Jännitysintensiteettikerroin
Jännitysintensiteettikerroin K kuvaa jännityksen suurentumista halkeaman kärjessä. Se riippuu vetojännityksestä, halkeaman pituudesta ja kappaleen geometriasta. Jos K ylittää materiaalin ominaisarvon K_IC, halkeama etenee äkillisesti.
Fysikaalis-kemiallinen vaikutusmekanismi
Halkeaman kärjessä jännitykset keskittyvät. Jännitys kasvaa siellä teoreettisesti äärettömäksi. Jännitysintensiteettikerroin K ilmoittaa tämän jännityksen suurentumisen voimakkuuden. K lasketaan nimellisjännityksestä, halkeaman pituudesta ja geometriakertoimesta. Yksikkö on MPa·√m. Jokainen materiaali kestää kriittiseen arvoon K_IC asti. Jos K on pienempi kuin K_IC, halkeama pysyy vakaana tai kasvaa vain hitaasti. Jos K on suurempi kuin K_IC, halkeama repäisee äkillisesti eteenpäin.
Metallurginen merkitys ja riskit hitsauksessa
Hitsisaumat sisältävät usein pieniä halkeamia tai alkuhalkeamia. Lisäksi hitsauksen jäännösjännitykset aiheuttavat korkeita vetojännityksiä. Molemmat lisäävät jännitysintensiteettikerrointa K. Lämpövaikutusalueella voi muodostua martensiittia. Martensiitilla on alhainen murtositkeys K_IC. Silloin jo pieni halkeama riittää viemään K:n yli K_IC:n. Halkeama kasvaa hauraasti ja ilman ennakkovaroitusta. Vety hitsiaineessa voimistaa tätä vaaraa.
Työohjeet ja käytännön toimenpiteet
Vältä halkeamia huolellisella hitsin valmistelulla ja sopivilla lisäaineilla. Noudata annettua esilämmityslämpötilaa. Se hidastaa jäähtymistä ja estää kovan martensiitin muodostumisen. Vähennä hitsauksen jäännösjännityksiä tarkoituksenmukaisella hitsausjärjestyksellä tai jännityksenpoistohehkutuksella. Jos löydät hitsauksen jälkeen halkeaman, mittaa sen pituus ja arvioi se murtumismekaanisella menetelmällä. Jos K ylittää sallitun arvon, halkeama on poistettava kokonaan ja hitsattava uudelleen.