מעריך שיפוע

מנגנון פעולה פיזיקלי-כימי

קו Wöhler מתאר את הקשר בין משרעת המאמץ Δσ לבין מספר המחזורים N שניתן לשאת. בייצוג לוגריתמי כפול זה הופך לישר: log N = log C - m · log Δσ. מעריך השיפוע m הוא השיפוע של הישר הזה. הוא מראה עד כמה החומר רגיש לשינויים במאמץ. ערך m גדול פירושו ישר תלול: אם המאמץ עולה רק במעט, חיי העבודה צונחים בחדות. פיזיקלית, מאחורי זה עומד: מאמצים גבוהים יותר דוחפים סדקים מיקרוסקופיים מהר יותר דרך המבנה. קצה הסדק סופג יותר אנרגיה לכל מחזור עומס, ולכן הסדק גדל באופן לא פרופורציונלי.

רלוונטיות מטלורגית וסיכונים בריתוך

לחיבורי ריתוך יש ערכי m שונים מאשר לחומר הבסיס החשוף. ערכים אופייניים: m = 3 לתפרי ריתוך במאמץ נורמלי, m = 5 לחומר הבסיס. ערך ה-m הקטן יותר של התפר אומר: חיי העבודה יורדים בעלייה במאמץ פחות בתלילות מאשר בחומר הבסיס. למרות זאת, כל קו ה-Wöhler של תפר הריתוך נמצא נמוך בהרבה. הסיבות הן חריצים במעבר התפר, מאמצים עצמיים מריתוך ושינויי מבנה באזור המושפע מחום. גורמים אלה פועלים כמו נזק מוקדם. כתוצאה מכך, תפר הריתוך סובל גם במאמצים נמוכים רק מספר מוגבל של מחזורי עומס. בחירה שגויה של ערך m בחישוב מובילה להערכות שגויות ומסוכנות של חיי העבודה.

תרגול בסדנה והנחיות פעולה

קבע את ערך ה-m המתאים מהתקן התקף (למשל Eurocode 3 למבני פלדה). השתמש לתפרי ריתוך במאמץ נורמלי ב-m = 3, במאמץ גזירה ב-m = 5. חשב עבור אמפליטודות משתנות עם צבירת נזק לינארית לפי Palmgren-Miner. הנמך באופן פעיל את משרעת המאמץ: הפחתת המאמץ בחצי מאריכה את חיי העבודה ב-m = 3 פי 8, וב-m = 5 פי 32. עבד את מעבר התפר על ידי השחזה או התכה חוזרת ב-TIG, כדי להפחית חריצים. שלוט במאמצים עצמיים מריתוך על ידי חיסול מאמצים בחום או יישור מכני. כך מזיזים את קו ה-Wöhler כלפי מעלה ומרוויחים חיי עבודה.