焊接中焊件結合部分(焊縫)的形成過程涉及到加熱和冷卻，受溫度分布不均勻的影響，焊縫附近區域受到不同程度的熱處理，材料會有軟化和硬化，引起相應的組織、應力、顯微組織和性能變化，從而直接影響焊接質量。尤其是當焊縫中存在脆硬相(如孿晶馬氏體)時，容易發生脆化、斷裂等失效問題。為此，焊縫硬度成為判斷焊接工藝是否合理的重要依據。

本文主要介紹用維氏硬度來評價焊縫硬度，以及如何使進行快速、有效智能化硬度測試，以便對焊縫進行分析。

一、焊接、焊縫簡介

焊接是通過加熱加壓或兩者并用，使用或不用填充材料使工件達到原子結合的加工方法。

焊接常用下列途徑達成接合的目的：

1、熔焊，熔焊是指加熱欲接合之工件使之局部熔化形成熔池，熔池冷卻凝固后便接合，必要時可加入熔填物輔助，熔焊是適合各種金屬和合金的焊接加工，不需壓力；

2、壓焊，壓焊的焊接過程必須對焊件施加壓力，屬于各種金屬材料和部分金屬材料的加工；

3、釬焊，是指低于焊件熔點的釬料和焊件同時加熱到釬料熔化溫度后，利用液態釬料填充固態工件的縫隙使金屬連接的焊接方法。

焊縫：利用焊接熱源的高溫，將焊條/焊絲和接縫處的金屬熔化冷卻后所形成的結合部分，即填充金屬與熔化的母材凝固后形成的區域，稱為焊縫。

焊接接頭的組成:焊縫區與熱影響區。即：

焊縫區:是由熔池內的液態金屬凝固而成的。

熱影響區:材料因受熱的影響而發生金相組織和力學性能變化的區域，稱為熱影響區。它包括:熔合區、過熱區、正火區、部分相變區。

焊接主要的加工材料是金屬或其他熱塑性材料，應用于冶金、石化、機械、能源、儀表、汽車、航空航天等各個工業部門。

二、維氏硬度測試方法

維氏硬度測試在1924年由Smith和Sandland在Vickers有限公司共同開發，該測試方法可以作為除布氏硬度測試外的另一個測試材料硬度的方法。維氏硬度測試較其他的硬度測試更為簡易，它所要求的計算不受壓頭大小的限制，壓頭可以不考慮硬度值而應用于所有的測試材料。

對于所有硬度測試的方法，其基本原則是為了觀察未知材料抵抗塑性形變的能力。維氏測試適用于所有的金屬材料。在硬度測試中硬度值的單位是維氏硬度(HV)或金剛石棱錐硬度 (DPH)。

壓頭應具有特定幾何形狀，使得壓出的壓痕不論尺寸大小都與其保持幾何相似；且該壓痕有便于測量的界限清楚的邊界點；另外，壓頭必須有很高的強度以抵抗自身形變。正四棱錐形的金剛石壓頭可以滿足以上這些 要求。

三、ISO-9501 | GB/T 2654 規定


    焊接接頭硬度試驗方法范圍本標準規定了焊接接頭的硬度試驗方法。本標準適用于金屬材料的電弧焊接頭，其他接頭種類(如壓焊接頭和堆焊金屬)的硬度測試亦可參照本標準實行。 焊接接頭硬度試驗方法試樣的制備試樣的制備應按GB/T43401或GB/T2311要求進行試件橫截面應通過機械切割獲取，通常垂直于焊接接頭。
    試樣表面的制備過程應正確進行以保證硬度測量沒有受到冶金因素的影響。被檢測表面制備完成后*好進行適當的腐蝕，以便準確確定焊接接頭不同區域的硬度測量位置。 焊接接頭硬度試驗方法標線測定測點的數量和間距應足以確定由于焊接導致的硬化或軟化區域。在熱影響區相鄰測點中心的推薦距離見下表：在母材上檢測時應有足夠的檢測點以保證檢測的準確。
    在焊縫金屬上檢測時，測點間距離的選擇應確保對其做出準確評定。熱影響區中由于焊接引起硬化的區域應增加兩個測點，測點中心與熔合線之間的距離小于或等于0.5mm。單點測定為了防止由測點壓痕變形引起的影響，在任何測點中心間的*小距離不得小于*近測點壓痕的對角線或直徑的平均值的25倍。熱影響區中由于焊接引起硬化的區域，至少有一個測點，測點中心與熔合線之間的距離小于或等于0.5 mm.


 

焊接樣品的測試和分析

硬度序列點的模塊整合測試方式讓“焊接”的序列測試更簡單，同時也符合標準(比如EN ISO 9015 & EN ISO 22826)。預設的硬度點軌跡可以通過簡單的交互功能，從而適應每個相應的樣品。如果需要，可以提供焊縫的同步金相分析。



 

齒面的硬度測試

通過預先定義的測試模板，可以程度地減少耗時的測試點設定（尤其是在齒面測試時）。HV30-HV1之間的整個測試過程可以由設備自動完成。