Factor de concentrare a tensiunilor
Factorul de concentrare a tensiunilor este raportul dintre tensiunea maximă la o crestătură și tensiunea nominală în secțiunea netulburată. Arată cât de mult o perturbare geometrică crește tensiunea. Un factor mare înseamnă vârfuri de tensiune mari și, prin urmare, risc crescut de fisurare.
Mecanismul fizico-chimic de acțiune
La o crestătură, liniile de forță se concentrează. Tensiunea crește local puternic. Factorul de concentrare a tensiunii (αK) = tensiunea maximă la crestătură / tensiunea nominală. Este un factor pur geometric. Depinde doar de raza crestăturii, adâncimea ei și forma piesei, nu de material. Exemplu: un arbore cu crestătură ascuțită are factorul de concentrare 3 până la 5, un arbore neted are factorul 1.
Relevanță metalurgică și riscuri la sudare
Cusăturile de sudură creează crestături naturale: tranziția cusăturii, crestătura rădăcinii, crestătura de pătrundere, pori sau incluziuni de zgură. Un factor mare de concentrare crește tensiunea locală. Poate depăși limita de curgere. Atunci apar microfisuri. La materialul ductil, tensiunea se reduce prin curgere. La structura fragilă (martensită), piesa crapă imediat. Deosebit de periculoase: oboseala și fisurile la rece.
Practica la atelier și instrucțiuni de lucru
Reduce factorul de concentrare la fiecare crestătură. Șlefuiește tranzițiile cusăturii neted și fără crestături. Evită crestăturile de pătrundere și schimbările bruște de secțiune. Verifică zonele critice cu lichide penetrante sau particule magnetice. La solicitări variabile: șlefuiește tranziția cusăturii cu o rază de cel puțin 2 mm. Scop: factorul de concentrare sub 1,5. Aceasta poate crește durata de viață cu factorul 3 până la 10.