焊缝接头组织的金相观察与分析
焊缝组织分析与质量控制
过热粗晶区魏氏组织
低碳钢中的魏氏组织
3、细晶区
此区加热温度在A~1100°之 间。在加热过程中，铁素体和 珠光体全部转变为奥氏体，即 产生金属的重结晶现象。由于 加热温度稍高于A ，奥氏体晶 粒尚未长大，冷却后将获得均 匀而细小的铁素体和珠光体， 相当于热处理时的正火组织， 故又称为正火区或相变重结晶 区。该区的组织比退火 (或轧制) 状态的母材组织细小，如图所 示。
纯钛加热快冷β→α’,钛马氏体。
3、有同素异构转变的多相合金
钢材（Fe-C合金) 过热区（1100--1490℃），易产生魏氏组织 重结晶区（900--1100℃）加热与冷却两次重
结晶，内部晶格发生变化。低碳钢相当于正火 组织
不完全重结晶区（750--900℃）粗晶与细 晶的混合组织
再结晶区 （晶粒外形变化）冷变形钢—晶粒细 化
1、焊接熔池体积小，冷却速度快（平均100℃/s，是铸造 104).
2、熔池液态金属高度过热，温度梯度大，熔池中心与边 缘的金属液态梯度比铸造高103– 104倍。
3、熔池在运动状态下结晶，结晶前沿随热源同步移动， 结晶主轴逆散热方向并向热源中心生长，到焊缝中心区停 止生长。此区是杂质易聚集区。
（一）焊接熔池的凝固
• 焊接熔池凝固的过程是从液相转变成固相的焊 接一次结晶过程。
• 此过程中易产生缺陷：气孔、裂纹、夹杂、宏 观偏析、粗大柱状晶等。
• 导致塑性降低、强度降低，断裂事故发生。
等轴晶
柱状晶
焊缝组织宏观分析
焊 接 区 域 低 倍 下 形 貌
20钢
（二）焊接熔池凝固与铸造凝固区别
元素较多时，熔合区
树
的结晶形态往往是胞
枝 晶
状树枝晶(或树枝晶)，
焊接接头金相分析实验指导书
实验指导书《材料连接原理》实验一焊接接头金相分析一、实验目的：1、观察硝酸银的枝晶形态；2、观察焊接接头的宏观组织及焊接缺陷；3、观察典型焊接接头的纤维组织的分布及其特征，了解焊接接头的焊缝区、熔合线、热影响区及母材等各种典型结晶形态；二、实验概述：手工电弧焊的焊接过程如图2-1所示。
当电弧在焊条与焊件之间引燃后，电弧热使焊件（与电弧接触部分）及焊条末端融化，熔化的焊件和焊条（以熔滴形式下落）形成共同的金属熔池。
焊条外面的药皮受热熔化并发生分解反应，产生液态熔渣和大量气体。
液态熔渣包围着熔滴，当其进入金属熔池后，因其比重小而浮在熔池表面。
所产生的气体则包围在电弧和熔池周围。
图2-1手工电弧焊过程示意图1、焊条芯2、焊条药皮3、液态熔渣4、固态渣壳5、气体6、金属熔滴7、熔池8、焊缝9、工件焊条因不断熔化下滴而应连续向下送进，以保持一定的电弧长度。
同时，焊条还应沿焊接方向前进。
当电弧离开熔池后，被熔渣覆盖的熔化金属就缓慢冷却凝固成焊缝金属，液态熔渣也凝固成固态熔壳。
在电弧移达的下方，又形成新的熔池及其上的液态熔渣，以后又凝固成新的焊缝金属和渣壳。
上述过程继续进行下去，只至整个焊缝被焊完为止。
从而形成一条连续的焊缝金属。
在焊接过程中，由于焊接接头各部分经受了不同的热循环，因而所得组织各异。
组织的不同，导致机械性能的变化。
对焊接接头进行金相组织分析，是对接头机械性能鉴定的不可缺少的环节。
焊接接头的金相分析包括宏观和显微分析两个方面。
宏观分析的主要内容为：观察与分析焊缝成型、焊缝金属结晶方向和宏观缺陷等。
显微分析的主要内容为：借助于放大100倍以上的光学金相显微镜或电子显微镜进行观察，分析焊缝的结晶形态，焊接热影响区金属的组织变化，焊接接头的微观缺陷等。
焊接接头由焊缝金属和焊接热影响区金属组成。
焊缝金属的结晶形态与焊接热影响区的组织变化不仅与焊接热循环有关，而且与所用的焊接材料和被焊材料有密切关系。
（一）焊缝凝固时的结晶形态熔化焊是通过加热使被焊金属的联接处达到熔化状态，焊缝金属凝固后实现金属的焊接。
焊接冶金实验报告45#钢与Q235焊接焊接接头组织性能分析金相硬1度
45#钢与Q235焊接焊接接头组织性能分析XXXX（XXXXX）（swjtu材料学院成型一班）摘要：焊缝组织性能和母材有所区别，选择45#钢与Q235焊接接头作为研究对象，进行手工焊后取样，通过研究硬度分布情况和焊缝、热影响区以及母材的金相组织的变化，分析所需要的结果。
关键词：硬度分布45#钢与Q235接头组织性能焊缝及热影响区的显微组织是评价焊接接头质量的重要指标之一。
焊接金相检验的目的，一方面是为了检验焊接接头的质量是否符合有关标准的规定；另一方面是通过对一些焊接接头的进行分析鉴别金相组织各区域的缺陷的分布、性质，从而判定缺陷产生的原因，45#钢与Q235焊接在定位构件等制造中有重要的应用。
一、实验材料和方法：1.1实验材料：焊接使用的材料为45#钢与Q235钢焊接接头试样1.2.1金相组织观察取焊接接头试样经240#、600#、800#、1000#、1200#、1500#水磨砂纸打磨后抛光，抛光至无划痕，用4%硝酸酒精试剂腐蚀，用光学显微镜对制备好金相试样进行组织观察与分析。
