焊接接头组织结构及成分分析资料
焊接接头组织分析
(2)弧坑裂纹。有纵、横和星状裂纹，大多发生在弧坑中心的等 轴晶区。
(3)根部裂纹。起源于焊缝根部，沿柱状晶界向焊缝扩展的裂纹。
(4)热影响区热裂纹。 有横向及纵向，均沿晶界分布。
横向裂纹
焊缝下裂纹
2. 根据热裂纹成因，分为结晶裂纹、熔化裂纹和高温低塑性裂纹 (1)结晶裂纹 焊接过程中，熔池凝固结晶时，在液相与固相并存的温度区间， 由于结晶偏析和收缩应力应变作用，沿一次结晶晶界形成的裂 纹称为结晶裂纹。 只发生在焊缝中（包括弧坑），有纵裂纹和横裂纹。结晶裂纹 的特征为沿晶开裂、属晶间裂纹。液相与固相间的温度区间愈 大，结晶偏析愈大，冷速愈快，愈易产生结晶裂纹。
焊接过程的以上特点，会直接影响焊缝金属和热影响区的 宏观组织和显微组织、焊接缺陷及焊接接头的性能。因此， 研究焊缝的各区组织、焊接缺陷和接头的性能，必须与焊 接过程的上述特点联系起来考虑。
焊接金相检验包括： 焊接接头的宏观检验，显微组织检验，焊接缺陷的检验。
第一节 焊接接头的宏观检验
一、焊接接头外观质量检验
缺陷分析还包括： 对焊接接头的小试样，进行试样断口形貌、冲击、拉伸后试样 外观形态，焊道的表面状态等缺陷进行分析。对大型焊接结构， 在运行一段时间后进行焊缝的受腐蚀和裂缝的检查等。
总之，通过焊接接头的外观质量检查，可以了解焊接结构和焊 接产品的全貌，产生缺陷的性质、部位，及其与焊接结构的整 体关系等情况，对评定和控制焊接质量，以及防止重大事故发 生都是必需的。
（二）易淬火钢的热影响区组织（自学）
第三节 焊接组织浸蚀方法
一、侵蚀剂 普通碳钢或低碳低合金钢的焊接接头，用w=3%～4%硝酸酒精 溶液(3+97) ～(14+96)侵蚀就能清晰的显示出其显微组织形貌。 二、不锈钢对接焊
7A09H112铝合金搅拌摩擦焊接头组织和性能分析
2021年第1期（总199期）CFHI**************一重技术摘要：使用搅拌摩擦焊方案焊接12mm 厚7A09H112铝合金，获得成形良好、无缺陷的焊接接头。
对焊接接头进行微观组织及力学性能测试分析。
结果表明：热机影响区晶粒出现扭曲畸变，靠近母材区域的晶粒较粗大，而靠近焊缝区域的晶粒较为细小；焊接接头的平均抗拉强度为221MPa ，达到母材的88%，平均屈服强度为149MPa ，达到母材的96%。
焊缝金属屈服强度达到409MPa ，抗拉强度达到491MPa ，均远大于母材本身的屈服强度和抗拉强度，具有优异的力学性能。
焊接接头硬度分布呈现"W"型，但整体低于母材区，硬度最低值出现在热影响区及热机影响区。
关键词：7A09H112；搅拌摩擦焊；显微组织；力学性能中图分类号：TG453.9文献标识码：B 文章编号：1673-3355（2021）01-0008-04Analysis on Microstructure and Mechanical Properties of FSW Welds on 7A09H112Aluminium Alloy MaterialsZhao Jia,Liu Wancun,Gu Songwei,Yu HaidongAbstract:12mm thick 7A09H112aluminium alloy plates jointed by the means of Friction Stir Welding Technique (FSW)have defect-free welds with good shape.The analysis of the microstructure and mechanical properties of the welds revealsthat the grains in thermo-mechanically zone (TMAZ)distort and the grains near to the base metal grow larger while the grains near to the welds become finer.The average tensile strength of the welds is 221MPa,up to 88%of the base metal;the average yield strength is 149MPa,up to 96%of the base metal.The weld metal has yield strength up to 409MPa and tensile strength up to 491MPa,both far higher than those of the base metal,offering excellent mechanical properties.The hardness of the welds distributes in the form of “W ”and lower than the base metal.The lowest hardness occurs in the heat effected zone and thermo-mechanically zone.Key words:7A09H112;friction stir welding;microstructure;mechanical property7A09H112铝合金搅拌摩擦焊接头组织和性能分析赵佳1，刘万存2，谷松伟2，于海东110.3969/j.issn.1673-3355.2021.01.0081.一重集团大连核电石化有限公司工程师大连116113；2.一重集团大连核电石化有限公司高级工程师大连1161137A09铝合金属于热处理强化高强度铝合金，具有高强、高韧、低密度等优点，在航天航空和武器制造等领域都有广泛的应用[1]。
