J-интеграл
Ј-интеграл мери енергију која се ослобађа на врху прслине када прслина расте. Важи за жилаве материјале са великом пластичном деформацијом пре лома. У техници заваривања користи се за реалистичну процену опасности од лома заварених спојева.
Физичко-хемијски механизам дејства
На врху прслине концентрише се напон. Код жилавих материјала материјал се пластично деформише пре него што прслина настави да се шири. Ј-интеграл је линијски интеграл око врха прслине. Он израчунава потенцијалну енергију која се ослобађа при продужењу прслине за јединицу површине. Независан је од пута интеграције све док пут лежи у еласто-пластичном материјалу. Ј-интеграл обухвата и еластичну и пластичну енергију деформације. Он проширује концепт брзине ослобађања енергије из линеарно-еластичне механике лома на нелинеарно понашање материјала.
Металуршки значај и ризици при заваривању
Заварени спојеви често имају заостале напоне и промене структуре. Уношење топлоте мења жилавост. Код жилавих материјала (нпр. конструкциони челик) пластична зона на врху прслине је велика. Линеарно-еластична механика лома потцењује опасност од лома. Ј-интеграл даје тачније вредности за жилавост лома. Критична вредност ЈИц означава почетак нестабилног раста прслине. Ако је оптерећење толико да Ј-интеграл прекорачи ЈИц, заварени спој пуца без упозорења. У зони завара жилавост лома може значајно да опадне због промена структуре (нпр. стварања крупног зрна, мартензита). Тада је ЈИц низак и спој раније попушта.
Радионичка пракса и упутства за поступање
Ј-интеграл се не мери директно у радионици. Одређује се у лабораторији на нормираним узорцима (нпр. према ASTM E1820). За практичара је важно: материјал мора имати довољну жилавост лома ЈИц. Типичне вредности за конструкциони челик крећу се у зависности од квалитета челика и температуре око 50–200 kJ/м². Код заварених спојева одвојено се испитују зона утицаја топлоте и додатни материјал. Ако се изаберу параметри заваривања са превисоким уношењем топлоте, зрно постаје крупно и ЈИц опада. Прениско уношење топлоте може да створи мартензит и такође погорша жилавост. Зато: придржавај се технологије заваривања, одржавај предгревање и температуру између пролаза. Ако заварени спој мора да издржи велика оптерећења, наручилац често захтева доказ жилавости лома преко ЈИц. Тада се морају узети узорци из завареног споја и послати на испитивање.