1.2.2显微硬度测试试样截取方位，数量及方法按《GB/T2649—81焊接接头机械性能试验取样方法》规定。
截取的样坯应包括焊接接头的所有区域。
试样表面必须与支撑面相互平行，表面粗糙度应符合相应硬度测试法《GB/T4340.1—2009金属材料维氏硬度试验》的规定。
本次试验采用的是HVA-10A型小负荷维氏硬度计和HVS-30型数显维氏硬度计。
本实验中硬度试样为45#钢与Q235焊接焊接接头，硬度点沿垂直于焊缝方向分布，硬度取样点可垂直于焊缝，每个0.5mm测1点，离焊缝较远后可距离大些（母材），2mm 测1点。
2试验结果2.1 金相试验结果45#与Q235焊接接头的金相组织见图1所示。
(a) (b) (c)(a)45#母材组织（b）45#热影响区组织（c）焊缝组织(d)Q235母材组织图1（a）中为为45#母材的金相组织，为大块区珠光体与块状多面体晶粒铁素体混合分布。
焊接接头质量评定方法
焊接接头质量评定方法焊接接头是常见的金属连接方式，广泛应用于各个行业和领域。
它的质量评定方法对于保证焊接接头的可靠性和安全性非常重要。
本文将探讨几种常见的焊接接头质量评定方法，帮助读者更好地了解焊接接头的质量控制。
1. 目测检查法目测检查法是最简单、最常用的焊接接头质量评定方法之一。
通过肉眼观察焊接接头的外观，判断焊缝的形状、均匀性、焊缝内无夹渣等情况。
如果焊缝呈现出均匀、连续、无气孔或夹渣的特征，可以初步判断接头质量良好。
然而，目测检查法不能准确评定焊缝内部缺陷，因此需配合其他评定方法使用。
2. 焊接试验法焊接试验法通过对焊接接头进行物理、力学或化学性能测试，来评定接头质量。
常见的焊接试验包括抗拉试验、弯曲试验、冲击试验等。
通过这些试验，可以获得焊接接头的材料强度、韧性和耐冲击性等参数。
这些参数的合格与否，可以直接反映出接头的质量。
3. 焊接缺陷检测法焊接缺陷检测法是评定焊接接头质量的重要手段之一。
常用的焊接缺陷检测方法包括X射线检测、超声波检测、磁粉检测等。
这些方法可以检测焊接接头内部的缺陷，如气孔、夹渣、裂纹等。
通过缺陷检测，可以及时发现和修复接头的问题，确保焊接接头的质量合格。
4. 金相检测法金相检测法是通过对焊接接头进行材料组织分析，来判断接头质量的一种方法。
通过金相显微镜观察焊接接头的金属组织结构，可以评估焊缝的晶格结构、晶粒尺寸、相组成等情况。
金相检测可以帮助检测焊接接头是否存在晶界腐蚀、晶界偏析等缺陷，并评估接头的强度和韧性。
5. 小试件法小试件法是通过焊接试样制备和检测工艺参数，来评估焊接接头质量的方法。
通过制备焊接试样，选择适当的焊接工艺参数，然后进行焊接试验和性能测试。
根据试样的试验结果，可以评定实际焊接接头的质量。
综上所述，焊接接头质量评定方法涵盖了目测检查法、焊接试验法、焊接缺陷检测法、金相检测法和小试件法等多种手段。
不同的评定方法在实际应用中相互补充，确保了焊接接头的质量控制和安全可靠。
钢筋焊接接头试验方法标准
钢筋焊接接头试验方法标准钢筋焊接接头试验方法标准是对钢筋焊接接头进行检测和评定的规范，其目的是为了确保钢筋焊接接头的质量和可靠性，保证其在工程施工中的安全可靠性。
本文将针对钢筋焊接接头试验方法标准进行详细介绍，以便于工程技术人员和相关人员能够准确理解和执行。
一、试验前准备。
在进行钢筋焊接接头试验之前，首先需要对试验设备进行检查和校准，确保设备的准确性和稳定性。
同时，需要对试验样品进行准备，包括钢筋焊接接头的制作和标识，以及试验样品的数量和位置布置等。
二、试验项目及方法。
1. 视觉检查，通过裸眼或辅助工具对钢筋焊接接头进行外观检查，包括焊缝形状、焊接质量、气孔、夹渣、裂纹等情况的检查。
2. 强度试验，采用拉伸试验或弯曲试验对钢筋焊接接头进行强度检测，评定其承载能力和稳定性。
3. 延性试验，通过冲击试验或冷弯试验对钢筋焊接接头的延性进行检测，评定其在外力作用下的变形和破坏情况。
4. 金相组织分析，对钢筋焊接接头进行金相组织分析，观察焊缝和母材的组织结构和相变情况，评定其组织性能和热影响区情况。
5. 耐蚀性试验，通过盐雾试验或化学腐蚀试验对钢筋焊接接头进行耐蚀性检测，评定其在腐蚀介质中的抗蚀性能。
三、试验结果评定。
根据试验项目和方法对钢筋焊接接头进行检测后，需要对试验结果进行评定和分析。
对于合格的接头，应当进行标识和记录，并可以进行进一步的工程应用；对于不合格的接头，应当进行原因分析和处理措施，并可以进行重新试验或修复处理。
四、试验报告。
完成钢筋焊接接头试验后，需要编制试验报告，对试验过程、试验结果、评定意见等进行详细记录和总结，以便于后续工程施工和验收使用。
结语。
