🔩 Twardość złączy spawanych łukowo — rzędy i pojedyncze odciski Vickersa na przekroju poprzecznym

Materiały i NDT PN-EN ISO 9015-1

Przegląd

Norma określa badanie twardości na przekrojach poprzecznych złączy spawanych łukowo w materiałach metalowych. Obejmuje pomiary twardości sposobem Vickersa według ISO 6507-1, zwykle przy siłach obciążających 49,03 N lub 98,07 N (HV 5 lub HV 10). Zasady można stosować odpowiednio do pomiaru twardości sposobem Brinella (z siłami HB 2,5/15,625 lub HB 1/2,5) według ISO 6506-1 oraz do mikrotwardości według ISO 6507-1 i ISO 9015-2.

Rodzaj i zakres badania określa właściwa norma wyrobu albo uzgodnienie stron; badanie prowadzi się, o ile nie ustalono inaczej, w temperaturze otoczenia (23 ± 5) °C. Pomiary wykonuje się jako rzędy odcisków (oznaczenie R) lub jako pojedyncze odciski (oznaczenie E) — rzędy pozwalają ocenić rozkład twardości w poprzek złącza. Celem badania jest uchwycenie najwyższego i najniższego poziomu twardości zarówno materiału rodzimego, jak i pozostałych stref złącza.

Badanie twardości należy do standardowego zestawu badań niszczących złączy próbnych wykonywanych przy zatwierdzaniu technologii spawania: w prezentacji Politechniki Lubelskiej dla złącza doczołowego przewidziano m.in. 2 próbki do rozciągania poprzecznego, 4 próbki do zginania poprzecznego, 2 zestawy do udarności, badanie makroskopowe i wymagane badanie twardości.

Zasada metody

Z badanego złącza wycina się mechanicznie przekrój, zwykle poprzeczny do osi spoiny. Cięcie i dalsze przygotowanie powierzchni prowadzi się ostrożnie, aby nie zmienić metalurgicznie twardości badanej powierzchni. Powierzchnię przygotowuje się i najlepiej trawi, aby możliwy był dokładny pomiar odcisków w poszczególnych strefach złącza: materiale rodzimym, strefie wpływu ciepła i spoinie. Pomiar twardości wykonuje się według ISO 6507-1 (Vickers) lub ISO 6506-1 (Brinell), a odciski rozmieszcza się w rzędach (R) w określonej odległości od powierzchni lub linii wtopienia albo jako pojedyncze odciski (E). Symbole opisujące położenie: L — odległość między środkami odcisków w strefie wpływu ciepła, H — odległość rzędów odcisków od powierzchni odniesienia lub linii wtopienia, t — grubość próbki.

Zastosowania

• Zatwierdzanie technologii spawania (WPQR) — badanie złączy próbnych
• Kontrola twardości strefy wpływu ciepła w stalach o podwyższonej wytrzymałości i stalach ulepszanych cieplnie
• Ocena skutków obróbki cieplnej po spawaniu
• Badania odbiorcze konstrukcji spawanych i rurociągów
• Analiza przyczyn pęknięć i uszkodzeń złączy spawanych

Kluczowe parametry

Norma

Numer normy

PN-EN ISO 9015-1:2011

Tytuł (PL)

Badania niszczące złączy spawanych metali — Badanie twardości — Część 1: Badanie twardości złączy spawanych łukowo

Title (EN)

Destructive tests on welds in metallic materials — Hardness testing — Part 1: Hardness test on arc welded joints

Procedura krok po kroku

1. Ustalenie zakresu badania

   Rodzaj i zakres badania przyjąć zgodnie z normą wyrobu albo uzgodnieniem stron; zaplanować, czy badanie będzie prowadzone jako rzędy odcisków (R), czy pojedyncze odciski (E).

2. Wycięcie przekroju

   Wyciąć przekrój próbki mechanicznie, zwykle poprzecznie do złącza spawanego, unikając nagrzania i zgniotu.

3. Przygotowanie powierzchni

   Przygotować powierzchnię zgodnie z ISO 6507-1 lub ISO 6506-1 — szlifowanie i polerowanie prowadzić tak, by nie zmienić metalurgicznie twardości badanej powierzchni.

4. Trawienie

   Powierzchnię najlepiej wytrawić, aby uzyskać dokładny pomiar odcisków w różnych strefach złącza (materiał rodzimy, SWC, spoina).

5. Rozmieszczenie odcisków

   Wykonać odciski w rzędach zgodnie z przykładami z rysunków 1–7 normy, wraz z określoną odległością od powierzchni, tak aby rzędy lub ich części pozwalały ocenić złącze. Na życzenie stron można wykonać dodatkowe rzędy lub inne położenia — położenie podać w sprawozdaniu.

6. Pomiar

   Wykonać pomiary twardości wg ISO 6507-1 (lub ISO 6506-1) w temperaturze (23 ± 5) °C, o ile nie ustalono inaczej.

   🌡 Temperatura: (23 ± 5) °C

7. Przypadki szczególne

   W metalach takich jak aluminium, miedź i ich stopy rzędy po stronie grani złączy doczołowych mogą być zbędne; dla złączy teowych w tych materiałach stosuje się typowe rzędy podane na rysunku 2 normy.

8. Sprawozdanie

   Podać wyniki twardości z lokalizacją odcisków; przykłady sprawozdań dla badania rzędami (R) i pojedynczymi odciskami (E) zawierają załączniki A i B normy.

Wymagany sprzęt i aparatura

Odczynniki, podłoża i materiały eksploatacyjne

Bezpieczeństwo i higiena pracy (BHP)

• Cięcie i szlifowanie zgładów — okulary ochronne, osłony tarcz, chłodzenie cieczą
• Odczynniki trawiące (kwasy, alkohole) — wyciąg, rękawice, okulary; roztwory przygotowywać zgodnie z kartą charakterystyki
• Twardościomierz pod obciążeniem — nie ingerować w obszar wgłębnika podczas pomiaru
• Ostre krawędzie wyciętych przekrojów — stępić lub chwytać w rękawicach

Najczęstsze pytania