Factor de concentración de tensiones
El factor de concentración de tensiones es la relación entre la tensión máxima en una muesca y la tensión nominal en la sección no perturbada. Indica cuánto aumenta una discontinuidad geométrica la tensión. Un factor alto significa picos de tensión altos y por lo tanto mayor riesgo de grietas.
Mecanismo físico-químico
En una muesca, las líneas de fuerza se comprimen. La tensión aumenta localmente de forma pronunciada. El factor de concentración de tensiones (αK) = tensión máxima en la muesca / tensión nominal. Es un número puramente geométrico. Depende solo del radio de la muesca, la profundidad y la forma de la pieza, no del material. Ejemplo: un eje con muesca afilada tiene factor de concentración de tensiones de 3 a 5, un eje liso tiene factor 1.
Relevancia metalúrgica y riesgos en la soldadura
Las soldaduras crean muescas naturales: transición del cordón, muesca de raíz, muesca de fusión, poros o inclusiones de escoria. Un factor alto aumenta la tensión local. Puede superar el límite elástico. Entonces se forman microgrietas. En material tenaz, la tensión se alivia por fluencia. En estructura frágil (martensita), la pieza se agrieta inmediatamente. Especialmente peligrosos: fatiga y grietas en frío.
Práctica de taller e instrucciones
Reduce el factor de concentración de tensiones en cada muesca. Esmerila las transiciones del cordón lisas y sin muescas. Evita muescas de fusión y cambios bruscos de sección. Inspecciona puntos críticos con líquidos penetrantes o partículas magnéticas. Bajo carga cíclica: esmerila la transición del cordón con un radio de al menos 2 mm. Objetivo: reducir el factor por debajo de 1,5. Esto puede aumentar la vida útil por factor 3 a 10.