钢筋焊接接头试验方法标准对于保障工程质量和安全具有重要意义，因此在进行试验时需严格按照标准要求进行操作，确保试验结果的准确性和可靠性。
同时，工程技术人员和相关人员应当不断学习和掌握最新的试验方法和技术，以便更好地应用于工程实践中。
焊缝接头组织的金相观察与分析
焊缝接头组织的金相观察分析一、实验目的1、认识焊缝区和热影响区各区段的组织特征。
2、了解焊缝金相检验方法和焊接接头的形成过程3、掌握焊接组织对性能的影响二、实验原理焊接是工业生产中用来连接金属材料的重要加工方法。
根据工艺特点不同，焊接方法又分为许多种，其中熔化焊应用得最广泛。
熔化焊的实质就是利用能量高度集中的热源，将被焊金属和填充材料快速熔化，热后冷却结晶而形成牢固接头。
由于熔化焊过程的这一特点，不仅焊缝区的金属组织与母材组织不一样，而且靠近焊缝区的母材组织也要发生变化。
这部分靠近焊缝且组织发生了变化的金属称为热影响区。
热影响区内，和焊缝距离不一样的金属由于在焊接过程中所达到的最高温度和冷却速度不一样，相当于经受了不同规范的热处理，因而最终组织也不一样。
根据组织和性能区别，焊接接头分为焊接区和焊接影响区。
焊缝区，是熔池泠凝后为铸态组织，在冷却过程中，液态金属自熔合区向焊缝的中心方向结晶形成的柱状晶组织，焊缝金属的性能一般不低于母材性能，但易产生裂纹。
以低碳钢为例，根据热影响区内各区段在焊接过程中所达到的最高温度范围，依次分为熔合区（固相线一液相线），过热区（1100℃——固相线）；完全正火区（AC3——1100℃）；不完全旺火区（AC1～AC3）。
对易淬火钢而言，还会出现淬火组织。
热影响区如图所示如图所示（1）熔合区即融合线附近焊缝金属到基体金属的过渡部分，温度处在固相线附近与液相线之间，金属处于局部熔化状肪，晶粒十分粗大，化学成分和组织极不均匀，冷却后的组织为过热组织，呈典型的魏氏组织。
这段区域很窄（0.1-1mm）,金相观察实际上很难明显的区分出来，但该区对于焊接接头的强度、塑性都有很大影响，往往熔合线附近是裂纹和脆断的发源地。
（2）过热区（粗晶粒区）加热温度范围Tks-Tm(Tks为开始晶粒急剧长大温度，Tm 为熔点)，当加热至1100℃以上至熔点，奥氏体晶粒急剧长大，尤其在1300℃以上，奥氏体晶粒急剧粗化，焊后空冷条件下呈粗大的魏氏组织，塑性、韧性降低，使接头处易出现裂纹。
焊接接头的组织
焊接接头的组织一、实验目的1.掌握焊接接头各区域典型的金相组织。
2.熟悉焊接接头各区域的性能变化。
二、实验设备及材料 1.金相显微镜。
2.焊接试样。
3.预磨机4.抛光机 三、实验原理熔化焊是局部加热的过程，焊缝及其附近的母材都经历一个加热和冷却的过程。
焊接热过程将引起焊接接头组织和性能的变化，从而影响焊接质量。
焊接接头组织由焊缝金属和热影响区两部分组成。
现以低碳钢为例，根据焊缝横截面的温度分布曲线，结合铁碳合金相图，对焊接接头各部分的组织和性能变化加以说明，见图13-1。
1．焊缝金属焊缝区的金属在焊接时处于完全熔化状态，它的结晶是从熔池底壁上许多未熔化的晶粒开始的。
因结晶时各个方向冷却速度不同，垂直于熔合线方向冷却速度最大，所以晶粒由垂直于熔合线向焙池中心生长，最终呈柱状晶，如图13-2所示。
熔池中心最后结晶，聚集了等轴状低熔点合金和夹杂物，并可能在此处形成裂纹。
焊缝金属结晶后，其成分是填充材料与熔化母材混合后的平均成分。
在随后的冷却过程中，若发生相变，则上述组织均要发生不同程度的转变。
对低碳钢来说，焊缝组织大部分是柱状的铁素体加少量的珠光体。
2．热影响区热影响区是指焊缝两侧因焊接热作用而发生组织和性能变化的区域。
按受热影响的大小，热影响区可分为熔合区、过热区、正火区和部分相变区。
1）熔合区熔合区是焊缝和基体金属的交界区，相当于加热到固相线和液相线之间的区域。
由于该区域温度高，基体金属部分熔化，所以也称为“半熔化区”。
熔化的金属凝固成铸态组织，未熔化金属因温度过高而长大成粗晶粒。
此区域在显微镜下一般为2~3个晶粒图13-1 低碳钢焊接接头组织变化示意图 1-熔合区；2-过热区；3-正火区；4-部分相变区的宽度，有时难以辩认。
该区城虽然很窄，但强度、塑性和韧性都下降；同时此处接头断面变化．将引起应力集中，很大程度上决定着焊接接头的性能。
2）过热区过热区是热影响区中最高加热温度在1100℃以上至固相线温度区间的区域．该区域在焊接时．由于加热温度高，奥氏体晶粒急剧长大，形成过热组织，所以也称为“粗晶区”。
焊接接头的金相组织
焊接接头的金相组织(metallurgical structure of the weld joint )1．焊接接头的组成及区域特征典型的对接焊接接头主要由三个部分组成：（1）焊缝( weld )焊缝金属的结晶凝固冷却方式主要依靠母材金属热传导，所以液态金属结晶很自然呈柱状晶成长，且成长方向垂直于焊接熔池壁，最终汇交于熔池中部形成八字形柱状树枝晶结晶形式。
