Meredekség kitevő
Az m meredekség kitevő a Wöhler-görbe meredekségét jellemzi logaritmikus diagramon. Megmutatja, hogyan csökken a terhelhető ciklusszám, ha a feszültségamplitúdó nő. Nagy m érték azt jelenti: már kis feszültségnövekedés is drasztikusan csökkenti az élettartamot.
Fizikai-kémiai hatásmechanizmus
A Wöhler-görbe a feszültségingadozás Δσ és az elviselhető terhelési ciklusszám N közötti összefüggést írja le. Logaritmikus ábrázolásban ez egyenest ad: log N = log C - m · log Δσ. Az m meredekségi kitevő ennek az egyenesnek a meredeksége. Megmutatja, hogy az anyag mennyire érzékeny a feszültség változásaira. Nagy m-érték meredek egyenest jelent: ha a feszültség csak kismértékben nő, az élettartam erősen csökken. Fizikai háttere: a nagyobb feszültségek gyorsabban hajtják át a mikrórepedéseket a szövetszerkezeten. A repedéscsúcs több energiát kap ciklusonként, ezért a repedés aránytalanul növekszik.
Kohászati jelentőség és hegesztési kockázatok
A hegesztett kötések m-értéke eltér az alapanyagétól. Jellemző értékek: m = 3 normálfeszültségű hegesztési varratoknál, m = 5 alapanyagnál. A varrat kisebb m-értéke azt jelenti: az élettartam feszültségnövekedéskor kevésbé meredeken csökken, mint az alapanyagnál. Ennek ellenére a hegesztési varrat teljes Wöhler-görbéje lényegesen mélyebben van. Okok: a varratátmenet bemetszései, a hegesztési sajátfeszültségek és a hőhatásövezet szövetszerkezet-változásai. Ezek a tényezők előkárosodásként hatnak. Ezért a hegesztési varrat alacsony feszültségeknél is csak korlátozott terhelési ciklusokat visel el. Helytelenül választott m-érték a számításban veszélyes tévedésekhez vezet az élettartam megítélésében.
Műhelygyakorlat és teendők
Határozza meg a megfelelő m-értéket az érvényes szabványból (pl. Eurocode 3 acélszerkezetekhez). Normálfeszültségű hegesztési varratoknál használjon m = 3, nyírófeszültségnél m = 5 értéket. Változó amplitúdóknál számoljon a Palmgren-Miner-féle lineáris károsodás-akkumulációval. Aktívan csökkentse a feszültségingadozást: a feszültség felezése az élettartamot m = 3 esetén 8-szeresére, m = 5 esetén 32-szeresére növeli. A varratátmenetet köszörüléssel vagy TIG-átolvasztással alakítsa ki a bemetszések csökkentésére. Ellenőrizze a hegesztési sajátfeszültségeket feszültségmentesítő hőkezeléssel vagy mechanikus egyengetéssel. Így a Wöhler-görbét felfelé tolja el, és élettartamot nyer.