Сварные швы

Сосредоточиваясь в окрестности технологических трещиноподобных дефектов, расположенных в околошовной зоне или в одном из слоев сварного шва, они вызывают локальное охрупчивание материала, облегчая инициирование хрупкого разрушения. Существование остаточных напряжений, достигающих по величине предела текучести основного металла, дополнительно усугубляет положение. Другая, не менее важная причина возникновения хрупких разрушений — накопление циклических деформаций и естественное старение металла перед фронтом развивающихся усталостных трещин. Зародившись от того или иного дефекта сварного шва, который сам по себе не представляет опасности, усталостная трещина нередко вызывает хрупкое разрушение уже на ранней стадии своего развития. Принимая во внимание сказанное, материал для конструкций целесообразно выбирать таким образом, чтобы сделать конструкцию нечувствительной к возможным технологическим или эксплуатационным дефектам и повреждениям. Для того чтобы имитировать поля остаточных напряжений и локальные повреждения материала, используются крупномасштабные пластины — образцы с искусственными дефектами в виде острых надрезов или усталостных трещин, расположенных в зоне сварного шва. Подобные испытания позволяют достаточно хорошо воспроизводить условия работы металла в реальных сварных соединениях, однако высокая трудоемкость делает их непригодными для широкого практического применения.

Использование в качестве критерия сопротивления хрупкому разрушению величины критического раскрытия трещины перспективно в отношении усовершенствования подобных испытаний, в частности, уменьшения размеров образцов. Локальные повреждения материала, вызванные динамическим старением металла в зонах концентрации термопластических сварочных деформаций, могут быть, например, легко воспроизведены в относительно небольших образцах, вырезанных из сварного соединения, содержащего исходные трещиноподобные дефекты. Однако остаточные напряжения, свойственные сварным соединениям и имитирующим их крупномасштабным образцам, при этом будут сняты.