Зварне з'єднання, ділянка конструкції або виробу, на якій зваркою сполучені між собою складові їх елементи, виконані з однорідного або різнорідних матеріалів.
Класифікація С. с. і швів. По взаємному розташуванню елементів, що сполучаються, розрізняють стикові, таврові, нахлесточниє і кутові С. с. Кожне з них має специфічні ознаки залежно від вибраного способу зварки — дуговою ( мал. 1 ), електрошлаковою ( мал. 2 ), контактною ( мал. 3 ) і ін. Ділянка С. с., що безпосередньо зв'язує зварювані елементи, називаються зварним швом. Шви всіх типів розрізняють: по техніці накладення — виконані «напроход», від середини до кінців, обратноступенчатим способом; по положенню в просторі при зварці — вертикальні, горизонтальні, ніжніє, стельові; по техніці освіти перетини — одношарові і багатошарові і т. д. Основні види С. с., конструктивні елементи кромок і швів, граничні відхилення і раціональні діапазони товщини елементів, що сполучаються, для швів всіх типів регламентовані державними стандартами і галузевими нормалями.
Характеристика С. с. Для С. с. властива сукупність зон, що утворюються в матеріалі сполучених зваркою елементів. Зони відрізняються від основних матеріалів і між собою по хімічному складу, структурі, фізичним і механічним властивостям, мікро- і макронапруженості. До С. с., виконаному зваркою плавленням, відносять зони ( мал. 4 , а) матеріалу шва (зварний шов), сплаву, термічного впливу, прилеглого основного матеріалу, що зберігає свої властивості і структуру. С. с., виконане зваркою тиском, зон матеріалу шва і сплаву не має і полягає ( мал. 4 , би) із зони з'єднання, в якій утворилися міжатомні зв'язки сполучених елементів, зони механічного впливу, зони прилеглого основного матеріалу. У зварному шві матеріалом є сплав, утворений переплавленими основними матеріалами і додатковими електродним і присадним матеріалами або лише переплавленими основними матеріалами. У зоні термічного впливу основний матеріал не зазнає розплавлення, але на окремих ділянках в результаті дії нагріву і охолоджування по-різному змінює властивості і структуру. У найбільш загальному випадку зварки плавленням низковуглецевої сталі зона термічного впливу С. с. складається з ділянок, показаних на мал. 5 . Ділянка перегріву I примикає безпосередньо до зони сплаву. Матеріал на цій ділянці перегріву нагрівається вище 1100 °С і набуває грубозернистої структури, що обумовлює пониження його в'язкості. На ділянці перекристалізації (нормалізації) II матеріал нагрівається в інтервалі температур від 900 до 1100 °С, що викликає значне подрібнення зерна і підвищення в'язкості. На ділянці часткової перекристалізації III метал нагрівається в інтервалі температур від 700 до 900 °С і характеризується нерівномірністю структури або частковим подрібненням зерна. На ділянці рекристалізації IV при нагріві матеріалу від 500 °С до температури, відповідної критичній точці A 1 , спостерігається зниження міцності, в деяких випадках — зменшення пластичності. На ділянці старіння V при нагріві від 100 до 500 °С матеріал не має видимих змін структури, але відрізняється від вихідного основного матеріалу зниженою в'язкістю, найрізкіше вираженою в інтервалі 100—300 °С. Ширіна зони термічного впливу при зварці сталі залежить від способу зварки, технологічного процесу, теплового режиму зварки, теплофізичних властивостей основного металу.
