Kerbwirkungszahl
Die Kerbwirkungszahl vergleicht die Schwingfestigkeit einer glatten Probe mit der einer gekerbten Probe. Sie zeigt, wie stark eine Kerbe wie ein Schweißnahtübergang die Dauerfestigkeit senkt. Je höher der Wert, desto größer ist der Festigkeitsverlust.
Physikalisch-chemischer Wirkmechanismus
An einer Kerbe bündeln sich die Kraftlinien. Die Spannungsspitze an der Kerbwurzel ist deutlich höher als die Nennspannung. Bei schwingender Belastung entstehen dort winzige plastische Verformungen. Diese Mikroverformungen bilden den Ausgangspunkt für Ermüdungsrisse.
Metallurgische Relevanz & Risiken beim Schweißen
Schweißnähte haben natürliche Kerben: den Nahtübergang, Einbrandkerben, Wurzelspalte oder Bindefehler. Diese Kerben erhöhen die Kerbwirkungszahl stark. Die Schwingfestigkeit der Konstruktion sinkt dadurch auf einen Bruchteil der Werte ungekerbter Proben. Es drohen Ermüdungsrisse im Nahtbereich, auch bei niedriger Last.
Werkstattpraxis & Handlungsanweisungen
Reduziere jede Kerbe im Schweißnahtbereich. Schleife den Nahtübergang flach und rissfrei nach. Vermeide Einbrandkerben, scharfe Kanten und Ansatzstellen. Eine glatte Übergangsform senkt die Kerbwirkungszahl deutlich. Für hohe Lebensdauer darf der Übergangsradius nicht unter 1 mm liegen. Prüfe kritische Nähte mit Farbeindringverfahren auf Kerben und Risse.