Helningseksponent

Fysisk-kjemisk virkningsmekanisme

Wöhler-kurven beskriver sammenhengen mellom spenningssvingningsbredde Δσ og utholdbar lastsyklus N. I dobbeltlogaritmisk fremstilling blir det en rett linje: log N = log C - m · log Δσ. Helningseksponenten m er stigningen til denne linjen. Den viser hvor følsomt materialet reagerer på endringer i spenningen. En stor m-verdi betyr en bratt linje: Øker spenningen bare litt, faller levetiden sterkt. Fysisk ligger dette bak: Høyere spenninger driver Mikrosprekk raskere gjennom strukturen. Risstuppen får mer energi per lastveksling, derfor vokser risset uforholdsmessig.

Metallurgisk relevans og risiko ved sveising

Sveiseforbindelser har andre m-verdier enn det bare grunnmaterialet. Typiske verdier: m = 3 for sveisestrenger under normalspenning, m = 5 for grunnmateriale. Den mindre m-verdien til strengen betyr: Levetiden synker mindre bratt ved spenningsøkning enn for grunnmaterialet. Likevel ligger hele Wöhler-kurven for sveisestrengen betydelig lavere. Årsaker er innskjæringer ved strengovergangen, sveisestresses og strukturendringer i varmepåvirket sone. Disse faktorene virker som forhåndsskader. Dermed tåler sveisestrengen bare begrensede lastvekslinger selv ved lave spenninger. En feil valgt m-verdi i beregningen fører til farlige feilvurderinger av levetiden.

Verkstedpraksis og handlingsinstruksjoner

Bestem den riktige m-verdien fra gjeldende standard (f.eks. Eurocode 3 for stålkonstruksjoner). Bruk for sveisestrenger under normalspenning m = 3, under skjærspenning m = 5. Ved variable amplituder, regn med lineær skadeakkumulering etter Palmgren-Miner. Senk spenningssvingningsbredden aktivt: En halvering av spenningen forlenger levetiden ved m = 3 med faktoren 8, ved m = 5 med faktoren 32. Bearbeid strengovergangen ved sliping eller TIG-smelting for å redusere innskjæringer. Kontroller sveisestresses ved spenningsavspenning eller mekanisk retting. Slik forskyver du Wöhler-kurven oppover og vinner levetid.