（2）熔合区( fusion zone )指焊缝与母材交接的过渡区，即熔合线处微观显示的母材半熔化区。
在焊接时，液态的焊缝金属与固态母材金属的交界面，便形成了熔合线（fusion line），即接头横截面上宏观腐蚀所显示的焊缝轮廓线。
以大多数（低碳）碳素钢和低合金钢为例：熔合区的温度处于固相线和液相线之间。
焊缝与母材产生不规则结合，形成了参差不齐的分界面。
该区晶粒十分粗大，化学成分和组织极不均匀，冷却后为过热组织。
区域很窄，金相观察难以区分，但对接头强度和韧性却有很大影响，常是产生裂纹和脆性破坏的发源地。
（3）热影响区（heat affected zone）在焊接和切割过程中，材料因受热的影响（但未熔化）而发生金相组织和机械性能变化的区域。
焊接是一个不均匀加热和冷却的过程，距焊缝不同距离的点上经历着不同的焊接热循环，这些点实质上都受到一次特殊的热处理。
和一般金属热处理一样，每个点都引起不同的组织转变，于是就形成了在组织和性能上不均匀的焊接热影响区。
在这个区中，有些部位的组织和性能可能是优于也可能劣于母材焊前的组织性能。
显然，劣于母材的部位便成为焊接接头中最薄弱环节。
决定热影响区的分区及特征的因素是多方面的，大致可分为三个方面：○1母材的冶金特征母材金属在焊接热循环作用下是否存在固相转变；有固相转变的材料是纯金属、单相合金或多相合金；是否是同素异构转变；是否是扩散型的相变。
例如，焊接无固相转变的金属，在热影响区上主要出现的是晶粒粗大现象，有时也有再结晶现象。
钢筋焊接接头试验方法
钢筋焊接接头试验方法钢筋焊接接头试验方法是评估焊接接头质量和性能的重要环节，它可以确保焊接接头的强度、韧性和可靠性。
下面将详细介绍常用的钢筋焊接接头试验方法。
1. 金相显微镜观察金相显微镜是一种常用的检测钢筋焊接接头材料显微组织及其缺陷的方法。
通过磨削、腐蚀、抛光等处理，可以获得焊接接头的横截面，并使用金相显微镜观察和分析熔合区、热影响区和基材的显微组织，以评估焊缝的质量。
2. 拉伸试验拉伸试验是评价焊接接头强度的常用方法。
在拉伸试验中，将焊接接头试样固定在拉伸试验机上，施加外力逐渐拉伸试样，测量载荷和延伸量。
通过拉伸实验，可以得到焊接接头的抗拉强度、屈服强度、延伸率等力学性能指标，用于评估焊接接头的质量。
3. 冲击试验冲击试验是评估焊接接头韧性的常用方法。
常采用冲击试验机对焊接接头进行冲击试验，测量冲击能量吸收量，得到吸收冲击能量的指标，如冲击韧性指数。
冲击试验可以模拟实际工作条件下的冲击载荷，评估焊接接头对冲击载荷的抵抗能力和防护性能。
4. 弯曲试验弯曲试验可评估焊接接头的弯曲性能。
在弯曲试验中，将焊接接头试样放置于弯曲试验机上，施加弯曲载荷，观察和记录焊接接头的断裂面形态、弯曲承载力和变形情况，评估焊接接头的弯曲性能。
5. 无损检测无损检测是一种非破坏性检测方法，用于评估焊接接头的缺陷和质量问题。
常用的无损检测方法有超声波检测、射线检测和磁粉检测等。
通过无损检测手段可以发现焊接接头的内部缺陷，如焊缝中的气孔、夹杂物、裂纹等，并对其进行评估和分类。
除了上述试验方法，还可以根据具体需要进行其他试验，如疲劳试验、扭转试验等。
需要注意的是，进行钢筋焊接接头试验时，应严格按照相关标准进行操作，确保试验结果的准确性和可信度。
综上所述，钢筋焊接接头试验方法主要包括金相显微镜观察、拉伸试验、冲击试验、弯曲试验和无损检测等方法。
通过这些试验可以全面评估焊接接头的质量和性能，为钢筋焊接工程的安全可靠性提供依据。
焊接接头金相试验的方法及内容
焊接接头金相试验的方法及内容。
焊接接头的金相试验包括宏观金相试验和微观金相试验两部分。
（1）宏观金相试验直接用肉眼或低倍放大镜进行检查。
1）宏观（粗晶）分析试验时在试件上截取横断面，然后经过打磨、腐蚀再进行观察。
宏观（粗晶）分析可以了解焊缝一次结晶组织的粗细程度和方向性；熔池形状、尺寸；焊缝接头各区域的界限和尺寸；各种焊接缺陷的存在情况。
2）断口检查在焊缝表面沿焊波方向车一条沟槽，槽深约为焊缝厚度的1/3，用拉力机将试样拉断，用肉眼或5～10倍放大镜观察断口处可能存在的缺陷种类和大小。
断口检查对“未熔合”或“熔合不良”这种缺陷十分敏感，常用于管子对接接头中。
3）钻孔检验用磨成90°角、直径较焊缝宽度大2～3mm的钻头在焊缝上钻孔、钻孔深度为焊件厚度的2/3，然后用10％硝酸水溶液浸蚀孔壁，可检查焊缝内部的气孔、裂纹、夹渣等缺陷，检查完毕钻孔处应予以补焊。
钻孔检验目前用得较少。
（2）微观金相试验用1000～1500倍金相显微镜观察焊缝金属的显微组织和显微缺陷（如微裂纹），可作为质量分析及试验研究的手段。
焊接接头组织分析
外观检查的内容很多，主要应检查各种焊接缺陷。按照GB/ T 6417-1986《金属熔化焊焊缝缺陷分类及说明》标准进行。 标准列出的金属熔化焊焊缝缺陷分为六大类： 裂纹、孔穴、固体夹杂、未熔合和未焊透、形状缺陷及上述以 外其他缺陷等。