焊接接头金相组织分析
焊接接头金相组织分析实验目的▪观察与分析焊缝的各种典型结晶形态；▪掌握低碳钢焊接接头各区域的组织变化。
二、实验装置及实验材料▪粗细金相砂纸1套▪平板玻璃1块▪不同焊缝结晶形态的典型试片若干▪低碳钢焊接接头试片1块▪正置式金相显微镜1台▪抛光机1台▪工业电视(或幻灯机)1台▪吹风机1个▪4%硝酸酒精溶液无水醇脱脂棉若干▪典型金相照片(或幻灯照片)一套三、实验原理焊接过程中，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。
显微分析是借助于放大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，也和所用的焊接材料和被焊材料有密切关系。
▪焊缝凝固时的结晶形态∙焊缝的交互结晶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。
联接处的母材和焊缝金属具有交互结晶的特征，图1为母材和焊缝金属交互结晶示意图。
由图可见，焊缝金属与联接处母材具有共同的晶粒，即熔池金属的结晶是从熔合区母材的半熔化晶粒上开始向焊缝中心成长的。
这种结晶形式称为交互结晶或联生结晶。
当晶体最易长大方向与散热最快方向一致时，晶体便优先得到成长，有的晶体由于取向不利于成长，晶粒的成长会被遏止，这就是所谓选择长大，并形成焊缝中的柱状晶。
∙焊缝的结晶形态根据浓度过冷的结晶理论，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。
图1-16为C0、R和G对结晶形态的影响。
由图可见，当结晶速度R和温度梯度G不变时，随着金属中溶质浓度的提高，浓度过冷增加，从而使金属的结晶形态由平面晶变为胞状晶，胞状树枝晶，树枝状晶及等轴晶。
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。
Q355C钢板超低温焊接接头组织与性能研究
Q355CQ355C 钢板是中厚板钢材中的一种，其主要应用于桥梁、车辆、建筑等领域。
但在极端条件下，如低温环境下，其机械性能会受到影响。
因此，如何改善Q355C 钢板在低温下的性能，是一个需要解决的问题。
超低温焊接技术是一种有效的针对低温条件下钢材性能提升的方法。
超低温焊接技术是指焊接温度低于零下60℃的特殊焊接技术，它能够提高焊接接头的组织和性能。
本文将研究Q355C 钢板超低温焊接接头组织与性能，以期为Q355C 钢板在低温下的应用提供一定的参考价值。
一、Q355C 钢板超低温焊接接头组织研究1.超低温焊接接头组织特点焊接接头的微结构直接决定了其力学性能。
因此，在研究Q355C 钢板超低温焊接接头的力学性能前，需要了解其微结构特征。
超低温焊接接头组织特点主要表现在两个方面：( 1)焊接接头出现大量的残留奥氏体。
因为焊接过程中，焊缝中心温度降低，过冷奥氏体比温度高奥氏体更容易形成。
由于过冷奥氏体的形成和转变是一种放热过程，因此焊接接头中会形成大量的残余过冷奥氏体。
( 2)焊接接头中的晶界结构发生了变化。
焊接接头中的晶粒受到高热输入和快速冷却的影响，会出现各种晶界类型的结构。
同时，还会出现晶粒紧密度不一致、晶粒结构分化等现象。
2.超低温焊接接头组织调控超低温焊接接头的微结构可以通过合理的调控得到一定程度的改善。
目前主要的调控方法有三种：( 1)热处理法。
通过对焊接接头进行热处理，可以减少残留奥氏体的含量，并促进过冷奥氏体转变为马氏体。
同时，还可以调控晶界结构，减少缺陷的形成。
( 2)化学成分调整法。
通过调整焊接接头的化学成分，可以影响其奥氏体的含量和转变过程。
比如，在焊接过程中加入适量的氮元素，可以促进过冷奥氏体转变为马氏体，并增加焊接接头的强度和塑性。
( 3)焊接工艺优化法。
通过优化焊接工艺参数，可以减少焊接接头的热输入，降低焊接接头中的过冷奥氏体含量，从而减少残留奥氏体的形成。
以上三种方法可以结合使用，得到更好的超低温焊接接头组织。
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”。
第二章 焊接接头组织性能及主要金属
第二章焊接接头组织性能及主要金属焊接§2-1焊接热循环一、焊接热循环的概念焊接过程中热源沿焊件移动时，焊件上某点温度由低而高再由高而低变化过程称为焊接热循环。
它描述的是焊接过程中热源对被焊金属的热作用。
从上图可以看出：距离焊缝不同的各点，所经历的热循环不同；各点所能达到的最高温度、加热速度和冷却速度都不一样。