Властивості С. с. Якість С. с. визначається їх працездатністю, опірністю крихким і втомним руйнуванням. Працездатність С. с. характеризується комплексною сукупністю властивостей зон, що чергуються, — прошарків, що відрізняються від основного матеріалу і між собою прочностнимі властивостями. Прошарки з вищими прочностнимі властивостями умовно називають твердими, а суміжні з ними прошарки з нижчими прочностнимі властивостями — м'якими. Залежно від властивостей основного матеріалу, зварювальних матеріалів, способу і режиму зварки і термообробки, а також температурно-швидкісних умов вантаження м'якими прошарками можуть бути зварний шов, зона сплаву, разупрочненний ділянка зони термічного впливу, проміжні вставки інших (різнорідних з основним) матеріалів. М'які прошарки — локалізатори деформацій: при вельми малій відносній товщині вони не знижують здатності, що несе, С. с., при порівняно великій товщині їх властивості обмежують здатність, що несе, С. с. При розрахунку, проектуванні і виготовленні зварних конструкцій враховують міру впливу напружений-деформаційного стану на працездатність С. с., точність їх розмірів і форми, а також на стабільність цих якостей при експлуатації. При цьому розрізняють зону пластичних деформацій, зону пружних деформацій, власну залишкову напругу (що розтягують і стискують). Епюри, на яких показані тимчасові і залишкові подовжні деформації і напруги в стиковому з'єднанні пластини з вуглецевої сталі, представлені на мал. 6 .
Опірність С. с. крихким і втомним руйнуванням залежить від властивостей матеріалу і наявності в них концентраторів напруги і деформацій. Концентратори бувають конструктивного походження (ділянка різкої зміни перетину С. с., наприклад перехід від шва до основного металу в тавровому і нахлесточном з'єднаннях), технологічного походження (неплавні переходи з вхідними кутами в місці посилення шва, непровари, несплави і підрізи), физико-хімічного походження (пори, шлакові включення, тріщини в швах і зоні термічного впливу).
Освіті С. с. супроводить термопластічеський процес деформації основного матеріалу, який найяскравіше виражений для сталевих зварних з'єднань. Цей процес обумовлює поява крихкості на деяких ділянках зони термічного впливу. Найбільш крихким стає метал унаслідок старіння, що протікає в процесі деформації металу при температурах 150—300 °С. На цих ділянках С. с. мають обмежену опірність крихким руйнуванням.
Освіта С. с. супроводиться зменшенням розмірів елементів, що сполучаються, в подовжньому і поперечному напрямах, тобто подовжньою і поперечною усадкою, що враховується при проектуванні і виготовленні виробів.
Принципи розрахунку С. с. В СРСР застосовують два методи розрахунку С. с. на міцність при статичному вантаженні: по граничному стану (у будівельних конструкціях) і по напрузі, що допускається (у машинобудуванні). Для С. с. із сталей різної міцності розрахункові опори на розтягування R p св , стискування R з св , зріз в стикових швах R cp св , зріз в кутових швах R в св , а напруга, що також допускається, на розтягування і стискування [s св ] і зріз [t св ] встановлена галузевими правилами і нормами проектування конструкцій. Розрахунок на втому С. с. машинобудівних металоконструкцій виконується згідно із загальноприйнятими методами розрахунку на втому деталей машин. Вплив низьких температур на працездатність з'єднання може бути враховане при проектуванні і виготовленні С. с. вибором основних і зварювальних матеріалів, конструктивних і технологічних рішень, методів контролю якості матеріалів і т. п. У розрахунках С. с. на міцність при статичній навантаженню вплив концентраторів напруги і температури для звичайних вуглецевих і низьколегованих сталей не враховують. У розрахунках С. с. на втомну міцність вплив концентраторів і залишкової напруги враховують при встановленні напруги, що допускається. С. с. пролітних будов мостів і сталевих конструкцій промислових споруд розраховують на витривалість по граничному стану.
Літ. : Миколаїв Р. А., Зварні конструкції 3 видавництва, М., 1962; Окерблом Н. О., конструктивно-технологічне проектування зварних конструкцій, М. — Л., 1964; Миколаїв Р. А., Куркин С. А., Винокурів Ст А., Розрахунок, проектування і виготовлення зварних конструкцій, М., 1971; Труфяков Ст І., Втома зварних з'єднань, До., 1973.
