Распределение касательных напряжений q по длине нахлестки в направлении действия сил происходит неравномерно и почти аналогично распределению напряжений в сварных фланговых швах.
Для соединения двух деталей с равными площадями поперечных сечений F (рис. .4) наибольшее значение q на единицу длины паяного шва в концевых точках определяется следующим уравнением:
где l - длина нахлестки;
здесь G - модуль упругости паяного шва при сдвиге; b - ширина образца основного металла; Е - модуль упругости основного металла при растяжении; δ0 - толщина мягкой прослойки (зоны сплавления).
Если из условия статической равнопрочности паяного шва и основного металла принять l = 2δ, F = δb (δ - толщина основного металла), то:
Коэффициент концентрации напряжений в паяном шве:
Если принять модуль упругости мягкой прослойки медно-цинкового припоя Л62 равным 10000 кгс/мм2, модуль сдвига G - 4000 кгс/мм2, модуль упругости стали Е = 20000 кгс/мм2, то G/E = 0,4. Чем меньше величина отношения G/E, тем меньше коэффициент концентрации.
Выравнивание касательных напряжений и устранение концентрации напряжений возможно лишь при очень больших пластических деформациях. При малых пластических деформациях концентрация напряжений в паяных швах возникает и монотонно снижается в процессе деформирования.
Образование пластических деформаций в соединениях внахлестку сопровождается снижением коэффициентов концентрации напряжений в крайних точках соединений и выравниванием эпюры распределения q (см. рис. 4) по длине соединения, что характерно для паяных швов.
Рис. 4. Паяное соединение внахлестку, нагруженное осевыми силами.