участок конструкции или изделия, на котором 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 специфические 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, называются 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. Основные виды С. с., конструктивные элементы кромок и швов, предельные отклонения и рациональные диапазоны толщин соединяемых элементов для швов всех типов регламентированы государственными стандартами и отраслевыми нормалями.

Характеристика С. с. Для С. с. свойственна совокупность зон, образующихся в материале соединённых сваркой элементов. Зоны отличаются от основных материалов и между собой по химическому составу, структуре, физическим и механическим свойствам, микро- и макронапряжённости. К С. с., выполненному сваркой плавлением, относят зоны (рис. 4, а) материала шва (сварной шов), сплавления, термического влияния, прилегающего основного 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 которой образовались межатомные связи соединённых элементов, зоны механического влияния, зоны прилегающего основного материала. В сварном шве материал представляет собой сплав, образованный переплавленными основными материалами и дополнительными электродным и присадочным материалами или только переплавленными основными материалами. В зоне термического влияния основной материал не претерпевает расплавления, но на отдельных участках в результате воздействия нагрева и охлаждения по-разному изменяет свойства и структуру. В наиболее общем случае сварки плавлением низкоуглеродистой стали зона термического влияния С. с. состоит из участков, показанных на рис. 5. Участок перегрева I 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 температур от 900 до 1100 °С, что вызывает значительное измельчение зерна и повышение вязкости. На участке частичной перекристаллизации III металл нагревается в интервале температур от 700 до 900 °С и характеризуется неравномерностью структуры или частичным измельчением зерна. На участке рекристаллизации IV при нагреве материала от 500 °С до температуры, соответствующей критической точке A₁, наблюдается снижение прочности, в некоторых случаях - уменьшение пластичности. На участке старения V при нагреве от 100 до 500 °С материал не имеет видимых изменений структуры, но отличается от исходного основного материала пониженной вязкостью, наиболее резко выраженной в интервале 100-300 °С. Ширина зоны термического влияния при сварке стали зависит от способа сварки, технологического процесса, теплового режима сварки, теплофизических свойств основного 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 основного 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 основного материала, сварочных материалов (См. Сварочные материалы), способа и режима сварки и термообработки, а также температурно-скоростных условий нагружения мягкими прослойками могут быть сварной шов, зона сплавления, разупрочнённый участок зоны термического влияния, промежуточные вставки других (разнородных с основным) материалов. 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 которых 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 деформаций. Концентраторы бывают конструктивного происхождения (участок резкого изменения сечения С. с., например переход от шва к основному металлу в тавровом и нахлёсточном соединениях), технологического 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 термопластический процесс деформирования основного материала, который наиболее ярко выражен для стальных сварных соединений. Этот процесс обусловливает появление хрупкости на некоторых участках зоны термического влияния. Наиболее хрупким становится металл вследствие старения, протекающего в процессе деформирования металла при температурах 150-300 °С. На этих участках С. с. имеют ограниченную сопротивляемость хрупким разрушениям.

Образование С. с. сопровождается уменьшением размеров соединяемых элементов в продольном и поперечном направлениях, т. е. продольной и поперечной усадкой, что учитывается при проектировании и изготовлении изделий.

Принципы расчёта С. с. В СССР применяют два метода расчёта С. с. на прочность при статическом нагружении: по предельному состоянию (в строительных конструкциях) и по допускаемым напряжениям (в машиностроении). Для С. с. из сталей различной прочности расчётные сопротивления на растяжение R_p^cв, сжатие R_c^cв, срез в стыковых швах R_cp^cв, срез в угловых швах R_y^св, а также допускаемые напряжения на растяжение и сжатие [σ^св] и срез [τ^св] установлены отраслевыми правилами и нормами проектирования конструкций. Расчёт на усталость С. с. машиностроительных металлоконструкций выполняется согласно общепринятым методам расчёта на усталость деталей машин. Влияние низких температур на работоспособность соединения может быть учтено при проектировании и изготовлении С. с. выбором основных и сварочных материалов, конструктивных и технологических решений, методов контроля качества материалов и т. п. В расчётах С. с. на прочность при статической нагрузке влияние концентраторов напряжений и температуры для обычных углеродистых и низколегированных сталей не учитывают. В расчётах С. с. на усталостную прочность влияние концентраторов и остаточных напряжений учитывают при установлении допускаемых напряжений. С. с. пролётных строений мостов и стальных конструкций промышленных сооружений рассчитывают на выносливость по предельному состоянию.

Лит.: Николаев Г. А., Сварные конструкции, 3 изд., М., 1962; Окерблом Н. О., Конструктивно-технологическое проектирование сварных конструкций, М. - Л., 1964; Николаев Г. А., Куркин С. А., Винокуров В. А., Расчет, проектирование и изготовление сварных конструкций, М., 1971; Труфяков В. И., Усталость сварных соединений, К., 1973.

А. А. Казимиров.

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 - электро-заклёпочный 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.

Рис. 3. Виды сварных соединений и типы швов при контактной сварке: а - стыковое при сварке сопротивлением; б - 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: 1 - 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.