当焊速较高时，熔池呈雨滴状，其最大的温度梯度方向（如 箭头所示）在凝固过程中几乎不变，使柱状晶体最后相遇在 焊缝的中心线上。 有些合金在焊缝中心还会出现等轴晶，见图 (b)。
图9-10为Al薄板氩弧焊焊缝金属内柱状晶成长形态实例，(a) 为低速(2.5cm/s)焊接，柱状晶逐渐弯向焊接方向； (b)为高速(150 cm/s)焊接，柱状晶几乎垂直焊缝边界长大，且 焊缝中心出现块状的等轴树枝晶。 见p166
4. 局部加热、温差大 从冷态开始到加热熔化，形成熔池的温度可达2000℃以上，母材 又是冷态金属，两者温差巨大。并且随热源的移动局部受热区 也在不断移动，造成组织转变差异和整个接头组织不均匀。 5．冷却条件复杂 焊缝及热影响区的冷却方式以母材的金属热传导为主，自然冷 却是其次的。因此，在焊缝周围冷金属的导热作用下，焊缝和 热影响区的冷却速度很快，有时可达到淬火的程度。焊接后的 冷却速度还会受材料本身的导热性、板厚及接头的形状、钢板 焊前的初始温度（环境温度或预热温度）等因素的影响。
2．形成柱状晶 焊缝组织的第二个特征是焊缝金属大都长成长长的柱状晶， 成长方向与散热最快的方向一致，垂直于熔合线，向焊缝中 心发展。 在一般焊接条件下，焊缝不出现等轴晶，只有在特殊条件下 才形成等轴晶，例如弧坑中的组织，或大断面焊缝中的中、 上部形成少量等轴晶。
3. 熔池形状对柱状晶成长形态的影响 焊接条件不同，晶体成长的形态也不同。 图9-8所示是焊接速度较低时的情况： 熔池呈椭圆形，柱状晶逐渐向焊接方向弯曲，在凝固未达到 焊缝的中心线前，很多柱状晶体已经相遇。
实验三 焊接接头金相组织观察
实验四焊接接头金相组织观察一、实验目的1. 观察与分析焊缝的各种典型结晶形态；2. 掌握碳钢焊接接头各区域的组织变化。
二、实验设备及材料1. 粗细金相砂纸；2. 平板玻璃；3. 吹风机；4. 4%硝酸酒精溶液、脱脂棉；5. 金相显微镜；6. 碳钢焊接接头试块；7. 典型金相照片。
三、实验原理焊接接头由焊缝、熔合区和热影响区组成。
熔化焊是利用能量高度集中的热源，将被焊金属和填充材料快速熔化，然后冷却结晶而形成牢固接头。
在该过程中，焊接接头各部分经受了不同的热循环，因而获得的组织不同，从而直接导致机械性能的变化。
因此，了解焊接接头组织变化的规律，对于控制焊接质量有重要的意义。
1. 焊缝凝固时的结晶形态(1) 焊缝的交互结晶焊后联接处的母材和焊缝金属具有交互结晶的特征，图1所示为母材和焊缝金属交互结晶示意图。
由图可见，焊缝由熔池金属结晶凝固形成的，由于熔池金属冷却速度快且在运动状态下结晶，因此形成的组织为非平衡组织。
焊接熔池金属开始凝固时，多数情况下晶粒从熔合区半熔化的晶粒上以柱状晶形态联生长大，长大的主方向与最大散热方向一致。
图1焊缝金属的交互结晶示意图(2) 焊缝的结晶形态根据成分过冷的结晶理论，合金的结晶形态与溶质的浓度C0、结晶速度(或晶粒长大速度)R和温度梯度G有关。
C0、R和G对结晶形态的影响如图2所示。
由图可见，①当R和G不变时，随着C0增大，成分过冷程度增加，结晶形态将由平面晶转变为胞状晶、胞状树枝晶、树枝状晶、等轴晶；②当C0一定时，R越快，成分过冷程度越大，结晶形态逐渐由平面晶转变为胞状晶、树枝状晶及等轴晶；③当C0和R一定时，随着G增大，成分过冷程度减小，结晶形态将由等轴晶转变为树枝晶，最后为平面晶。
由于熔池各部位成分过冷不同，凝固结晶形态也有所不同。
在焊接熔池的熔化边界上，G较大，R很小，因此该处的成分过冷程度最图2 C0、R和G对结晶形态的影响小。
从熔化的边界处到焊接缝中心G逐渐变小，R却逐渐增大，且在焊缝中心处，G最小，R最大，故该处成分过冷程度最大。
焊缝的宏观和微观金相检验方法
附件A焊缝的宏观和微观金相检验方法A1范围本附件是为宏观和微观检测的试样制备、试验程序及其目的，规定的推荐方法。
A2 术语和定义A2.1 宏观检验用肉眼或低倍放大镜(放大倍数一般小于50)检查试样，试样表面可处理或不处理。
A2.2 微观检验用显微镜检查试样，一般放大倍数为50～500，试样表面可处理或不处理。
A2.3检验操作人员进行宏观、微观检验的操作人员。
A3 缩略语本方法采用的缩略语如下：(1)A，宏观检验；(2)I，微观检验；(3)E，腐蚀处理；(4)U，不腐蚀处理。
A4 原理宏观和微观检验用来显示焊缝的宏观和微观特性，通常检验焊缝的横截面。
A5 试验目的宏观和微观检验目的是单纯地评定组织(包括晶粒组织、形态和取向，沉淀和夹渣)、与各种裂纹和空穴关系。
检测截面还要能记录截面平面的取样形状。
A6 试样的截取试样的截取方向一般垂直于焊缝轴线(横截面)，试样包括焊缝熔敷金属和焊缝两侧的热影响区。
但也可以从其它方向截取试样。
