Συντελεστής έντασης τάσης
Ο συντελεστής έντασης τάσης K περιγράφει την υπέρταση τάσης στην κορυφή μιας ρωγμής. Εξαρτάται από την εφελκυστική τάση, το μήκος της ρωγμής και τη γεωμετρία του εξαρτήματος. Εάν το K υπερβεί την χαρακτηριστική τιμή του υλικού K_IC, η ρωγμή εξαπλώνεται απότομα.
Φυσικοχημικός μηχανισμός δράσης
Στην κορυφή μιας ρωγμής συγκεντρώνονται οι τάσεις. Η τάση εκεί γίνεται θεωρητικά άπειρη. Ο συντελεστής έντασης τάσης K δίνει την ισχύ αυτής της υπέρτασης τάσης. Το K υπολογίζεται από την ονομαστική τάση, το μήκος της ρωγμής και έναν γεωμετρικό συντελεστή. Η μονάδα είναι MPa·√m. Κάθε υλικό αντέχει μέχρι μια κρίσιμη τιμή K_IC. Εάν το K είναι μικρότερο από το K_IC, η ρωγμή παραμένει σταθερή ή αναπτύσσεται αργά. Εάν το K είναι μεγαλύτερο από το K_IC, η ρωγμή επεκτείνεται απότομα.
Μεταλλουργική σημασία & κίνδυνοι στη συγκόλληση
Οι συγκολλήσεις συχνά περιέχουν μικρές ρωγμές ή αρχικές ρωγμές. Επιπλέον, οι εσωτερικές τάσεις συγκόλλησης δημιουργούν υψηλές εφελκυστικές τάσεις. Και τα δύο αυξάνουν τον συντελεστή έντασης τάσης K. Στη ζώνη θερμικής επιρροής μπορεί να σχηματιστεί μαρτενσίτης. Ο μαρτενσίτης έχει χαμηλή αντοχή στη θραύση K_IC. Τότε αρκεί μια μικρή ρωγμή για να ωθήσει το K πάνω από το K_IC. Η ρωγμή αναπτύσσεται ψαθυρά και χωρίς προειδοποίηση. Το υδρογόνο στο συγκολλητικό υλικό ενισχύει αυτόν τον κίνδυνο.
Πρακτική εργαστηρίου & οδηγίες δράσης
Αποφύγετε τις ρωγμές με καθαρή προετοιμασία της συγκόλλησης και κατάλληλα πρόσθετα υλικά. Τηρείτε την προκαθορισμένη θερμοκρασία προθέρμανσης. Αυτό επιβραδύνει την ψύξη και αποτρέπει τον σκληρό μαρτενσίτη. Μειώστε τις εσωτερικές τάσεις συγκόλλησης με στοχευμένη σειρά συγκόλλησης ή ανόπτηση ανακούφισης τάσεων. Αν βρείτε ρωγμή μετά τη συγκόλληση, μετρήστε το μήκος της και αξιολογήστε την με μέθοδο μηχανικής θραύσης. Εάν το K υπερβεί την επιτρεπόμενη τιμή, η ρωγμή πρέπει να αφαιρεθεί πλήρως και να ξανασυγκολληθεί.