Испытание на твёрдость
При испытании на твёрдость в поверхность материала вдавливают индентор с определённой силой. По размеру остаточного отпечатка определяют значение твёрдости. Так при сварке выявляют опасное упрочнение в зоне термического влияния, указывающее на хрупкий мартенсит.
Физико-химический механизм действия
Алмазный или твердосплавный индентор внедряется в поверхность под заданной испытательной нагрузкой. Материал оказывает пластическое сопротивление внедрению. Чем твёрже структура, тем меньше остаётся отпечаток. При сварке обычно измеряют по Виккерсу (HV10). Этот метод работает с алмазной пирамидой и испытательной нагрузкой 10 килопонд. Измеряемое значение твёрдости получается непосредственно из длины диагонали отпечатка. Кроме Виккерса распространены Бринелль и Роквелл, но для сварных швов лучше всего подходит Виккерс HV10, потому что отпечаток остаётся маленьким и его можно точно разместить в узкой зоне термического влияния.
Металлургическая значимость и риски при сварке
После сварки шов остывает. Слишком быстрое охлаждение создаёт в зоне термического влияния твёрдый, склонный к трещинам мартенсит. Испытание на твёрдость выявляет такие зоны. Значения выше 350 HV10 для нелегированных и низколегированных сталей считаются критическими. Там грозят водородные холодные трещины. Слишком мягкая зона тоже может указывать на разупрочнение из-за отпуска, особенно у улучшенных сталей.
Практика в мастерской и указания к действиям
Для аттестации сварки по норме проверяют как минимум по три отпечатка в шве, в зоне термического влияния и в основном металле. Поверхность должна быть ровно отшлифована и очищена от окалины. Точки измерения находятся на расстоянии от 0,5 до 1 mm от линии сплавления. Если значение твёрдости превышает допустимый предел, сварщик должен увеличить погонную энергию, повысить температуру предварительного подогрева или выполнить послесварочную термообработку. После этого проверить снова.