке перекристаллизации (нормализации) II материал нагревается в интервале темп-р от 900 до 1100 °С, что вызывает значит, измельчение зерна и повышение вязкости.

Рис. 3. Виды сварных соединений и типы швов при контактной сварке а - стыковое при сварке сопротивлением; 6 -стыковое при сварке плавлением; в -нахлёсточное, выполненное_ однорядным точечным швом; г - нахлёсточное, выполненное многорядным точечным швом; д - нахлёсточное, выполненное однорядным роликовым швом.

Рис. 4. Сварное соединение; / - сварной шов; 2 - зона сплавления (а) или соединения при сварке давлением (б); 3 - зона термического влияния; 4 - прилегающий основной материал.

Рис. 5. Схемы зоны термического влияния: I - участок перегрева; II - участок перекристаллизации (нормализации); III - участок частичной перекристаллизации; IV - участок рекристаллизации; V - участок старения; 1 - металл шва; 2 - зона сплавления.

На участке частичной перекристаллизации 111 металл нагревается в интервале темп-р от 700 до 900 °С и характеризуется неравномерностью структуры или частичным измельчением зерна. На участке рекристаллизации IV при нагреве материала от 500 °С до темп-ры, соответствующей критической точке A_t, наблюдается снижение прочности, в нек-рых случаях - уменьшение пластичности. На участке старения V при нагреве от 100 до 500 °С материал не имеет видимых изменений структуры, но отличается от исходного осн. материала пониженной вязкостью, наиболее резко выраженной в интервале 100-300 °С.

Ширина зоны термич. влияния при сварке стали зависит от способа сварки, технологич. процесса, теплового режима сварки, теплофизич. свойств осн. металла.

Свойства С. с. Качество С. с. определяется их работоспособностью, сопротивляемостью хрупким и усталостным разрушениям. Работоспособность С. с. характеризуется комплексной совокупностью свойств чередующихся зон -прослоек, отличающихся от осн. материала и между собой прочностными свойствами. Прослойки с более высокими прочностными свойствами условно называют твёрдыми, а смежные с ними прослойки с более низкими прочностными свойствами - мягкими. В зависимости от свойств осн. материала, сварочных материалов, способа и режима сварки и термообработки, а также температурно-скоростных условий нагружения мягкими прослойками могут быть сварной шов, зона сплавления, разупрочнённый участок зоны термич. влияния, промежуточные вставки других (разнородных с основным) материалов.

Рис. 6. Временные п остаточные продольные деформации и напряжения в стыковом соединении пластины из углеродистой стали: а - пластина; 6 - эпюра временных деформаций при е_макс< е_Т; в - эпюра временных деформаций при е_макс> е_Т: г - эпюра остаточных деформаций е _ост; д - эпюра остаточных напряжений б _т 1 -зона пластических деформаций сжатия; 2 - зона упругих деформаций; 3 и 4 - растягивающие и сжимающие напряжения и деформации.

Мягкие прослойки - локализаторы деформаций; при весьма малой относительной толщине они не снижают несущей способности С. с., при сравнительно большой толщине их свойства ограничивают несущую способность С. с. При расчёте, проектировании и изготовлении сварных конструкций учитывают степень влияния напряжённо-деформационного состояния на работоспособность С. с., точность их размеров и формы, а также на стабильность этих качеств при эксплуатации. При этом различают зону пластических деформаций, зону упругих деформаций, собственные остаточные напряжения (растягивающие и сжимающие). Эпюры, на к-рых показаны временные и остаточные продольные деформации и напряжения в стыковом соединении пластины из углеродистой стали, представлены на рис. 6.

Сопротивляемость С. с. хрупким и усталостным разрушениям зависит от свойств материала и наличия в них концентраторов напряжений и деформации. Концентраторы бывают конструктивного происхождения (участок резкого изменения сечения С. с., напр, переход от шва к осн. металлу в тавровом и нахлёсточном соединениях), тех-нологич. происхождения (неплавные переходы с входящими углами в месте усиления шва, непровары, несплавления и подрезы), физико-химического происхождения (поры, шлаковые включения, трещины в швах и зоне термического влияния).

Образованию С. с. сопутствует термо-пластич. процесс деформирования осн. материала, к-рый наиболее ярко выражен для стальных сварных соединений. Этот процесс обусловливает появление хрупкости на нек-рых участках зоны термич. влияния. Наиболее хрупким становится металл вследствие старения, протекающего в процессе деформирования металла при темп-рах 150-300 °С. На этих участках С. с. имеют ограниченную сопротивляемость хрупким разрушениям.