二、焊接热循环主要参数⏹加热速度单位时间内温度的升高速度，影响奥氏体均质化⏹加热的最高温度离热源越近，峰值温度越高,冲击韧性越差⏹在相变温度以上的停留时间高温停留时间越长，成分扩散的越均匀，有利于奥氏体的均质化，高温停留时间太长时，晶粒长大，⏹冷却速度和冷却时间X70管线钢焊接热模拟实验加热最高温度与热影响区-20℃冲击韧性关系⏹表示：从800℃冷却到500℃的时间；⏹表示：从800℃冷却到300℃的时间；⏹表示：从峰值温度冷却到100℃时的时间。
三、多层热循环的特点⏹长段多层焊（l>1m）前道冷至100～200℃⏹短段多层焊（l=50mm～400mm）第一道冷至Ms点前长段多层焊（l>1m）热循环，短段多层热循环（a）代表1点的热循环（b）4点的热循环t B代表A3 冷至Ms的时间四、影响热循环的特点⏹1、材质：导热系数，比热容，密度⏹2、工件的尺寸、形状：（1）体积效应：体积大，冷却快（2）厚板冷却速度大于薄板（3）T形接头冷却速度大于对接接头⏹3、工艺条件：E(线能量),To（预热温度）等（1）线能量越大，峰值温度越大，高温停留时间越长（2）To对加热速度无太大影响，但明显降低冷却速度§2-2 焊缝结晶及组织一、熔池的概念：熔焊时，在高温热源的作用下，局部熔化的母材与熔化了的焊丝金属搅拌混合而形成的具有一定几何形状的液体金属便叫做焊接熔池（Weld Pool）。
熔池就相当于炼钢炉，进行着复杂冶金反应焊接熔池形状示意图二、熔池结晶的特点⏹体积小、重量轻、冷却快（10000）⏹熔池是在运动状态下结晶⏹熔池温度高、合金烧损多，柱状晶多，等轴晶少。
低碳钢熔化焊焊接接头组织分析
低碳钢熔化焊焊接接头组织分析简介低碳钢是一种常见的材料，广泛应用于许多工程领域。
在焊接过程中，焊接接头的组织对焊接接头的性能起着重要的影响。
本文将对低碳钢熔化焊焊接接头的组织进行分析。
熔化焊焊接接头组织低碳钢在焊接过程中，主要经历了固态反响和熔融固化两个阶段。
焊接过程中的温度梯度和相变过程会影响焊接接头的组织形成。
固态反响阶段在焊接过程中，焊接接头受热后，发生了固态反响。
在这个阶段，主要发生的反响有：1.Austenite to Ferrite 相变：在焊接过程中，低碳钢中的奥氏体会发生相变，转变成铁素体。
这个相变会导致锌粒的生成和增长，同时会影响接头的力学性能。
2.Martensite 相变：在快速冷却的情况下，奥氏体可以通过马氏体相变转变成马氏体组织。
这种相变会显著提高接头的硬度和强度。
熔融固化阶段在焊接过程中，焊接接头局部的材料会发生熔融，然后通过固化形成新的组织。
这个过程会受到焊接参数和冷却速率的影响。
1.熔池区域：焊接过程中，熔化的金属会形成熔池。
熔池的冷却速率和金属成分会影响焊接接头的晶粒尺寸和晶界分布。
2.火花区域：在熔融固化过程中，火花区域是熔化和固化交替发生的区域。
火花区域的组织会影响焊接接头的晶格结构和相组成。
影响组织形成的因素低碳钢熔化焊焊接接头的组织形成受到多个因素的影响。
以下是一些重要的因素：1.焊接参数：焊接电流、电压和焊接速度等参数会对焊接接头的熔化和固化过程产生重要影响。
高电流和慢速度会导致更大的熔池和更慢的冷却速率，从而影响组织形成。
2.焊接材料：焊接材料的成分和性质会影响熔池的成分和固化过程。
不同的焊接材料会导致不同的组织形成。
3.冷却速率：冷却速率会影响焊接接头的晶粒尺寸和晶界分布。
快速冷却会形成细小的晶粒和较多的弥散相，而慢速冷却那么会形成大晶粒。
4.焊接方向：焊接方向对熔化焊接接头的组织形成也会产生一定影响。
水平焊接和垂直焊接的组织形成可能会有所不同。
组织分析方法为了对低碳钢熔化焊焊接接头的组织进行分析，可以采用以下方法：1.金相分析：通过金相显微镜观察样品的组织结构，可以分析晶粒尺寸、晶界分布和相组成等信息。
焊接接头的热影响区显微组织评估
焊接接头的热影响区显微组织评估焊接是一种常见的金属连接方法，它通过热源加热工件并施加压力，使得工件发生熔化并形成连接。
然而，在焊接过程中，热源会导致焊接接头的热影响区发生显微组织变化，这对焊接接头的性能和可靠性产生了重要影响。
因此，我们需要对焊接接头的热影响区进行显微组织评估，以便了解其微观结构的变化和可能的影响。
一. 热影响区的特点和形成机制热影响区（Heat Affected Zone，简称HAZ）是指焊接过程中未熔化但受到热输入影响的区域。
在焊接过程中，焊接接头的周围会受到高温导致的热循环和快速冷却的影响，从而导致HAZ中的晶粒尺寸和组织结构发生变化。
HAZ的特点主要包括晶粒长大、晶界角变大、硬度升高和变脆。
这些变化是由于材料在焊接过程中经历了不同的温度区域，从高温区到亚临界温度区再到室温，导致晶粒重新析出并长大，晶界能量降低。
二. HAZ显微组织评估的方法和工具为了评估焊接接头的HAZ显微组织，我们可以使用显微组织观察和显微硬度测试。
显微组织观察可以通过光学显微镜、扫描电子显微镜等工具来实现，可以观察晶粒的尺寸、析出相的形态等。
而显微硬度测试可以通过硬度计来实施，以测量HAZ区域的硬度变化。
三. HAZ显微组织的评估和分析HAZ显微组织的评估和分析主要包括晶粒尺寸、析出相和晶界角等方面。
通过显微组织观察，我们可以观察到HAZ中晶粒尺寸的变化情况。
通常情况下，晶粒尺寸会明显增大，这是由于焊接过程中的热循环和快速冷却造成的。
