Испытания на усталость натурных секций сварных коленчатых валов проводили на машине типа УП-200 конструкции ЦНИИТ-МАШа при симметричном изгибе на базе 10 млн. циклов.
Были испытаны два вала: первый при напряжениях ±5,0 кгс/мм2 (по расчету на сечение шатунной шейки) и ± 18,0 кгс/мм2 (по расчету на сечение наименьшего сопротивления, т. е. по щеке; ); второй при напряжениях ±7,0 кгс/мм2 (по шейке) и ±22,0 кгс/мм2 (по щеке). Оба вала разрушились по шейке, по сечению наименьшего сопротивления (рис. 114). Разрушение началось в галтелях коренной и шатунной шеек в местах, прилегающих к наименьшему сечению щеки (рис. 115). Первая трещина образовалась в наиболее нагруженной галтели шатунной шейки.
Для коленчатых валов (в том числе и для сварных) имеется возможность дополнительного повышения усталостной прочности за счет применения поверхностного наклепа галтельного сопряжения. После упрочняющей чеканки вибрирующим роликом галтелей коренных и шатунных шеек секция коленчатого вала прошла базу испытаний 107 циклов при напряжениях ±5,0 кгс/мм2 (по шейке) и ±10,6 кгс/мм2 (по щеке). Секция коленчатого вала с неупрочненными галтелями, испытанная на этом же уровне напряжений, сломалась после 1,1-10е циклов.
Результаты усталостных испытаний натурных секций крупных сварных валов позволили сделать вывод, что метод контактной сварки непрерывным оплавлением можно применять для изготовления многоопорных коленчатых валов мощных дизелей [155]. Зона сварного шва, расположенная посередине шатунных и коренных шеек, не является опасной с точки зрения сопротивления усталости. Испытания натурного вала дизеля, состоящего из восьми подобных секций и изготовленного по указанной выше технологии, были проведены на специальном стенде завода «Русский дизель». Результаты испытаний подтвердили возможность изготовления крупных коленчатых валов дизелей методом контактной сварки и равнопрочность указанных сварных валов цельнокованым валам.
Грегор [218] исследовал при симметричном кручении на пульсаторе Шенка сварные коленчатые валы с двумя шатунными шейками. Заготовки вала, состоящие из четырех щек и пяти шеек диаметром 50 мм, соединяли контактной сваркой сопротивлением по торцовой поверхности заготовок шеек. После сварки шейки обтачивали до диаметра 45 мм. Использовали углеродистые стали с пределом прочности ов = = 50 кгс/мм2 (для шеек) и сгв = 37 кгс/мм2 (для щек). Предел выносливости сварного коленчатого вала составил ±7,5 кгс/мм2 на базе 10 циклов.