在试验前应确定时间的位置、方向和数量，以及参照应用标准。
A7 试验程序A7.1一般原则应给出下列信息：(1)母材和焊接材料；(2)试验对象；(3)腐蚀剂的组成/名称；(4)表面抛光(见A7.2.1)；(5)腐蚀方法(见A7.2.2)；(6)腐蚀时间；(7)安全措施(见A7.3)；(8)其他附加要求。
A7.2试样制备用于检验试样的制备包括通过切割、镶嵌、研磨、抛光、适当腐蚀。
这些加工过程不应对检验表面产生有害的影响。
A7.2.1 表面抛光表面抛光的要求取决于下述因素：(1)检验类型；(2)材料种类；(3)记录(例如照片)。
A7.2.2 腐蚀A7.2.2.1 腐蚀方法在腐蚀前，先确定腐蚀方法。
在常用的方法有以下几种：(1)把试样侵入腐蚀剂中腐蚀；(2)擦拭试样表面腐蚀；(3)电解腐蚀。
可以使用其他方法，但应符合规定，例如参照应用标准。
当腐蚀完成时，试样应清洗和干燥。
A7.2.2.2 腐蚀剂根据要求的信息，腐蚀剂的种类和浓度以及腐蚀温度和时间取决于检验材料和类型。
焊接件的金相检验
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焊接件的金相检验—宏观检验
二、宏观检验
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焊接件的金相检验—焊接区显微组织特征
三、焊接区显微组织特征 焊接区有焊缝、热影响区（包括熔合区）和母材三部分组成。 1.焊缝组织 焊缝从加热熔化后由高温冷到室温，中间经过两次组织转变： 第一次从液体转变为固体时的结晶过程，称为一次结晶； 第二次是当焊缝金属温度降低至相变时所发生的组织转变，称二次结晶。 焊缝的组织和性能除与化学成分有关外，还取决于这两次结晶情况。 1）焊缝一次结晶组织 （1）一次结晶的特点： ①一般焊接溶池较小，又被周围冷金属和环境介质所包围，所以溶池冷速快
焊接件的金相检验
丁惠麟
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焊接件的金相检验—概述
一、概述
焊接过程是在高温热源的作用下，基体金属发生局部熔化，并与熔融的填充金 属混合而形成熔池。当热源离开后焊接熔池温度迅速下降，并凝固结晶形成焊缝。 焊接一般经历以下几个过程：
加热—熔化—冶金反应—结晶—固态相变—形成接头 焊接热过程贯穿焊接的始终，它是影响焊接质量的主要因素之一。焊接应力、 应变以及冶金、结晶、相变都与之相关。 在化学冶金过程中，熔化金属、熔渣、气相之间将发生一系列的冶金反应，如 金属氧化、还原、脱P、S、焊缝金属与氢作用等等，都会直接影响焊缝金属的成分、 组织和性能。 焊接时金属结晶和相变是在快速连续冷却条件下进行的，可能产生偏析、夹杂、 气孔、裂纹、淬硬和脆化等缺陷。所以，这一过程也是影响焊接质量的重要环节。 焊缝两侧的基体金属也受到焊接热的作用，受热后温升不同，发生组织变化也 不同，也将不同程度地影响其性能。 归纳起来，焊接过程的特点如下： 1.加热温度高 熔池液态金属温度可达1770～1870℃，比炼钢温度不高，焊缝 区的熔合线附近都在1350℃以上。 2.加热速度快 熔化→凝固及热影响区相变仅几秒至几分钟。 3.高温停留时间短。 4.局部加热、温差大 造成组织转变的差异和组织的不均匀。
金相分析介绍
金相分析介绍(总4页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--有色合金彩色金相技术的研究与应用朱锦艳王凤花(太原重型机械集团公司，太原030024)摘要：本文应用化学沉积着色法对铜、铝合金及双金属焊接接头的显微组织进行了上千次的着色试验。
结果表明：彩色金相能够清晰地显示一般金相方法看不到的组织细节和特殊的相，其色彩鲜艳、分辩率高，给人们提供了很有意义的信息。
同时还系统地介绍了化学沉积试剂的应用方法和试验操作技巧。
关键词：金相技术；着色；衬度；组织鉴别O 引言光学金相技术对揭示合金内部组织的奥秘起了十分重要的作用。
随着科学技术的高速发展，普遍的金相方法限于其反着能力，已满足不了人类对金属材料微观世界的进一步探讨。
由于电子金相技术的蓬勃兴起，使材料的研究进入一个新领域．作为基础的光学金相技术依然是解决生产实际问题所不可缺少的重要手段。
人们为了提高光学金相的测试水平，必须从提高组织中各相间衬度入手，由此发展了一种崭新的显示方法——彩色金相。
基于人眼对彩色差异的特殊敏感，利用彩色衬度来区分合金组织更为准确可靠，彩色金相已成为光学金相发展的方向。
本文应用彩色金相的原理和方法对铝、铜合金等有色金属的显微组织进行了大量的试验和探讨工作，积累了较丰富的实践操作经验和技术，并研制出一册《有色合金彩色金相图谱》。