此外，焊接过程中还可能会发生析出相的形成，这取决于材料的化学成分和焊接参数等因素。
通过显微组织观察，我们可以判断HAZ中是否存在析出相，以及析出相的形态和分布状况。
晶界角是HAZ显微组织评估中的另一个重要指标。
焊接过程中，由于晶粒生长和晶界能量的降低，晶界角会增大。
晶界角的增大会降低材料的韧性，使其变脆，从而对焊接接头的可靠性产生不良影响。
四. HAZ显微组织评估的意义和应用HAZ显微组织评估的意义在于帮助我们了解焊接接头的微观结构变化和可能的影响。
Ti2AINb基合金TIG焊接头组织与性能分析
２ ． １ 母 材 及焊 接接 头 的组织 形貌
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３—１ １ —１ ２
晶 自熔 合 线 向焊 缝 内外 延 生长 ， 靠 近 焊 缝 中 心 的枝 晶
２ ０ １ ４年 第 ２期 ４７
试验 机对 试样 进行 室温 拉伸 试验 。
表 ２ 焊 接 工 艺 参 数
图 １为焊 接试 验 所 用 板 材 的显 微 组 织 ， 从 图 中可
２ 试 验 结 果及讨 论
以看 出 ， 母材是由 曰 基 体相 和均 匀分 布 的 ０相组 成 。 焊接 区的金 相 组织 形 貌 如 图 ２所示 。从 图 中可 以
分层现象 ； 加纯钛焊丝可 以使焊缝 的等轴 晶区扩 大 ； 从 母材 向热影 响 区和焊缝 区过渡 ， Ｏ相 含量 逐渐减少 ； 由于相 组成 的变化 ， 焊接接头的硬度分布规律为热影 响区的硬度 最高 ， 母材 次之 ， 焊缝 区最低 ； 不加丝 和加纯 钛焊丝 的焊
接接头抗拉强度基本相 当 ， 而加纯钛焊丝 的焊接 接头断后伸 长率显 著提高 ； 不加 丝焊 接接头 的断裂模 式为韧脆 混 合断裂特征 ， 加纯钛焊丝焊接接头 为韧性 断裂特 征。
采用 不加 焊 丝 和 加 焊 丝 脉 冲 Ｔ Ｉ Ｇ焊接工艺 ， 焊 接
工艺 参数 见表 ２ 。采 用莱 卡金 相显微 镜 和 Ｃ Ｓ ３ ４ ０ ０扫描
电镜 观察 焊接 区组 织 ， 采用 Ｈ Ｖ一 １ ０ ０ ０硬度仪 测试 焊接
区的硬 度 分 布 。根 据 Ｇ Ｂ ／ Ｔ ２ ２ ８ －２ ０ ０ ２ ， 采 用 电 子 万 能
接结 构 ， Ｔ ｉ ２ Ａ １ Ｎ ｂ基合 金 焊接 也成 为 研究 热 点 。朱 瑞灿
建筑结构用钢2Cr13和1Cr18Ni9焊接接头的组织与力学性能分析
建筑结构用钢2Cr13和1Cr18Ni9焊接接头的组织与力学性能分析刘婷【摘要】分析对比了建筑用钢2Cr13马氏体钢和1Cr18Ni9奥氏体钢在不同焊接方法下的焊接接头组织，得到了不同焊接接头显微硬度的拉伸强度。
比较结果表明异体钢焊接接头的组织和力学性能比同种材料有所降低，采用适当的焊接方法可以提高焊接接头的组织和力学性能，这一研究有助于实际生产中选择适当的焊接材料和焊接方法。
%This paper analyzes and compares the construction steel Martensitic steel 2Cr13 and Austenitic steel 1Cr18Ni9 .The different tensile strengths of micro‐hardness in welded joints by different welding methods have been obtained .The results show that the organization and mechanical properties of different steel welded joints are lower than that of the same material ,and the organization and mechanical properties of welded joints can be improved by adopting the appropriate welding method .This study will help to choose the appropriate welding materials and welding methods in the process of production .【期刊名称】《长春工程学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】4页(P45-48)【关键词】焊接接头;组织分析;力学性能分析【作者】刘婷【作者单位】中铁十八局勘察设计院，天津300222【正文语种】中文【中图分类】TG1710 引言焊接技术自20世纪初发展至今，已经成为现代生产中一门不可或缺的重要的制造技术［1］。
镍基合金异质熔焊9Ni钢接头组织和性能及纳米压痕分析
材间存在一条明显的过渡带. 该过度带显然对应于
熔合区. 粗晶热影响区中的板条马氏体宽度在 1 μm，
在靠近熔合区附近板条马氏体已嵌入奥氏体内部.
D = kλ/ (β cos θ)
(1)
式中：k 为常数；λ为 XRD 入射波长；β为衍射峰半 高宽；θ为衍射角.
