ISO9015&ISO22826对焊接接头快速硬度测量方法

焊接中焊件结合部分(焊缝)的形成过程涉及到加热和冷却，受温度分布不均匀的影响，焊缝附近区域受到不同程度的热处理，材料会有软化和硬化，引起相应的组织、应力、显微组织和性能变化，从而直接影响焊接质量。尤其是当焊缝中存在脆硬相(如孪晶马氏体)时，容易发生脆化、断裂等失效问题。为此，焊缝硬度成为判断焊接工艺是否合理的重要依据。

本文主要介绍用维氏硬度来评价焊缝硬度，以及如何使进行快速、有效智能化硬度测试，以便对焊缝进行分析。

一、焊接、焊缝简介

焊接是通过加热加压或两者并用，使用或不用填充材料使工件达到原子结合的加工方法。

焊接常用下列途径达成接合的目的：

1、熔焊，熔焊是指加热欲接合之工件使之局部熔化形成熔池，熔池冷却凝固后便接合，必要时可加入熔填物辅助，熔焊是适合各种金属和合金的焊接加工，不需压力；

2、压焊，压焊的焊接过程必须对焊件施加压力，属于各种金属材料和部分金属材料的加工；

3、钎焊，是指低于焊件熔点的钎料和焊件同时加热到钎料熔化温度后，利用液态钎料填充固态工件的缝隙使金属连接的焊接方法。

焊缝：利用焊接热源的高温，将焊条/焊丝和接缝处的金属熔化冷却后所形成的结合部分，即填充金属与熔化的母材凝固后形成的区域，称为焊缝。

焊接接头的组成:焊缝区与热影响区。即：

焊缝区:是由熔池内的液态金属凝固而成的。

热影响区:材料因受热的影响而发生金相组织和力学性能变化的区域，称为热影响区。它包括:熔合区、过热区、正火区、部分相变区。

焊接主要的加工材料是金属或其他热塑性材料，应用于冶金、石化、机械、能源、仪表、汽车、航空航天等各个工业部门。

二、维氏硬度测试方法

维氏硬度测试在1924年由Smith和Sandland在Vickers有限公司共同开发，该测试方法可以作为除布氏硬度测试外的另一个测试材料硬度的方法。维氏硬度测试较其他的硬度测试更为简易，它所要求的计算不受压头大小的限制，压头可以不考虑硬度值而应用于所有的测试材料。

对于所有硬度测试的方法，其基本原则是为了观察未知材料抵抗塑性形变的能力。维氏测试适用于所有的金属材料。在硬度测试中硬度值的单位是维氏硬度(HV)或金刚石棱锥硬度 (DPH)。

压头应具有特定几何形状，使得压出的压痕不论尺寸大小都与其保持几何相似；且该压痕有便于测量的界限清楚的边界点；另外，压头必须有很高的强度以抵抗自身形变。正四棱锥形的金刚石压头可以满足以上这些 要求。

三、ISO-9501 | GB/T 2654 规定


    焊接接头硬度试验方法范围本标准规定了焊接接头的硬度试验方法。本标准适用于金属材料的电弧焊接头，其他接头种类(如压焊接头和堆焊金属)的硬度测试亦可参照本标准实行。 焊接接头硬度试验方法试样的制备试样的制备应按GB/T43401或GB/T2311要求进行试件横截面应通过机械切割获取，通常垂直于焊接接头。
    试样表面的制备过程应正确进行以保证硬度测量没有受到冶金因素的影响。被检测表面制备完成后*好进行适当的腐蚀，以便准确确定焊接接头不同区域的硬度测量位置。 焊接接头硬度试验方法标线测定测点的数量和间距应足以确定由于焊接导致的硬化或软化区域。在热影响区相邻测点中心的推荐距离见下表：在母材上检测时应有足够的检测点以保证检测的准确。
    在焊缝金属上检测时，测点间距离的选择应确保对其做出准确评定。热影响区中由于焊接引起硬化的区域应增加两个测点，测点中心与熔合线之间的距离小于或等于0.5mm。单点测定为了防止由测点压痕变形引起的影响，在任何测点中心间的*小距离不得小于*近测点压痕的对角线或直径的平均值的25倍。热影响区中由于焊接引起硬化的区域，至少有一个测点，测点中心与熔合线之间的距离小于或等于0.5 mm.


 

焊接样品的测试和分析

硬度序列点的模块整合测试方式让“焊接”的序列测试更简单，同时也符合标准(比如EN ISO 9015 & EN ISO 22826)。预设的硬度点轨迹可以通过简单的交互功能，从而适应每个相应的样品。如果需要，可以提供焊缝的同步金相分析。



 

齿面的硬度测试

通过预先定义的测试模板，可以程度地减少耗时的测试点设定（尤其是在齿面测试时）。HV30-HV1之间的整个测试过程可以由设备自动完成。