1 彩色金相原理及方法彩色金相主要是通过物理或化学的方法，使试样表面形成一层干涉膜，利用光的薄膜干涉效应，使合金的显微组织产生鲜明的彩色衬度，以此来提高光学金相的鉴别能力。
彩色金相显示合金组织的方法主要从两方面着手：一是改变样品表面状况的彩色侵蚀着色法、化学沉积着色法、热染法和真空蒸镀法等；二是不改变样品表面状况的纯光学方法，有偏光干涉法和分色法等，这些方法各有特点和局限性。
本试验基于有色合金的特点及实验条件，主要选用化学沉积干涉膜着色法。
化学沉积着色的机理是，根据电化学原理，金属试样浸入到化学沉积试剂中时，必然会发生一系列的电化学过程，试样表面上的各区域按它们各自的稳定电位与试样综合稳定电位之差值，分为不同的阴极区域和阳极区域。
奥氏体不锈钢焊缝金相组织_概述及解释说明
奥氏体不锈钢焊缝金相组织概述及解释说明1. 引言1.1 概述奥氏体不锈钢焊缝金相组织是在焊接过程中形成的一种重要结构性特征。
通过对奥氏体不锈钢焊缝金相组织的研究，可以深入了解这种材料的性能、强度和耐蚀性等方面。
本文旨在概述和解释奥氏体不锈钢焊缝金相组织的相关内容。
1.2 文章结构本文共分为五个部分：引言、奥氏体不锈钢焊缝金相组织概述、焊缝金相组织的影响因素解释说明、常见奥氏体不锈钢焊缝金相组织类型解析以及结论及未来展望。
每个部分将逐步展开，并提供相关背景知识和详细阐述。
1.3 目的本文旨在对奥氏体不锈钢焊缝金相组织进行全面的概述和解释，明确其形成过程和相关特征。
此外，文章还将探讨影响焊缝金相组织形成的关键因素，并对常见的奥氏体不锈钢焊缝金相组织类型进行详尽分析。
最后，文章将总结主要观点和发现，并提出未来研究方向的展望。
注意：以上是根据给定的大纲所撰写的引言部分，供参考。
具体内容可根据实际需要进行调整和修改。
2. 奥氏体不锈钢焊缝金相组织概述:2.1 奥氏体不锈钢介绍奥氏体不锈钢是一种常见的不锈钢类型，其主要合金元素为铬和镍，同时含有较低的碳含量。
这种合金具有优异的耐腐蚀性能、高强度和良好的可塑性，广泛应用于各个领域，如化工、海洋工程、航空航天等。
2.2 焊缝形成过程在奥氏体不锈钢焊接过程中，由于高温下熔融状态的存在，原材料经过热处理产生了焊缝区域。
在焊接完成后，在焊缝区域会形成一定的金相组织结构。
2.3 金相组织概念及重要性说明金相组织是指材料内部或表面存在的显微结构和相态分布。
对于奥氏体不锈钢焊缝来说，其金相组织决定了焊缝区域的性能特点和使用寿命。
通过对金相组织进行观察和分析，可以评估焊接质量、检测是否存在缺陷和预测材料的性能。
金相组织对奥氏体不锈钢焊缝的重要性主要表现在以下几个方面：- 影响焊接接头的力学性能：金相组织中晶粒尺寸、形状和分布对焊接接头的强度、韧性以及抗拉伸和压缩等力学性能有直接影响。
焊接接头的金相组织
焊接接头的金相组织(metallurgical structure of the weld joint )1．焊接接头的组成及区域特征典型的对接焊接接头主要由三个部分组成：（1）焊缝( weld )焊缝金属的结晶凝固冷却方式主要依靠母材金属热传导，所以液态金属结晶很自然呈柱状晶成长，且成长方向垂直于焊接熔池壁，最终汇交于熔池中部形成八字形柱状树枝晶结晶形式。
（2）熔合区( fusion zone )指焊缝与母材交接的过渡区，即熔合线处微观显示的母材半熔化区。
在焊接时，液态的焊缝金属与固态母材金属的交界面，便形成了熔合线（fusion line），即接头横截面上宏观腐蚀所显示的焊缝轮廓线。
以大多数（低碳）碳素钢和低合金钢为例：熔合区的温度处于固相线和液相线之间。
焊缝与母材产生不规则结合，形成了参差不齐的分界面。
该区晶粒十分粗大，化学成分和组织极不均匀，冷却后为过热组织。
区域很窄，金相观察难以区分，但对接头强度和韧性却有很大影响，常是产生裂纹和脆性破坏的发源地。
（3）热影响区（heat affected zone）在焊接和切割过程中，材料因受热的影响（但未熔化）而发生金相组织和机械性能变化的区域。
焊接是一个不均匀加热和冷却的过程，距焊缝不同距离的点上经历着不同的焊接热循环，这些点实质上都受到一次特殊的热处理。
和一般金属热处理一样，每个点都引起不同的组织转变，于是就形成了在组织和性能上不均匀的焊接热影响区。
在这个区中，有些部位的组织和性能可能是优于也可能劣于母材焊前的组织性能。
显然，劣于母材的部位便成为焊接接头中最薄弱环节。
决定热影响区的分区及特征的因素是多方面的，大致可分为三个方面：○1母材的冶金特征母材金属在焊接热循环作用下是否存在固相转变；有固相转变的材料是纯金属、单相合金或多相合金；是否是同素异构转变；是否是扩散型的相变。
例如，焊接无固相转变的金属，在热影响区上主要出现的是晶粒粗大现象，有时也有再结晶现象。
焊接件金相实验报告
焊接件金相实验报告实验目的1. 掌握焊接材料（钢）的金相实验技术；2. 了解焊接组织的基本特征和形成机理；3. 分析焊接变性区的显微组织，推测焊接过程中的热影响区。
