ちょっと、そこ！ビッカース試験機のサプライヤーとして、私はこれらの試験機で何ができるのか、何ができないのかについて多くの質問を受けることがよくあります。非常に頻繁に寄せられる質問の 1 つは、「ビッカース試験機で溶接継手の硬さをテストできますか?」というものです。さて、早速本題に入り、これを分解してみましょう。
まずはビッカース試験機について少しお話しましょう。かなり気の利いた装備ですね。あまり詳しくない場合は、ビッカース試験機四角錐をベースにした圧子を試験対象の材料の表面に押し込むことによって機能します。次に、圧子によって残されたくぼみのサイズが測定され、その測定値に基づいて材料の硬度が計算されます。これは、材料の硬度を決定するために確立され、広く使用されている方法です。
さて、溶接継手はまったく別の競技となります。 2 つの金属片を溶接すると、基本的に、卑金属とは異なる特性を持つ新しい材料領域が作成されます。溶接プロセスからの熱により、金属の微細構造に変化が生じます。 2 つの金属が溶けて混ざり合う溶融ゾーン、加熱されたものの溶けていない熱影響ゾーン (HAZ)、そしてベース金属自体があります。これらの各領域は、使用される溶接プロセスの種類、溶接パラメータ、接合される金属の種類などの要因に応じて、異なる硬度レベルを持つ可能性があります。
それでは、ビッカース試験機は溶接継手の硬さをテストできるのでしょうか?簡単に言うと「はい」です。それにはいくつかの正当な理由があります。
溶接継手にビッカース試験機を使用する大きな利点の 1 つは、その多用途性です。幅広い硬度値に対応できます。これは溶接領域を処理する場合に重要です。前述したように、溶接継手の異なる部分の硬度レベルは異なる場合があります。溶融ゾーンは母材金属よりも硬い場合もあれば柔らかい場合もあり、HAZ の硬さも異なる場合があります。ビッカース試験機は、異なる試験力を使用するように調整できるため、これらの違いを正確に測定できます。たとえば、溶接継手の非常に薄い部分や繊細な部分を試験する場合は、より低い試験力を使用できます。一方、厚い領域や硬い領域をテストする場合は、力を強めることができます。
溶接継手のビッカース試験のもう 1 つの優れた点は、精度が高いことです。ビッカース圧子によって残された四角形のくぼみにより、非常に正確な測定が可能になります。これは、溶接継手の特性を理解しようとする場合に非常に重要です。硬度の小さな違いでも、不適切な溶接、欠陥の存在、材料の微細構造の変化などの潜在的な問題を示す可能性があります。正確な硬度測定を行うことで、これらの問題を早期に特定し、是正措置を講じることができます。
溶接継手の試験に適したさまざまなタイプのビッカース試験機についても説明しましょう。小さいまたは繊細な溶接部品を扱う場合は、マイクロビッカース硬度計素晴らしい選択かもしれません。これらの試験機は非常に低い試験力を使用するため、過度の損傷を引き起こすことなく、薄肉または小規模の溶接領域に圧痕を付けるのに最適です。また、HAZ や溶融ゾーンなど、溶接継手のさまざまな領域にわたる詳細な硬度プロファイルを取得するのにも最適です。
一方、より大きな、またはより厚い溶接部品を扱う場合は、通常のビッカース試験機で十分です。予算が限られている場合には、激安低荷重ビッカース硬さ試験機パフォーマンスをあまり犠牲にすることなく、コスト効率の高いソリューションを提供します。
ただし、太陽と虹だけがすべてではありません。ビッカース試験機を使用して溶接継手を試験する場合、いくつかの課題があります。主な問題の 1 つはサンプルの準備です。溶接継手の表面には凹凸があり、溶接ビード、スパッタ、その他の凹凸があると正確なくぼみを得ることが困難になることがあります。平らで滑らかな試験面を確保するには、溶接継手の表面を研削、研磨、場合によってはエッチングして慎重に準備する必要があります。
もう 1 つの課題は、結果の解釈です。先ほど述べたように、溶接継手には、潜在的に異なる硬度値を持つさまざまなゾーンがあります。溶接の品質を適切に評価するには、各ゾーンの通常の硬さの範囲を知る必要があります。たとえば、HAZ の硬度が非常に高い場合は、亀裂や疲労寿命の低下につながる脆性相の形成を示している可能性があります。
要約すると、ビッカース試験機は溶接継手の硬さを確実に試験でき、多用途性と精度の点で大いに役立ちます。ただし、課題を認識し、正確な結果を確保するために必要な手順を実行する必要があります。
溶接継手の試験やその他の材料の硬さ試験のニーズに対応するビッカース試験機をご希望の場合は、要件についてお気軽にお問い合わせください。小規模の作業場でも大規模な産業施設でも、予算とテストのニーズに合った適切な機械を見つけるお手伝いをいたします。
参考文献
- ASTM E92 - 17、金属材料のビッカース硬度およびヌープ硬度の標準試験方法。
- ウォーレン、J.、マクマホン、CJ (2004)。金属の硬度試験: 100 年にわたる標準化の振り返り。米国国立標準技術研究所の研究ジャーナル、109(6)、613 - 624。