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

общее наименование тактических соединений: бригады (См. Бригада), дивизии (См. Дивизия), Корпуса и эскадры (См. Эскадра) (в ВМФ). Различают соединения: общевойсковые, танковые, авиационные и др.

одна из конфигураций (См. Конфигурация) небесных светил.

СОЕДИН'ЕНИЕ, соединения, ср. (·книж. ).

1. только ед. Действие по гл. соединить
-соединять
и соединиться
-соединяться
. "От соединения дневного света с огнем печи образовалось неопределенное и утомляющее глаза освещение." М.Горький. Соединение сил. Соединение концов проволоки. Полк шел на соединение с главными силами. От соединения ртути с серою получается киноварь.

2. Место, где что-нибудь соединено. Веревка оборвалась на самом соединении.

3. только ед. Связь, сочетание, объединение чего-нибудь в одном. "...Держать курс на сочетание, на соединение старых и молодых кадров в одном общем оркестре руководящей работы партии и государства." Сталин. Соединение храбрости с хладнокровием.

4. Войсковая организация, группа войск, состоящая из нескольких самостоятельных войсковых единиц (воен.). Полки и другие войсковые части сводятся в высшие соединения - бригады, дивизии, корпуса, армии. Командир кавалерийского соединения. Воздушные соединения.

5. только мн. Общее название для перестановок (см. перестановка
в 3 ·знач.), размещений (см. размещение
в 3 ·знач.) и сочетаний (см. сочетание
в 3 ·знач.; мат).

6. Однородное вещество, молекула которого состоит из атомов двух или более элементов (·хим. ). Химическое соединение.

7. Положение двух планет или планеты и солнца в одном направлении (·т.е. в одной стороне и на одной дуге долготы; астр.).

1. химическое индивидуальное вещество, в котором атомы одного или различных элеме нтов соединены между собой тем или иным видом химической связи.

2. место, где что-нибудь соединено.

3. войсковое формирование, состоящее из отдельных воинских частей и некоторых дру гих самостоятельных войсковых единиц.

4. см. СОЕДИНИТЬ
, -ся.

химические соединения, в которых углеродные атомы или органические группы связаны непосредственно с атомами металлов. Металлоорганические соединения играют важную роль в химии, во-первых, поскольку удобны для синтеза других соединений, во-вторых, потому что структуры некоторых из них привели химиков к новым полезным концепциям химической связи и, в-третьих, благодаря тому, что участвуют как нестойкие промежуточные соединения (интермедиаты) в каталитических реакциях.

Первое металлоорганическое соединение, диэтилцинк (C2H5)2Zn, выделено в 1847 английским химиком Э.Франклендом, который пытался удалить атом иода из этилиодида C2H5I посредством реакции с цинком. В действительности реакция протекала по уравнению

2C2H5I + 2Zn . (C2H5)2 Zn + ZnI2

и Франкленд получил бесцветную жидкость, диэтилцинк, которая самовоспламенялась при контакте с воздухом и бурно реагировала с водой. (Большинство металлоорганических соединений чрезвычайно реакционноспособны и обычно возгораются на воздухе.) Примерно в то же время в Копенгагене датский химик В.Цейзе также случайно получил соль K (соль Цейзе), содержащую, как стало известно позднее, этилен, связанный с платиной.

Эти вещества являются представителями двух главных классов металлоорганических соединений: тех, у которых связи металла с углеродом (M-C) локализованы, и тех, где они делокализованы (в случае переходных металлов). В соединениях первого класса, образуемых всеми металлами, органические группы объединены простыми связями, например, M-CH3 или M-C6H5. Существуют также соединения типов M=CR2 и M?CR, с двойными и тройными металл?углеродными связями, - это карбеновые и карбиновые соединения соответственно.

Другой большой класс металлоорганических соединений . ?-комплексы. Их называют так потому, что в химическом связывании с d-орбиталями переходных металлов участвуют ?-электроны и ?-орбитали ненасыщенных органических соединений с C=C-, C?C-, C=N- и т.п. связями (см. также ХИМИЯ ОРГАНИЧЕСКАЯ; МОЛЕКУЛ СТРОЕНИЕ). ?-Комплексы включают все соединения, где органическая группа с кратными углерод?углеродными связями присоединена к переходному металлу.

?-Комплексы. У этилена связь направлена перпендикулярно оси связи C=C (а); циклические олефины могут быть связаны по схеме б; ароматические кольца - нейтральные, как в бензоле C6H6, или заряженные, как у циклопентадиенил-аниона C5H5-, . могут быть связаны по схеме в. Первое и наиболее известное из таких "сандвичевых" соединений . ферроцен (C5H5)2Fe . имеет структуру типа в. Ацетилены могут быть связаны с двумя атомами металлов по схеме г. Известны тысячи ?-комплексов, многие из них . со сложными структурами.

См. также:

органические соединения, содержащие атом какого-либо металла, непосредствнно связанный с атомом углерода.