实验原理焊接是通过加热，在高温下熔化填充金属材料，使接头的两个部分熔化，然后冷却并凝固，形成一个连续的组织。
焊接时，由于受到高温和冷却过程的影响，焊接部位的组织结构会发生一定的变化，形成焊接变性区。
金相实验可以通过显微镜观察和分析焊接区域的显微组织，了解焊接材料的结构和性能。
实验步骤1. 把焊接件切割成适当的试样；2. 用砂纸对试样进行粗磨和细磨，直到试样表面平整、光洁；3. 用1%～3%的盐酸溶液进行腐蚀，腐蚀时间根据试样的大小和材料的硬度来确定，一般为2～5分钟；4. 将试样清洗干净，用酒精擦干；5. 将试样放入显微镜，使用合适的放大倍率进行观察。
实验结果经过实验观察，焊接件的显微组织如下：1. 焊缝区：焊缝区由于在焊接过程中受到较高的温度，组织结构发生了显著的变化。
从显微镜观察中可以看到，焊缝区出现了晶粒长大、晶界清晰的特点。
晶粒沿着焊接方向排列，晶粒间的夹杂物也有所增加。
2. 热影响区：热影响区是指焊缝附近受到热影响而没有完全熔化的区域。
通过显微镜观察，可以看到热影响区的组织结构发生了改变，但变化不如焊缝区明显。
热影响区中的晶粒呈现颗粒状，晶界较为清晰，但没有焊缝区的晶粒排列规则。
实验分析焊缝区的晶粒长大和晶界的清晰是由于焊接过程中的高温和冷却速度的影响。
高温会使晶粒较快地长大，而快速的冷却速度则促进了晶粒的细化。
同时，在焊接过程中，由于较大的热输入，夹杂物也有可能熔化和聚集，形成焊缝中的夹杂物。
夹杂物的存在会对焊接接头的力学性能产生不良影响。
热影响区的组织结构变化相对较小的原因是，尽管受到了焊接过程中的高温，但是并没有达到完全熔化的程度。
热影响区的晶粒颗粒较小，这是由于在焊接过程中，材料接触到高温后会发生再结晶作用。
再结晶作用使得晶粒细化，晶界较为清晰。
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焊缝接头组织的金相观察与分析
一、实验说明
焊接是工业生产中用来连接金属材料的重要加工方法。
根据工艺特点不同，焊接方法又分为许多种，其中熔化焊应用得最广泛。
熔化焊的实质就是利用能量高度集中的热源，将被焊金属和填充材料快速熔化，热后冷却结晶而形成牢固接头。
由于熔化焊过程的这一特点，不仅焊缝区的金属组织与母材组织不一样，而且靠近焊缝区的母材组织也要发生变化。
这部分靠近焊缝且组织发生了变化的金属称为热影响区。
热影响区内，和焊缝距离不一样的金属由于在焊接过程中所达到的最高温度和冷却速度不一样，相当于经受了不同规范的热处理，因而最终组织也不一样。
以低碳钢为例，根据热影响区内各区段在焊接过程中所达到的最高温度范围，依次分为熔合区（固相线一液相线），过热区（1100℃——固相线）；完全正火区（AC3——1100℃）；不完全旺火区（AC1～AC3）。
对易淬火钢而言，还会出现淬火组织。
焊接结构的服役能力和工作可靠性，既取决于焊缝区的组织和质量，也取决于热影响区的组织和宽窄。
因此对焊接接头组织进行金相观察与分析已成为焊接生产与科研中用以评判焊接质量优劣，寻找焊接结构的失效原因的一种重要手段。
本实验采用焊接生产中应用最多的低碳钢为母材，用手工电弧施焊，然后对焊接接头进行磨样观察。
二、实验目的
1、学会正确截取焊接接头试样。
2、认识焊缝区和热影响区各区段的组织特征。
3。
深刻领会熔化焊焊接过程特点。
三、实验设备及器材
1、施焊设备及器材（手弧焊机、结422焊条，面罩）。
2、200×100×8mmA3钢板一块。
施焊前用牛头刨床沿其长度方向中心线刨一条深2mm，宽4～5mm的弧形槽。
3、砂轮切割机一台。
4、钳工工具一套。
5，制备金相试样的全部器材。
6、金相显微镜若干台。
四、实验方法与步骤
1、在钢板上沿刨槽用F4mm结422焊条一根施焊。
焊接电流取140～150A。
2、待钢板冷至室温后，用砂轮切割机截取试样。
截取部位如下图所示，切割时须用水冷却。
以防止组织发生变化（图中虚线为砂轮切割线，两端30mm长焊缝舍弃不用）。
焊接接头金相试样取样位置示意图
3、依照实验一步骤3所述方法截下的焊缝接头制备成金相试样。
注意磨制面应选择与焊缝走向垂直的横截面。
4、在金相显微镜上观察制备好的焊接接头试样。
光用低倍镜镜头（放大150倍）观察焊缝区及热影响区全貌，再用高倍镜镜头（450倍）逐区进行观察，注意识别各区的金相组织特征, 并画出草图。
五、实验报告要求
1、明确实验目的。
2、画出焊接接头各区段的金相图，并指出其形貌特征。
3，解释焊接接头各区段组织的形成原因。
4、结论。
六、注意事项
1、焊缝最好由有经验的焊工一次焊成，焊缝要均匀，填满刨槽，尽量减少夹渣、气孔等缺陷。
2、用砂轮切割机切割时，钢板要夹紧，线要对正。
向下按手把时要用力平稳。
人要站在砂轮侧面，以免砂轮破裂后飞出伤人。