Наличие значительного непровара в крестовых образцах стали СтЗ (щель шириной 20 мм, что составляет 50% от толщины листов) не сказалось на понижении их несущей способности при переменном изгибе (табл. 22, рис. 62, б) и статическом растяжении [115].
Предел выносливости оказался для образцов с непроваренной щелью выше, чем для образцов с полным проплавлением.
Усталостная прочность угловых швов (как продольных, так и поперечных), несущих нагрузки, в общем намного ниже усталостной прочности швов, не несущих нагрузки.
Так, предел выносливости соединений стали СтЗ толщиной 40 мм с приваренными втавр элементами (рис. 65, к, табл. 25) при симметричном изгибе (на базе 106 циклов) составил 13,5кгс/мм2 [115]. Аналогичные же образцы крестообразного соединения с разрезным силовым элементом (угловые швы несут нагрузку; см. рис. 62, а, табл. 22) имели предел выносливости 9,8 кгс/мм2, т. е. на 28% ниже.
В сварных конструкциях подвижного состава часто используют угловые швы (односторонние или двусторонние, с разделкой кромок или без нее). Проведены испытания [74] на усталость угловых соединений различных типов при одном уровне нагрузок для каждого типа образца (табл. 23). Наиболее низкую усталостную прочность имели образцы типа 1 с односторонними угловыми швами без подготовки кромок. Из десяти образцов типа 2 пять разрушились по шву с разделкой кромок и пять — по шву без разделки. Однако площадь сечения шва без разделки кромок составляет 60% площади сечения шва с разделкой. Следовательно, применение двусторонних швов без разделки кромок в данном случае целесообразнее, чем односторонних с разделкой.
Более стабильными были результаты испытания образцов типа 3 (с обратной подваркойшва). У этих образцов по сравнению с образцами типа 1 и 2 значительно возросла долговечность. Хорошие усталостные характеристики получены также для образцов типа 4.
Механическая обработка, обеспечивающая плавное сопряжение шва с основным металлом, в ряде случаев [15, 106] приводила
к существенному (на 58—93%) повышению предела выносливости при растяжении-сжатии тавровых соединений. Вместе с тем в работе [86] показано, что зачистка шва абразивным кругом повысила предел выносливости при симметричном изгибе соединений втавр всего на 10%.
Исключительно эффективным для повышения усталостной прочности тавровых соединений является применение поверхностного наклепа швов, обеспечивающего надежные и стабильные результаты.
Так, предел выносливости сварных пластин (рис. 62, в), имитирующих приварку лопастей к ободу дымососа, в результате наклепа необработанной поверхности шва и околошовной зоны повысился на 85% [86]. После поверхностного упрочнения образцов трещины усталости перешли на основной металл за околошовную зону.