Facteur de forme
Le facteur de concentration de contraintes est le rapport entre la contrainte maximale à une entaille et la contrainte nominale dans la section non perturbée. Il montre à quel point une perturbation géométrique augmente la contrainte. Un facteur élevé signifie des pics de contrainte élevés et donc un risque de fissuration accru.
Mécanisme physico-chimique
Au niveau d'une entaille, les lignes de force se resserrent. La contrainte augmente fortement localement. Le facteur de forme (αK) = contrainte max à l'entaille / contrainte nominale. C'est un pur facteur géométrique. Il ne dépend que du rayon d'entaille, de la profondeur d'entaille et de la forme de la pièce, pas du matériau. Exemple : un arbre fortement entaillé a un facteur de forme 3 à 5, un arbre lisse a un facteur de forme 1.
Pertinence métallurgique et risques lors du soudage
Les soudures créent des entailles naturelles : raccordement du cordon, entaille à la racine, caniveau, pores ou inclusions de laitier. Un facteur de forme élevé augmente la contrainte locale. Il peut dépasser la limite d'élasticité. Des microfissures apparaissent alors. Dans un matériau ductile, la contrainte se relâche par déformation. Dans une structure fragile (martensite), la pièce casse immédiatement. Particulièrement dangereux : la fatigue et les fissures à froid.
Pratique d'atelier et instructions
Réduis le facteur de forme à chaque entaille. Meule les raccordements de cordon pour les rendre lisses et sans entaille. Évite les caniveaux et les changements brusques de section. Contrôle les points critiques par ressuage ou magnétoscopie. Sous charge cyclique : meule le raccordement avec un rayon d'au moins 2 mm. Objectif : abaisser le facteur de forme sous 1,5. Cela peut augmenter la durée de vie d'un facteur 3 à 10.