Essai de dureté
L'essai de dureté enfonce un pénétrateur avec une force définie dans la surface du matériau. De la taille de l'empreinte résiduelle découle la valeur de dureté. Ainsi, on détecte lors du soudage des durcissements dangereux dans la zone affectée thermiquement, qui indiquent une martensite fragile.
Mécanisme physico-chimique d'action
Un corps en diamant ou en carbure pénètre la surface sous une force d'essai définie. Le matériau oppose une résistance plastique à la pénétration. Plus la structure est dure, plus l'empreinte reste petite. En soudage, on mesure généralement selon Vickers (HV10). Cette méthode utilise une pyramide en diamant et une force d'essai de 10 kilopond. La valeur de dureté mesurable découle directement de la longueur de la diagonale de l'empreinte. Outre Vickers, Brinell et Rockwell sont courants, mais pour les soudures, Vickers HV10 convient le mieux car l'empreinte reste petite et peut être placée précisément dans la zone étroite affectée thermiquement.
Pertinence métallurgique et risques en soudage
Après le soudage, la soudure refroidit. Un refroidissement trop rapide génère dans la zone affectée thermiquement une martensite dure et sensible aux fissures. Le contrôle de dureté révèle ces zones. Les valeurs supérieures à 350 HV10 sont considérées comme critiques pour les aciers non alliés et faiblement alliés. Là, des fissures à froid induites par l'hydrogène menacent. Une zone trop douce peut également indiquer un adoucissement par revenu, en particulier pour les aciers trempés et revenus.
Pratique d'atelier et instructions
Pour la qualification de soudage selon la norme, on contrôle au moins trois empreintes dans le métal déposé, dans la zone affectée thermiquement et dans le métal de base. La surface doit être plane et exempte de calamine. Les points de mesure sont situés à 0,5 à 1 mm de la ligne de fusion. Si la valeur de dureté dépasse la limite admissible, le soudeur doit augmenter l'apport de chaleur, augmenter la température de préchauffage ou effectuer un traitement thermique post-soudage. Ensuite, re-vérifier.