Raport de tensiune
Raportul de tensiune R este raportul dintre tensiunea minimă σ_min și tensiunea maximă σ_max a unei solicitări ciclice. Acesta caracterizează starea de tensiune medie: R = -1 înseamnă solicitare alternantă pură, R = 0 înseamnă solicitare pulsatorie pură. În componentele sudate, tensiunile reziduale cresc R local și scad rezistența la oboseală suportabilă.
Mecanism fizico-chimic de acțiune
La o solicitare ciclică, tensiunea variază periodic între o valoare maximă σ_max și o valoare minimă σ_min. Raportul de tensiune R = σ_min / σ_max (cu semn) descrie cât de mult fluctuează această variație în jurul tensiunii medii. Dacă R este negativ, tensiunea își schimbă direcția (alternanță tracțiune-compresiune). Dacă R este zero sau pozitiv, tensiunea rămâne în domeniul tracțiunii sau compresiunii. Cu cât R devine mai mare, cu atât tensiunea medie este mai mare la aceeași amplitudine. Aceasta accelerează creșterea fisurilor de oboseală, deoarece vârfurile fisurilor sunt mai puțin descărcate.
Relevanță metalurgică și riscuri la sudare
Sudurile conțin după răcire tensiuni reziduale ridicate de tracțiune, care pot fi aproape de limita de curgere. Aceste tensiuni reziduale se suprapun cu sarcina de funcționare. Astfel, raportul de tensiune local în sudură se deplasează semnificativ în sus. Chiar dacă o componentă este testată extern cu R = -1, zona critică a cusăturii oscilează adesea cu R ≈ 0,3 până la 0,5. Aceasta reduce considerabil rezistența la oboseală. Dacă R local real este subestimat, apar fisuri premature la tranzițiile cusăturii, în special la oțelurile de înaltă rezistență sau la table groase.
Practică de atelier și instrucțiuni de lucru
Determinați întotdeauna raportul de tensiune din secvența reală de sarcină a componentei, nu din ipoteze idealizate. Pentru construcțiile sudate fără reducerea tensiunilor reziduale, folosiți în calculul duratei de viață cel puțin R = 0,5, chiar dacă sarcina externă este alternantă. Reduceți vârfurile locale de tensiune prin șlefuirea tranzițiilor cusăturii, sablare cu bilă sau tratament TIG. Astfel reduceți tensiunea medie și R efectiv. Măsurați tensiunile reziduale la piesele critice prin metoda radiografică sau cu găuri, pentru a determina R real.