焊接中焊件結(jié)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(qū)域受到不同程度的熱處理，材料會(huì)有軟化和硬化，引起相應(yīng)的組織、應(yīng)力、顯微組織和性能變化，從而直接影響焊接質(zhì)量。尤其是當(dāng)焊縫中存在脆硬相(如孿晶馬氏體)時(shí)，容易發(fā)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(jù)。

本文主要介紹用維氏硬度來評(píng)價(jià)焊縫硬度，以及如何使進(jìn)行快速、有效智能化硬度測(cè)試，以便對(duì)焊縫進(jìn)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(dá)到原子結(jié)合的加工方法。

焊接常用下列途徑達(dá)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(shí)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(duì)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(diǎn)的釬料和焊件同時(shí)加熱到釬料熔化溫度后，利用液態(tài)釬料填充固態(tài)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(jié)合部分，即填充金屬與熔化的母材凝固后形成的區(qū)域，稱為焊縫。

焊接接頭的組成:焊縫區(qū)與熱影響區(qū)。即：

焊縫區(qū):是由熔池內(nèi)的液態(tài)金屬凝固而成的。

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

焊接主要的加工材料是金屬或其他熱塑性材料，應(yīng)用于冶金、石化、機(jī)械、能源、儀表、汽車、航空航天等各個(gè)工業(yè)部門。

二、維氏硬度測(cè)試方法

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

對(duì)于所有硬度測(cè)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(cè)試適用于所有的金屬材料。在硬度測(cè)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(yīng)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(cè)量的界限清楚的邊界點(diǎn)；另外，壓頭必須有很高的強(qiáng)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(guī)定

    焊接接頭硬度試驗(yàn)方法范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了焊接接頭的硬度試驗(yàn)方法。本標(biāo)準(zhǔn)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(cè)試亦可參照本標(biāo)準(zhǔn)實(shí)行。 焊接接頭硬度試驗(yàn)方法試樣的制備試樣的制備應(yīng)按GB/T43401或GB/T2311要求進(jìn)行試件橫截面應(yīng)通過機(jī)械切割獲取，通常垂直于焊接接頭。
    試樣表面的制備過程應(yīng)正確進(jìn)行以保證硬度測(cè)量沒有受到冶金因素的影響。被檢測(cè)表面制備完成后最好進(jìn)行適當(dāng)?shù)母g，以便準(zhǔn)確確定焊接接頭不同區(qū)域的硬度測(cè)量位置。 焊接接頭硬度試驗(yàn)方法標(biāo)線測(cè)定測(cè)點(diǎn)的數(shù)量和間距應(yīng)足以確定由于焊接導(dǎo)致的硬化或軟化區(qū)域。在熱影響區(qū)相鄰測(cè)點(diǎn)中心的推薦距離見下表：在母材上檢測(cè)時(shí)應(yīng)有足夠的檢測(cè)點(diǎn)以保證檢測(cè)的準(zhǔn)確。
    在焊縫金屬上檢測(cè)時(shí)，測(cè)點(diǎn)間距離的選擇應(yīng)確保對(duì)其做出準(zhǔn)確評(píng)定。熱影響區(qū)中由于焊接引起硬化的區(qū)域應(yīng)增加兩個(gè)測(cè)點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)中心與熔合線之間的距離小于或等于0.5mm。單點(diǎn)測(cè)定為了防止由測(cè)點(diǎn)壓痕變形引起的影響，在任何測(cè)點(diǎn)中心間的最小距離不得小于最近測(cè)點(diǎn)壓痕的對(duì)角線或直徑的平均值的25倍。熱影響區(qū)中由于焊接引起硬化的區(qū)域，至少有一個(gè)測(cè)點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)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(cè)試和分析

硬度序列點(diǎn)的模塊整合測(cè)試方式讓“焊接"的序列測(cè)試更簡單，同時(shí)也符合標(biāo)準(zhǔn)(比如EN ISO 9015 & EN ISO 22826)。預(yù)設(shè)的硬度點(diǎn)軌跡可以通過簡單的交互功能，從而適應(yīng)每個(gè)相應(yīng)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(cè)試

通過預(yù)先定義的測(cè)試模板，可以程度地減少耗時(shí)的測(cè)試點(diǎn)設(shè)定（尤其是在齒面測(cè)試時(shí)）。HV30-HV1之間的整個(gè)測(cè)試過程可以由設(shè)備自動(dòng)完成。

齒面的硬度測(cè)試

通過預(yù)先定義的測(cè)試模板，可以程度地減少耗時(shí)的測(cè)試點(diǎn)設(shè)定（尤其是在齒面測(cè)試時(shí)）。HV30-HV1之間的整個(gè)測(cè)試過程可以由設(shè)備自動(dòng)完成。