Spanningsintensiteitsfactor
De spanningsintensiteitsfactor K beschrijft de spanningsverhoging aan een scheurtip. Het hangt af van de trekspanning, de scheurlengte en de geometrie van het onderdeel. Als K de materiaalwaarde K_IC overschrijdt, breidt de scheur zich plotseling uit.
Fysisch-chemisch werkingsmechanisme
Aan een scheurtop concentreren de spanningen zich. De spanning wordt daar theoretisch oneindig hoog. De spanningsintensiteitsfactor K geeft de sterkte van deze spanningsverhoging aan. Men berekent K uit de nominale spanning, de scheurlengte en een geometriefactor. De eenheid is MPa·√m. Elk materiaal houdt het uit tot een kritische waarde K_IC. Als K kleiner is dan K_IC, blijft de scheur stabiel of groeit slechts langzaam. Als K groter is dan K_IC, scheurt de scheur schoksgewijs verder.
Metallurgische relevantie & risico's bij het lassen
Lasnaden bevatten vaak kleine scheuren of haarscheurtjes. Bovendien veroorzaken lasrestspanningen hoge trekspanningen. Beide verhogen de spanningsintensiteitsfactor K. In de warmtebeïnvloede zone kan martensiet ontstaan. Martensiet heeft een lage breuktaaiheid K_IC. Dan is al een kleine scheur voldoende om K boven K_IC te drijven. De scheur groeit bros en zonder waarschuwing. Waterstof in het lasmetaal versterkt dit gevaar.
Werkplaats-praktijk & handelingsinstructies
Vermijd scheuren door een schone lasnaadvoorbereiding en geschikte toevoegmaterialen. Houd de voorgeschreven voorverwarmtemperatuur aan. Dit vertraagt de afkoeling en voorkomt hard martensiet. Verminder lasrestspanningen door een gerichte lasvolgorde of spanningsarm gloeien. Vind je na het lassen een scheur, meet dan de lengte en beoordeel deze volgens een breukmechanische methode. Overschrijdt K de toegestane waarde, dan moet de scheur volledig worden verwijderd en opnieuw worden gelast.