يعتمد جهاز اختبار صلابة فيكرز على أداة ثقب ماسية تُضغط على سطح العينة تحت قوة اختبار محددة. بعد فترة زمنية محددة، تُخفف قوة الاختبار، ويُقاس طول الثقب القطري، ثم تُحسب قيمة صلابة فيكرز (HV) وفقًا للصيغة.
تأثير الضغط على الرأس للأسفل
- تطبيق قوة الاختبار: تعتبر عملية الضغط على الرأس خطوة أساسية لنقل قوة الاختبار المحددة (مثل 1 كجم، 10 كجم، إلخ) إلى سطح المادة المختبرة من خلال المثقب.
- تشكيل المسافة البادئة: يعمل الضغط على جعل المثقب يترك مسافة بادئة ماسية واضحة على سطح المادة، ويتم حساب الصلابة عن طريق قياس الطول القطري للمسافة البادئة.
تُستخدم هذه العملية على نطاق واسع في اختبار صلابة المواد المعدنية والصفائح الرقيقة والطلاءات وما إلى ذلك، لأنها تتمتع بنطاق قوة اختبار واسع ومسافة بادئة صغيرة، وهي مناسبة للقياس الدقيق.
كتصميم هيكلي شائع لجهاز اختبار صلابة فيكرز (يختلف عن نوع ارتفاع طاولة العمل)، فإن مزايا "الضغط على الرأس لأسفل" هي عقلانية منطق التشغيل والهيكل الميكانيكي، والتفاصيل على النحو التالي،
1. تشغيل أكثر ملاءمة، يتوافق مع عادات الإنسان والآلة
بفضل تصميم الضغط الرأسي، يمكن للمشغل وضع العينة مباشرةً على طاولة العمل الثابتة، وإتمام عملية تلامس وتحميل المثقب برأسه لأسفل، دون الحاجة إلى تعديل ارتفاع طاولة العمل بشكل متكرر. يُعدّ هذا التصميم التشغيلي "من أعلى إلى أسفل" أكثر ملاءمةً لعادات التشغيل التقليدية، وهو مناسبٌ بشكلٍ خاص للمبتدئين، إذ يُقلّل من الخطوات المُرهقة لوضع العينة ومحاذاتها، ويُقلّل من أخطاء التشغيل البشرية.
2. استقرار تحميل أقوى ودقة قياس أعلى
عادةً ما يعتمد هيكل ضغط الرأس على آلية تحميل أكثر صلابة (مثل قضبان البراغي الدقيقة وقضبان التوجيه). عند تطبيق قوة الاختبار، يُسهّل التحكم في عمودية وسرعة تحميل المثقب، مما يُقلل الاهتزاز الميكانيكي أو الانحراف بشكل فعال. بالنسبة للمواد الدقيقة، مثل الصفائح الرقيقة والطلاءات والأجزاء الصغيرة، يُجنّب هذا الثبات تشوه الانبعاج الناتج عن التحميل غير المستقر، ويُحسّن دقة القياس بشكل كبير.
3. قدرة أكبر على التكيف مع العينات
بالنسبة للعينات ذات الحجم الأكبر أو الشكل غير المنتظم أو الوزن الثقيل، لا يتطلب تصميم الرأس المتجه لأسفل منضدة العمل تحمل حمولة زائدة أو قيود ارتفاع (يمكن تثبيت منضدة العمل)، ويكفي ضمان إمكانية وضع العينة عليها، مما يجعلها أكثر تحملاً للعينة. قد يكون تصميم منضدة العمل المرتفعة محدودًا بحملها وشوط رفعها، مما يصعب التكيف مع العينات الكبيرة أو الثقيلة.
4. تحسين إمكانية تكرار القياس
بفضل طريقة التحميل المستقرة وسهولة التشغيل، يُمكن تقليل الأخطاء الناتجة عن اختلافات التشغيل البشري (مثل انحراف المحاذاة عند رفع طاولة العمل). عند قياس العينة نفسها عدة مرات، تكون حالة التلامس بين المثقب والعينة أكثر اتساقًا، وتتحسن إمكانية تكرار البيانات، وتزداد موثوقية النتائج.
في الختام، يتمتع جهاز اختبار صلابة فيكرز ذو الرأس المتجه لأسفل بمزيد من المزايا في الراحة والاستقرار والقدرة على التكيف من خلال تحسين منطق التشغيل والبنية الميكانيكية، وهو مناسب بشكل خاص لاختبار المواد الدقيقة أو اختبار العينات متعددة الأنواع أو سيناريوهات الاختبار عالية التردد.
وقت النشر: ١٦ يوليو ٢٠٢٥
