In der Massiv- und Leichtbauumformung ebenso wie in der Fügetechnik hängen Bauteilperformance und Lebensdauer in hohem Maß von lokalen mechanischen Eigenschaften ab. Härteverläufe entlang umgeformter Bereiche oder quer über eine Schweißnaht liefern zentrale Informationen über Gefügeentwicklung, Kaltverfestigung oder lokale thermische Einflüsse. Gerade in diesen Zonen treten Härtegradienten oft auf engstem Raum auf, was die Prüfung zu einer anspruchsvollen Aufgabe macht. Konventionelle Prüfmethoden geraten hier an Grenzen – sowohl hinsichtlich der reproduzierbaren Positionierung einzelner Eindrücke als auch bei der optischen Bewertung kleinster Eindruckgeometrien.

Ein Ansatz, der diese Grenzen systematisch überwindet, findet sich im Kleinlasthärteprüfer HP30 S von Hegewald & Peschke. Das Gerät unterstützt Anwender dort, wo höchste Präzision notwendig ist, und bildet komplexe Härteverläufe in Umformzonen oder Wärmeeinflussbereichen von Schweißnähten automatisiert und reproduzierbar ab.

Herausforderungen bei Härteverläufen

Gerade in Kaltumformprozessen entstehen durch lokale plastische Dehnung Härteprofile, die nur wenige Zehntelmillimeter breit sein können. Um solche Zonen präzise zu charakterisieren, müssen Eindrücke entlang einer exakt definierten Linie gesetzt werden – beispielsweise quer über einen Ziehrand oder entlang einer Biegekante. Kleinste Positionsabweichungen können den erfassten Härteverlauf deutlich verfälschen, sodass herkömmliche, von manueller Ausrichtung abhängige Prüfverfahren schnell an Genauigkeit verlieren.

Ähnlich gelagert ist die Situation bei Schweißverbindungen, die typischerweise aus dem Schweißgut, der Wärmeeinflusszone und dem Grundwerkstoff bestehen. Jede dieser Zonen weist spezifische Härteeigenschaften auf, deren Verlauf für die Bewertung der Verbindungsqualität entscheidend ist. Da die Wärmeeinflusszone oft sehr schmal ist und teils nur wenige Millimeter umfasst, reicht eine rein manuelle Prüfung häufig nicht aus, um reproduzierbare Ergebnisse zu gewährleisten.

Präzise Navigation und Kontrolle

Der technische Vorteil des HP30 S zeigt sich vor allem im Zusammenspiel von

• dem motorischen X-Y-Kreuztisch mit sehr hoher Positioniergenauigkeit,

• der automatischen Eindringkörperpositionierung und

• dem integrierten optischen Messsystem.

Der Kreuztisch erlaubt die genaue Anfahrt definierter Koordinaten und damit die saubere Abbildung kompletter Prüfstrecken, wie sie etwa für Härteprofile über Schweißnähte oder entlang stark verformter Bauteilsegmente erforderlich sind.

Sobald die Position definiert ist, fährt der Eindringkörper automatisch an die Messstelle und setzt den Härteeindruck unter exakt kontrollierter Prüfkraft (Kraftaufbringung im geschlossenen Regelkreis). Der Prüfablauf selbst ist so organisiert, dass zunächst alle Eindrücke einer Messreihe vollständig gesetzt werden, bevor anschließend das Mikroskop jeden einzelnen Eindruck automatisch anfährt und optisch auswertet. Dieses sequenzielle Vorgehen vermeidet den sonst üblichen permanenten Wechsel zwischen Eindringkörper und Objektiv und führt zu einer deutlichen Zeitersparnis. Während das System den aktuellen Eindruck auswertet, wird bereits das nächste Bild aufgenommen und vorbereitet, sodass der gesamte Prozess nahezu ohne Stillstandszeiten abläuft. Dadurch entsteht ein kontinuierlicher, effizienter Prüf-Workflow, der sowohl die Gesamtprüfzeit reduziert als auch die Reproduzierbarkeit der Messergebnisse verbessert; insbesondere bei Messreihen mit vielen Punkten.

Die Kombination aus verlustfreiem optischem Zoom mit zehn Vergrößerungsstufen, automatischer Fokussierung und angepasster Lichtregelung sorgt dafür, dass auch kleinste Eindrücke zuverlässig erkannt und vermessen werden. Da alle Schritte mit nur einem Objektiv erfolgen, entfällt der Wechsel optischer Komponenten und damit eine weitere potenzielle Fehlerquelle. Die gleichbleibende Qualität der Bildanalyse erhöht die Vergleichbarkeit der Ergebnisse über verschiedene Proben und Prüfkampagnen hinweg.

Stichwort Härteprüfung

Härteverläufe geben Aufschluss über den Einfluss von Umformprozessen auf die Mikrostruktur, über die Stabilität von Schweißparametern oder über die Wirksamkeit vorgeschalteter Wärmebehandlungen. Die automatisierte Kleinlasthärteprüfung ermöglicht es, diese Informationen schneller und präziser zu generieren. Besonders bei der Untersuchung von Rückfederungsverhalten, lokaler Rissinitiierung oder der Bewertung der Prozessstabilität in Schweißnähten entsteht hierdurch ein deutlicher Mehrwert.

Die Möglichkeit, größere Messreihen ohne Unterbrechung und ohne manuelle Eingriffe durchzuführen, beschleunigt nicht nur Entwicklungs- und QS-Prozesse, sondern verbessert auch die statistische Aussagekraft der gewonnenen Daten. Dies ist in der modernen Umformtechnik und im Schweißbau essenziell, da viele Bauteile heute deutlich höhere Anforderungen an Gewichtsreduktion und Belastbarkeit erfüllen müssen.

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