由图 1d 可观察到焊缝区域组织以奥氏体为 主，由图 3 的透射电镜图可以观察到，奥氏体晶界 界面两侧晶粒取向差大于 10°，故其晶界具有较高 角度特征，在晶界处分布着较多呈黑色的沉淀物， 该沉淀物由镍基合金焊缝金属在结晶过程中发生 了晶界偏析及晶内偏析影响而形成，其中颜色较浅 的为奥氏体基体，Fe-Cr,Ni-Cr-Fe 等析出相呈黑色 点状和块状. 熔焊接头焊缝金属区域在 SEM 形貌 图 2d 中可以明显观察到，呈现条状亮白色的析出
非均质焊接接头各微区力学性能受试样制取
收稿日期：2020 − 08 − 03
尺寸的限制，目前仅能从宏观上测定出接头的力学 性能. 近年来，纳米压痕技术在微区力学性能分析 方面显示出越来越重要的特别作用. 例如 Hamad 等人[1] 对发生蠕变变形的镍基高温合金进行了纳 米压痕测试，从而研究枝晶尺度上的偏析，并表征 出各个相的力学性能. Chen，Maier 和 Thai-Hoan 等 人[2-5] 使用纳米压痕技术结合光学显微镜分析了结 构钢焊接区的显微组织，包括母材、热影响区和焊 缝金属，较好的对接头各微区的力学性能进行了表 征. 文献 [6] 分析了低温 LNG 储罐 9% 镍钢焊接接 头的力学特性. 基于上述，采用微观分析和纳米压 痕技术相结合的方法力图揭示出镍基异质合金非 匀质熔焊接头各微观区域组织与力学性能间的关 系，为工程设计理论依据.
Ni 65.89 66.93 58.59
AP1000主管道焊接接头微观组织和性能试验_谷雨
C 0．018
Cu 0．05
表 3 焊缝金属化学成分 （质量分数） （％）
Si
Mn
P
S
Ni
0．47
1．73
0．018
0．003
11．84
Co
Mo
Nb
N
V
0．03
2．31
0．01
0．04
0．06
Cr 18．82
Ti 0．003
2．2 焊接接头微观组织分析 焊接接头由热影响区、 熔合线和焊缝金属三部
分组成。 通常， 由于焊接过程中的循环热积累， 热 影响区晶粒粗大， 导致材料塑性和韧性下降， 成为 焊接结构的薄弱环节。 主管道运行工况复杂， 一旦
熔合线
·试验与研究· 11
上。 铁素体优先形核， 有利于溶解熔池中的 S， P 等 有害元素， 降低偏析以及低熔点化合物在晶界形成 的倾向。 从焊缝顶部到根部， 焊缝微观组织均匀 （图 4a）， 由于道间温度严格控制， 热积累较小， 焊 缝金属冷却速度较快， 呈现明显的柱状晶， 甚至包 状晶组织生长特征。 奥氏体与铁素体的晶界面凹凸 不平， 对于断裂韧性的提高和阻碍裂纹的扩展具有 重 要 意 义 。 图 4b 为 熔 合 线 附 近 的 组 织 形 貌 。 由 于 外延生长作用， 焊缝金属在熔合线附近垂直于结合 面， 整个边缘焊缝是一层密排生长的柱状枝晶。 在 整个接头范围内未发现凝固裂纹或者热影响区裂纹 的存在。
屋 电 气 公 司 引 进 了 AP1000 第 三 代 核 电 站 技 术 ， AP1000 压水堆核电站是目前世界上二代、 二代加核 电技术的更新换代堆型， 采用非能动技术及纵深防 御的理念， 使得堆芯熔化频率和大量放射物外泄概 率远低于规范、 法规的要求。 主管道焊接施工是核 电站核岛施工的关键环节， 主管道被称为核电站的 主动脉， 承担着连接反应堆压力容器和蒸汽发生器/ 主冷却剂泵 （简称主泵） 的功能， 核电运行过程中 主管道内承载高温、 高压、 高流速以及含有放射性 物质的水介质， 因此主管道是保证核电站一回路压 力边界完整性的重要设备［1］。 AP1000 核 电 站 主 系 统 由 2 个环路组成， 主泵直接连接到蒸汽发生器出口， 取 消 了 蒸 汽 发 生 器 和 主 泵 之 间 的 U 形 过 渡 段 ［2］。 每 个环路包括 1 根热段管和 2 根冷段管。
Q620钢药芯焊丝气体保护焊接头组织与性能的研究
Q620 钢药芯焊丝气体保护焊接头组织与性能的研究随着现代化生产的迅速发展，焊接技术在工业生产中起着越来越重要的作用。
钢药芯焊丝气体保护焊接是目前工业广泛采用的焊接方式之一。
Q620 钢药芯焊丝是一种高强度、低合金、低温韧性焊接材料，广泛应用于航空航天、汽车、钢结构、机械制造等领域。
本文主要研究Q620钢药芯焊丝气体保护焊接头的组织与性能。
一、Q620 钢药芯焊丝介绍Q620 钢是一种低合金高强度结构钢，常用于重要的强度部件。
其化学成分包括碳（C）、硅（Si）、锰（Mn）、磷（P）、硫（S）、铬（Cr）、镍（Ni）、铜（Cu）、钼（Mo）等成分。
