Factor de intensidad de tensión
El factor de intensidad de tensión K describe la concentración de tensión en la punta de una grieta. Depende de la tensión de tracción, la longitud de la grieta y la geometría del componente. Si K supera el valor característico del material K_IC, la grieta se propaga bruscamente.
Mecanismo de acción fisicoquímico
En la punta de una grieta, las tensiones se concentran. Allí, la tensión se vuelve teóricamente infinita. El factor de intensidad de tensión K indica la fuerza de esta concentración de tensión. K se calcula a partir de la tensión nominal, la longitud de la grieta y un factor geométrico. La unidad es MPa·√m. Cada material resiste hasta un valor crítico K_IC. Si K es menor que K_IC, la grieta permanece estable o crece lentamente. Si K es mayor que K_IC, la grieta se propaga bruscamente.
Relevancia metalúrgica y riesgos en la soldadura
Las soldaduras a menudo contienen pequeñas grietas o fisuras. Además, las tensiones residuales de soldadura crean altas tensiones de tracción. Ambos aumentan el factor de intensidad de tensión K. En la zona afectada por el calor, puede formarse martensita. La martensita tiene una tenacidad de fractura baja K_IC. Entonces, incluso una pequeña grieta es suficiente para que K supere K_IC. La grieta crece de manera frágil y sin previo aviso. El hidrógeno en el metal de soldadura aumenta este peligro.
Práctica de taller e instrucciones de trabajo
Evite grietas con una preparación limpia de la junta y materiales de aporte adecuados. Mantenga la temperatura de precalentamiento especificada. Esto ralentiza el enfriamiento y evita la formación de martensita dura. Reduzca las tensiones residuales de soldadura mediante una secuencia de soldadura adecuada o un tratamiento de alivio de tensiones. Si encuentra una grieta después de soldar, mida su longitud y evalúela según un método de mecánica de fractura. Si K supera el valor permitido, la grieta debe eliminarse por completo y volver a soldarse.