Коефициент на концентрация на напреженията
Коефициентът на концентрация на напреженията е отношението на най-високото напрежение при концентратор към номиналното напрежение в ненарушеното напречно сечение. Той показва колко силно геометрично нарушение увеличава напрежението. Висок коефициент означава високи пикове на напрежението и следователно повишена опасност от пукнатини.
Физико-химичен механизъм на действие
При един концентратор силовите линии се сгъстяват. Напрежението локално се покачва силно. Коефициентът на концентрация (αK) = максимално напрежение в концентратора / номинално напрежение. Той е чисто геометрична величина. Зависи само от радиуса на концентратора, дълбочината на концентратора и формата на детайла, не от материала. Пример: Рязко нарязан вал има коефициент на концентрация 3 до 5, гладък вал има коефициент на концентрация 1.
Металургично значение и рискове при заваряване
Заваръчните шевове създават естествени концентратори: преход на шева, коренов концентратор, концентратор от провар, пори или шлакови включвания. Високият коефициент на концентрация увеличава локалното напрежение. То може да превиши границата на провлачане. Тогава се образуват микропукнатини. При жилав материал напрежението се разтоварва чрез пластично течене. При крехка структура (мартензит) детайлът се пука веднага. Особено опасни: умора и студени пукнатини.
Работилница – практика и указания за действие
Намали коефициента на концентрация при всеки концентратор. Заглади преходите на шева гладко и без концентратори. Избягвай концентратори от провар и резки промени на напречното сечение. Проверявай критичните места с проникваща проверка или магнитнопрашкова проверка. При циклични натоварвания: зашлайфай прехода на шева с радиус минимум 2 mm. Цел: да свалиш коефициента на концентрация под 1,5. Това може да увеличи живота с фактор 3 до 10.