与其他钢材相比，Q620 钢材的低温韧性和耐蚀性较强。
优良的高强度性能和良好的可焊性能使得Q620 钢成为航空航天、汽车、机械制造等重点领域中的重要材料。
Q620 钢药芯焊丝是一种专门用于焊接Q620 钢材的焊接材料。
其主要特点是热变形温度低，热塑性好，焊接接头强度高、韧性好、腐蚀性能好。
在Q620 钢材焊接中具有良好的可靠性和稳定性。
二、Q620 钢药芯焊丝气体保护焊接工艺1.焊接设备焊接设备包括气体保护焊接机、气体管道、焊枪等部分。
气体保护焊接机应根据焊接班次进行选择，选用合适的气体管道和焊枪，保证气体流量稳定、均匀。
2.气体介绍Q620 钢药芯焊丝使用气体保护焊，通常使用的气体是纯氩气、氩气和二氧化碳混合气体。
其中，纯氩气保护焊是最常用的。
3.焊接工艺参数焊接工艺参数包括焊接电压、焊接电流、电极间距、线速度、气体流量等。
这些参数的设定直接影响到焊接接头的质量。
在Q620 钢药芯焊丝的气体保护焊接工艺中，应严格按照规定的参数进行设置和调整，以保证焊接接头的质量和稳定性。
三、Q620 钢药芯焊丝气体保护焊接头的组织与性能钢材焊接接头的组织和性能是衡量焊接质量的重要指标。
在Q620钢药芯焊丝的气体保护焊接过程中，焊接接头的组织和性能受到以下因素的影响。
1.热影响区（HAZ）在Q620 钢药芯焊丝的气体保护焊接过程中，由于焊接热的作用，会导致焊接热影响区（HAZ）出现。
焊接接头的金属间化合物分析与评估
焊接接头的金属间化合物分析与评估焊接是一种常见的金属连接方式，通过热能将金属部件熔化并使其冷却后凝固，从而形成一个坚固的连接。
然而，焊接接头中的金属与基材之间常常会形成一种特殊的物质，即金属间化合物。
本文将对焊接接头中的金属间化合物进行分析与评估。
一、金属间化合物的形成机制焊接过程中，熔池中的金属与基材相互扩散，并发生化合反应，形成金属间化合物。
这种化合物的形成机制主要有以下几点：1. 扩散机制：焊接过程中金属离子在熔池中通过扩散聚集，与基材中的金属发生反应，形成金属间化合物。
2. 形核机制：焊接过程中，金属离子到达接头界面时，由于过饱和度高而形成过饱和团簇，然后发生核化反应，形成金属间化合物。
3. 相变机制：焊接过程中，金属由于温度变化引起相变，形成新的晶体结构以及金属间化合物。
二、金属间化合物的性质与影响焊接接头中的金属间化合物具有以下性质：1. 高硬度：金属间化合物通常具有较高的硬度，这是由于其晶格结构的特殊排列所致。
2. 脆性：金属间化合物通常具有较高的脆性，这是由于其晶格结构中存在较多的晶体缺陷所致。
3. 化学稳定性：金属间化合物通常具有较好的化学稳定性，能够抵抗腐蚀和氧化等环境因素的侵蚀。
金属间化合物对焊接接头的性能有着重要的影响：1. 强度：金属间化合物的形成可以增强焊接接头的强度，提高其抗拉强度与抗剪强度。
2. 脆性：金属间化合物的脆性特性可能导致焊接接头在受力时易发生开裂或断裂。
3. 耐腐蚀性：金属间化合物的化学稳定性能够提高焊接接头的耐腐蚀性，使其具有更长的使用寿命。
三、金属间化合物的分析方法为了准确评估焊接接头中的金属间化合物，需要采用适当的分析方法。
以下是常用的金属间化合物分析方法：1. 金相显微镜观察：通过金相显微镜观察焊接接头的横截面，可以清晰地分辨金属间化合物与母材的区别。
2. X射线衍射：利用X射线衍射技术可以得出金属间化合物的晶体结构以及其相对含量。
3. 扫描电子显微镜（SEM-EDS）：结合扫描电子显微镜和能谱分析技术，可以获得金属间化合物的形貌和元素组成。
焊接工艺的焊接接头的焊接接头质量问题分析
焊接工艺的焊接接头的焊接接头质量问题分析焊接接头作为焊接结构中最重要的部分之一，其质量直接关系到焊接结构的安全性和可靠性。
然而，在实际的焊接生产中，焊接接头存在着一系列质量问题。
本文将对焊接接头的质量问题进行分析，探讨其原因，并提出相应的解决方案。
一、焊接接头质量问题的分类焊接接头的质量问题可以分为以下几个方面：1. 缺陷问题：焊接接头出现气孔、夹杂物、裂纹等明显缺陷，在外观上容易被发现。
2. 强度问题：焊接接头的强度不达标，无法满足设计要求，在受力过程中容易产生变形、断裂等问题。
3. 腐蚀问题：焊接接头存在腐蚀倾向，长期使用后容易发生腐蚀、锈蚀，降低使用寿命。
二、焊接接头质量问题的原因分析焊接接头质量问题的产生原因主要包括以下几个方面：1. 工艺参数不合理：焊接过程中，焊接电流、电压、焊接速度等工艺参数的选择不当，容易造成焊接接头质量不稳定。
