Hardheden meten “in het veld”

13-09-2017


Iedereen binnen de lastechniek weet dat hardheid een belangrijke graadmeter is binnen de mechanische eigenschappen van koolstofstaal. Zo worden er maximalen gesteld na lassen maar ook binnen de leveringscondities worden er eisen gesteld.


Nu wil het wel voorkomen dat hardheden niet bekend zijn, basismaterialen niet gekend of dat er onderzoek na lassen gedaan dient te worden. Met een eenvoudige Leeb-hardheidsmeter op basis van het Re-bound principe (figuur 1+2) kan Elektrolas in het veld macro hardheden meten.

De uitkomst van deze metingen zegt veel over de toestand en eigenschappen van het gemeten materiaal. Zo is er een relatie tussen hardheid Vickers en treksterkte in Koolstofstaal. Als je de hardheid (HV) met factor 3,3 vermenigvuldigd krijg je een indicatie treksterkte als resultaat. (figuur 3) Natuurlijk is het van belang meer te weten over de toestand van het materiaal zoals, is er gelast in het gemeten gebied en is het gemeten werkstuk gewalst of anders koud vervormd. Daarnaast dient het te meten werkstuk een bepaalde massa te hebben om een juiste meting te garanderen.

Hardheden meten in het veld is eenvoudig in de uitvoering maar de benadering van de resultaten benodigd enige ervaring en kennis van materialen en hun behandeling. Metingen kunnen gebruikt worden ter verificatie van certificaten en geven een indicatie van lasbaarheid.

       
Figuur 1 en 2: Principe van de Rebound hardheid meting


Figuur 3: Relatie hardheid tot treksterkte
 

Case 1:
Een van onze klanten heeft opdracht een set van 4 stalen spudpalen in te korten en koppelbaar te maken door middel van een bout verbinding. Er dienen diverse platen en verstijvers aan de paalkoppen te worden gelast. De palen worden aangeleverd door de opdrachtgever welke niet beschikt over enige informatie aangaande basismateriaal van de palen. Met materiaal diktes tussen 40 en 80mm is de juiste voorwarm temperatuur wel van belang en daarmee ook het type basismateriaal.


Figuur 4: Voorbeeld spudpaal

Gezien hoge sterkte staal zijn intrede heeft gedaan enkele jaren geleden in de reguliere staalmarkt is het van belang de juiste voorwarm temperatuur te kennen om koudscheuren te voorkomen. Het is dus van belang te weten in welke categorie het basismateriaal ingeschaald kan worden en zo een bepaald risico in te schatten aangaande lasproces en temperatuur huishouding.

Gekozen is om als vooronderzoek hardheden te meten, aan de hand van de hoogte van de metingen vervolg onderzoek te laten doen door een laboratorium. De hardheden lagen tussen 160 – 190 HV. wat betekend dat de treksterkte tussen 320 en 400 N/mm2 ligt. Met deze wetenschap kan het materiaal als laag risico op hardheden na lassen en daardoor koudscheuren worden beschouwd. Conclusie is dat de palen met laag risico en gepaste warmte huishouding aangepast kunnen worden.

Case 2:
Een van onze klanten, actief in speciaal hijstechniek, heeft balken ingekocht welke niet allemaal voorzien zijn van het batch kenmerk. Meegeleverd certificaat geeft betrouwbare waarden aan maar gezien niet alle balken gemerkt zijn wil het bedrijf een eerste verificatie van de hardheden zoals gegeven op het certificaat. Als de gemeten waarde in het veld in lijn liggen met de gegeven waarde is vervolg onderzoek in het lab overbodig en kunnen de balken zonder veel extra kosten ingezet worden.


Voor meer informatie kunt je terecht bij:

Jos Jacobs IWT
Las- en materiaaldeskundige bij Elektrolas
Tel. 0613992775 – jos@elektrolas.com