Härteprüfung
Die Härteprüfung drückt einen Prüfkörper mit definierter Kraft in die Werkstoffoberfläche. Aus der Größe des bleibenden Eindrucks ergibt sich der Härtewert. So erkennt man beim Schweißen gefährliche Aufhärtungen in der Wärmeeinflusszone, die auf spröden Martensit hinweisen.
Physikalisch-chemischer Wirkmechanismus
Ein Diamant- oder Hartmetallkörper dringt unter festgelegter Prüfkraft in die Oberfläche ein. Der Werkstoff setzt dem Eindringen plastischen Widerstand entgegen. Je härter das Gefüge, desto kleiner bleibt der Eindruck. Beim Schweißen misst man üblicherweise nach Vickers (HV10). Diese Methode arbeitet mit einer Diamantpyramide und einer Prüfkraft von 10 Kilopond. Der messbare Härtewert entsteht direkt aus der Diagonalenlänge des Eindrucks. Neben Vickers sind Brinell und Rockwell üblich, aber für Schweißnähte eignet sich Vickers HV10 am besten, weil der Eindruck klein bleibt und gezielt in der schmalen Wärmeeinflusszone platziert werden kann.
Metallurgische Relevanz & Risiken beim Schweißen
Nach dem Schweißen kühlt die Naht ab. Zu schnelle Abkühlung erzeugt in der Wärmeeinflusszone harten, rissanfälligen Martensit. Die Härteprüfung deckt solche Zonen auf. Werte über 350 HV10 gelten bei unlegierten und niedriglegierten Stählen als kritisch. Dort drohen wasserstoffinduzierte Kaltrisse. Auch eine zu weiche Zone kann auf Erweichung durch Anlassen hindeuten, besonders bei vergüteten Stählen.
Werkstattpraxis & Handlungsanweisungen
Für die Schweißqualifikation nach Norm prüft man mindestens je drei Eindrücke im Schweißgut, in der Wärmeeinflusszone und im Grundwerkstoff. Die Oberfläche muss plan geschliffen und frei von Zunder sein. Die Messpunkte liegen 0,5 bis 1 mm neben der Schmelzlinie. Liegt der Härtewert über der zulässigen Grenze, muss der Schweißer die Wärmeeinbringung erhöhen, die Vorwärmtemperatur steigern oder eine Wärmenachbehandlung durchführen. Danach erneut prüfen.