2. 焊接材料质量问题：焊接电极、焊丝等焊接材料的质量不过关，含有杂质或者成分不均匀，直接影响焊接接头的质量。
3. 操作技术不熟练：焊接工人技术水平不高，操作不规范，焊接接头形成质量问题的概率增大。
4. 设备设施不完备：焊接设备老化、故障频发，工作环境不良等问题，都会影响焊接接头的质量。
三、焊接接头质量问题的解决方案针对焊接接头存在的质量问题，我们可以从以下几个方面进行解决：1. 加强工艺管理：严格按照焊接工艺规程进行操作，完善焊接参数的选择和控制，确保焊接接头的质量稳定。
2. 优化焊接材料选择：选用高质量的焊接电极、焊丝等材料，并进行质量检测，确保材料的纯净度和成分均匀性。
3. 提高人员技术水平：加强对焊接工人的培训和考核，提高其焊接技术水平和操作规范性，减少操作误差。
4. 更新设备设施：及时更新焊接设备，确保设备的正常运行，并改善工作环境，提供良好的焊接条件。
四、结论焊接接头是焊接结构中不可忽视的一部分，在焊接质量问题的解决上，我们需要从工艺、材料、人员和设备等多个方面入手。
焊接各区域分析
焊接各区域分析熔焊热源的高温集中熔化焊缝区金属，并向工件金属传导热量，必然引起焊缝及附近区域金属的组织和性为熔化焊缝区各点温度变化示意能发生变化。
由于各点与焊缝中心距离不同，所受的最高加热温度不同，相当于对焊接接头区域进行了一次不同规范的热处理，因此焊接接头的各部位会出现不同的组织变化和性能变化。
整个焊接接头由焊缝区、熔合区、热影响区构成。
1、焊缝区焊缝区是在焊接接头横截面上测量的焊缝金属的区域，焊缝区（熔焊时，是焊缝表面和熔合线所包围的区域。
焊缝区在冷却过程中以熔合线上局部半熔化的晶粒为核心向内生长，生长方向为散热最快方向，最终成长为柱状晶粒。
晶粒前沿伸展到焊缝中心，呈柱状铸态组织，此种结晶方式称为联生结晶。
联生结晶过程使化学成分和杂质易在焊缝中心区产生偏析，引起焊缝金属力学性能下降，因此焊接时要以适当摆动和渗合金等方式加以改善。
2、熔合区熔合区是焊接接头中焊缝金属向热影响区过渡的区域。
该区很窄，两侧分别为经过完全熔化的焊缝区和完全不熔化的热影响区。
熔合区的加热温度在合金的固液相线之间。
熔合区具有明显的化学不均匀性，从而引起组织不均匀，其组织特征为少量铸态组织和粗大的过热组织，因而塑性差，强度低，脆性大，易产生焊接裂纹和脆性断裂，是焊接接头最薄弱的环节之一。
3、热影响区热影响区是焊缝两侧因焊接热作用没有熔化但发生金相组织变化和力学性能变化的区域。
根据热影响区内各点受热情况的不同，热影响区可分为过热区、正火区和部分相变区。
1）、过热区过热区是指热影响区内具有过热组织或晶粒显著粗大的区域。
其加热温度为AC3以上100-200℃至固相线之间。
该区内奥氏体晶粒急剧长大，形成过热组织，因此塑性和韧性差，也是焊接接头的一个薄弱环节。
对易淬火硬化材料，该区的脆性会更大。
2）、正火区正火区是指热影响区内相当于受到正火热处理的区域。
加热温度为AC3至AC3+（100-200）℃之间。
此温度区间与正火温度区间相同，金属完全发生重结晶，冷却后为均匀而细小的正火组织，力学性能明显改善，该区是焊接接头中组织和性能最好的区域。
不同焊接材料的接头组织及力学性能研究
不同焊接材料的接头组织及力学性能研究摘要：搅拌摩擦焊接依靠高速旋转的非消耗搅拌头与被焊工件摩擦产生热量，使金属达到塑性状态，随着搅拌头的运动，塑性材料从前进侧迁移到后退侧，同时搅拌头会在塑性金属上作用一定的顶锻力，使金属实现紧密可靠的连接。
搅拌摩擦焊接过程中，轴肩产热占据了焊接过程总产热的85%左右，足够的热输入可以有效保证充分的材料流动。
然而，在工件厚度方向上，轴肩的影响范围有限，搅拌针就成了决定工件下方材料流动好坏的关键。
因此，轴肩对焊接过程的主要贡献是产热，而搅拌针对焊接过程的主要贡献是促进材料流动。
从材料塑性流态决定最终焊缝成形角度来看，搅拌针是决定最终焊缝成形的关键因素。
关键词：熔化极气体保护焊；接头组织；力学性能；工艺试验引言高强度低合金（ＨＳＬＡ）钢的历史可以追溯到１９世纪，首次将碳含量在０．６４％～０．９０％的低合金钢用于桥梁建造，在随后的１个多世纪里，研究人员持续对材料的化学成分和性能进行改进，降低碳含量，增加Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｂ、Ｃｅ等合金以提升强度、增加抗腐蚀性等，以更好地适应工业应用。