Все М. с. можно подразделить на две группы: 1. М. с. непереходных и часть М. с. переходных металлов. Эти соединения содержат одинарную (σ) связь металл - углерод. 2. М. с. переходных металлов (в т. ч. Карбонилы металлов), построенные путём заполнения s-, p- и d-орбиталей атома металла π-электронами различных ненасыщенных систем, например ароматических, олефиновых, ацетиленовых, аллильных, циклопентадиенильных.

Из М. с. 1-й группы наиболее полно изучены производны Li, Na, К, Be, Mg, Zn, Cd, Hg, B, Al, Tl, Ge, Sn, Pb, As и Sb. Свойства этих соединений определяются характером связи М-С (М - атом металла), зависящей главным образом от природы металла, а также от характера и числа органических радикалов, связанных с атомом металла. В М. с. щелочных металлов связь М-С сильно поляризована, причём на атоме металла сосредоточен частичный положительный, а на атоме углерода - частичный отрицательный заряд:

Поэтому такие М. с. весьма реакционноспособны: они энергично разлагаются водой и очень чувствительны к действию кислорода. Практически их используют только в растворах (углеводороды, эфир, тетрагидрофуран и др.), защищая от влаги, CO₂ и кислорода воздуха. Аналогичные свойства присущи соединениям щёлочноземельных металлов (Mg, Ca), а также Zn, Cd, В и Al. Например, такие вещества, как (CH₃)₂Zn, (CH₃)₃B, (C₂H₅)₃Al, воспламеняются на воздухе. Более стабильны смешанные М. с. этих элементов, в которых металл связан с органическим радикалом и с 1 или 2 кислотными остатками, например (C₂H)₂AICI, C₂H₅AlCl₂. С возрастанием электроотрицательности металла полярность связи М - С уменьшается, и соединения таких металлов, как Hg, Sn, Sb и т.п., по существу ковалентны. Это перегоняющиеся жидкости или кристаллические вещества, устойчивые к действию кислорода и воды. При нагревании они распадаются с образованием металла и свободных органических радикалов, например:

(C₂H₅)₄Pb → Pb + 4C₂H₅.

М. с. 1-й группы могут быть получены взаимодействием металлов с галогеналкилами (или галогенарилами):

н-C₄H₉Br + 2Li → н-C₄H₉Li + LiBr

присоединением гидридов или солей металлов по кратной связи:

3CH₂=CH₂ + AlH₃ → (C₂H₅)₃Al

взаимодействием диазосоединений с солями металлов:

2CH₂N₂ + HgCl₂ → ClCH₂HgCH₂Cl + 2N₂

взаимодействием М. с. с галогенидами металлов, металлами и друг с другом:

3C₆H₅Li + SbCl₃ → (C₆H₅)₃Sb + 3LiCl

(C₂H₅)₂Hg + Mg → (C₂H₅)₂Mg + Hg

(CH₂=CH)₄Sn + 4C₆H₅Li → (C₆H₅)₄Sb + 4CH₂=CHLi.

М. с. переходных металлов, относящиеся к 1-й группе, склонны к гомолитическому распаду (алкильные производные Ag, Cu и Au); арильные и алкенильные соединения этих элементов более стабильны, очень прочны ацетилениды, а также метильные соединения платины, например (CH₃)₃PtI и (CH₃)₄Pt.

В М. с. 2-й группы атом металла взаимодействует со всеми атомами углерода π-электронной системы. Типичные представители этого класса М. с. - ферроцен, дибензолхром, бутадиен-железо-трикарбонил. Для соединений этого типа, полученных сравнительно недавно, классическая теория валентности оказалась непригодной (об их электронном строении см. Валентность).

М. с. сыграли большую роль в развитии представлений о природе химической связи (См. Химическая связь). Их используют в органическом синтезе, особенно Литийорганические соединения и Магнийорганические соединения. Многие из М. с. нашли применение в качестве антисептиков, лекарственных и физиологически активных веществ, антидетонаторов (например, тетраэтилсвинец (См. Антиокислители)), антиокислителей (См. Антиокислители), стабилизаторов для полимеров и т.д. Очень важно получение чистых металлов через карбонилы и М. с. при производстве полупроводников и нанесении металлопокрытий. М. с. - промежуточные вещества в ряд важнейших промышленных процессов, катализируемых металлами, их солями и комплексными металлоорганическими катализаторами (например, гидратация и циклополимеризация ацетилена, анионная, в том числе и стереоспецифическая, полимеризация олефинов и диенов, карбонилирование непредельных соединений). См. также Алюминийорганические соединения (См. Мышьякорганические соединения), Мышьякорганические соединения, Сераорганические соединения (См. Несмеянова реакция), Сурьмаорганические соединения, Цинкорганические соединения, Гриньяра реакция, Несмеянова реакция, Кучерова реакция (См. Переходные элементы), Вюрца реакция, Переходные элементы, Ферроцен (См. Полимеры), Полимеризация.

Лит.: Химия металлоорганических соединений, под ред. Г. Цейсса, пер. с англ., М., 1964; Рохов Ю., Херд Д., Льюис Р., Химия металлоорганических соединений, пер. с англ., М., 1963.

Б. Л. Дяткин.