硫化氢腐蚀主要存在于深海生态系统、油气田环境和污水环境中，金属材料均易在湿硫化氢环境下发生不同类型的腐蚀。
由于硫化氢在金属表面的解离能垒通常很小，解离的Ｓ快速沉积在表面，从而引起Ｈ２Ｓ“中毒”。
此外，金属焊接接头处往往具有复杂的组织，存在应力和缺陷，更容易产生疲劳裂纹，而成为硫化氢腐蚀的重点区域。
统计数据表明，尽管焊接接头只占压力容器总体积的１％左右，却有约７０％的腐蚀断裂是由它们引起的。
焊接接头在焊接过程中要经历高温、熔化、再冷却凝结的过程，其中的显微组织会发生很大变化。
焊接接头主要由焊缝区、熔合区、热影响区及其邻近的母材组成，是整个设备中质量最不容易控制的地方。
焊缝处强度增大，韧性降低，是整个容器受力情况最恶劣的地方，也是腐蚀情况最严重的部分，其应力腐蚀敏感性明显大于其他部位。
影响应力腐蚀开裂的因素有很多，诸如温度、ｐＨ值、材料本身等。
高强Al-Cu合金2219焊接接头组织与性能
高强Al-Cu合金2219焊接接头组织与性能研究了高强Al-Cu合金2219 MIG焊焊接接头组织与性能。
2219铝合金焊缝显微组织为α(Al)+ α（Al）-CuAl2共晶，焊接接头中焊缝硬度值最低，焊缝拉伸性能最差，因此焊缝为焊接接头最薄弱区。
2219铝合金焊接接头力学性能远低于母材的力学性能，强度系数仅为母材的63.2%。
焊接接头经过人工时效处理，降低了焊接接头塑性，提高了接头强度，强度系数达到母材的67.6%。
0 序言铝铜合金也称硬铝合金，可热处理时效强化，具有很高的室温强度及良好的高温和超低温性能[1]，因此铝铜合金是工业中应用广泛的金属结构材料之一。
在铝铜系列合金中，多数合金的焊接性能不良，焊接接头强度系数仅为母材的60%[2]，严重制约了铝铜合金在工业中的进一步应用。
2219铝合金是一种高强、耐热、焊接性相对较好的铝铜合金[3]，由于国内对其焊接性能研究较少，其主要作为优良的贮箱结构材料，因此，研究2219铝合金焊接接头组织与性能，有利于进一步扩展2219铝合金的应用范围。
1 试验材料及试验方法试验材料为板厚20mm的2219-T87高强铝铜合金，焊丝为ER2319，直径为1.6mm。
2219铝合金及ER2319焊丝化学成分见表1。
焊接设备采用德国CLOOS公司生产的Qunito 503 MIG焊机，保护气体为纯度99.9%的氩气。
焊接后从试板上沿焊缝横向截取试样，加工成拉伸试样。
对拉伸试样进行时效处理，人工时效工艺为：160℃时效16小时。
拉伸实验在AG-250KNE电子拉伸实验机上进行。
用MICROMET硬度仪测量焊接接头横截面的维氏硬度变化，压头载荷为5Kg。
用E2-X30P/R型光学显微镜观察显微组织，用JB-30能谱仪进行化学成分分析，最后利用SSX-550扫描电镜对断口进行分析。
表1 2219铝合金及ER2319焊丝化学成分（质量分数,%）2 试验结果和讨论2.1母材及焊缝显微组织图1 和图2 分别为母材及焊缝显微组织。
20钢焊接接头过热区组织
20钢焊接接头过热区组织引言概述：20钢焊接接头过热区组织是指在焊接过程中，焊接接头的某些区域因为温度过高而导致组织结构发生变化。
这种现象在焊接过程中较为常见，对焊接接头的性能和质量有着重要影响。
本文将从五个大点出发，详细阐述20钢焊接接头过热区组织的相关内容。
正文内容：1. 形成原因1.1 焊接过程中的热输入过大1.2 焊接接头的设计不合理1.3 焊接材料的选择不当1.4 焊接工艺参数的控制不准确1.5 焊接环境条件不理想2. 过热区组织的特点2.1 晶粒的异常生长2.2 晶界的异常特征2.3 区域性的组织变化2.4 区域性的硬度变化2.5 区域性的力学性能变化3. 过热区组织的影响3.1 引起焊接接头的脆性断裂3.2 降低焊接接头的强度和韧性3.3 影响焊接接头的耐蚀性能3.4 影响焊接接头的疲劳寿命3.5 影响焊接接头的工作温度范围4. 预防措施4.1 控制焊接过程中的热输入4.2 合理设计焊接接头结构4.3 选择合适的焊接材料4.4 精确控制焊接工艺参数4.5 提供理想的焊接环境条件5. 检测方法5.1 金相显微镜观察5.2 组织成分分析5.3 硬度测试5.4 压缩试验5.5 断口分析总结：20钢焊接接头过热区组织是焊接过程中常见的现象，其形成原因多种多样。
过热区组织的特点和影响对焊接接头的性能和质量有着重要的影响。
为了预防过热区组织的产生，需要采取一系列的预防措施，并通过合适的检测方法进行检测和评估。
只有在焊接过程中严格控制和管理，才能确保焊接接头的质量和可靠性。