焊接接头组织分析
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
6061铝合金MIG焊接头组织性能分析
6061铝合金MIG焊接头组织性能分析6061铝合金是一种常见的铝合金材料，具有优良的机械性能和耐腐蚀性能，常用于航空航天、汽车制造、建筑和电子等领域。
在实际工程中，常常需要对6061铝合金进行MIG焊接来实现零部件的连接和修复。
焊接接头的组织性能对焊缝的性能和使用寿命至关重要，在焊接过程中需要严格控制焊接参数和工艺条件，以获得较好的焊接接头质量。
6061铝合金的MIG焊接接头主要包括母材区、热影响区和焊缝区。
母材区是未受热影响的铝合金基体，其组织主要由等轴晶粒和析出相组成，具有较好的强度和塑性。
热影响区是焊接接头中受到焊接热源影响的区域，其组织通常会发生变化，出现晶粒长大、析出相消耗和固溶元素富集等现象。
焊缝区是焊接过程中熔化的铝合金，其组织取决于焊接参数和工艺条件，主要由铝基固溶体和析出相组成。
6061铝合金的MIG焊接接头组织性能受到很多因素的影响，包括焊接参数、焊接材料、气体保护和焊接工艺等。
在选择焊接参数时，需要考虑焊接电流、焊接电压、焊接速度和气体流量等因素，以保证焊接接头的质量和性能。
焊接材料的选择也很重要，一般选用与母材相似的铝合金焊丝或焊条，以确保焊接接头的相容性和成形性。
气体保护是保证焊接接头质量的关键，常用的保护气体包括纯氩气和氩氧混合气体，能够有效防止氧化和氮化等缺陷的产生。
在实际焊接过程中，需要对焊接接头的组织性能进行详细分析和评价，通过金相显微镜观察接头的金相组织，测量晶粒大小、析出相尺寸和相分布等参数。
通过扫描电镜、X射线衍射分析和硬度测试等手段，进一步研究接头的微观结构和力学性能，评估焊接接头的质量和可靠性。
总的来说，6061铝合金的MIG焊接接头组织性能分析是实现高质量焊接的关键一步，需要对焊接参数、焊接材料、气体保护和焊接工艺等因素进行全面评估，保证焊接接头的组织均匀、强度高、硬度适中，以满足工程要求和使用环境的需求。
通过不断的实验研究和工程实践，不断优化焊接工艺，提高焊接接头的质量和性能，推动6061铝合金材料在各个领域的应用和发展。
Q235钢摩擦叠焊单元成形焊接接头金相组织分析
12试验与研究焊接技术第42卷第6期2013年6月文章编号：1002—025X(2013)06—0012-03Q235钢摩擦叠焊单元成形焊接接头金相组织分析高辉，焦向东，周灿丰，陈家庆(北京石油化丁学院能源丁程先进连接技术研究巾，L、，北京102617)摘要：针对Q235钢开展了摩擦叠焊单元成形焊接试验并对在主轴转速5ooo r／r a i n．塞棒进给速度O．3nl l n]s条件下的焊接接头的显微组织和显微组织硬度进行了测试．分析了摩擦叠焊单元成形焊接接头中不同位置的金相组织结构与摩擦焊接过程中温度和压力之间的关系．以及接头中不同位置处显微组织硬度存在差异的原因该研究对Q235钢摩擦叠焊焊接工艺参数的研究及提高焊接接头的质量具有一定的指导意义关键词：Q235铜；摩擦叠埠：金相鲴织中图分类号：T G456．5文献标志码：B摩擦叠焊属于一种新型的同相连接技术，因其焊接过程中不采用电弧加热的形式，焊接接头的质量受环境压力变化影响较小，特别适合于水下作业，尤其是深水结构物的修复。
德国G K SS，英国T W l 以及巴两石油公司分别于2003年、2008年前后针对钢材料进行了摩擦叠焊设备及焊接T．艺的详细试验研究，．摩擦叠焊作为一种较新的焊接T艺，目前国内对其焊接设备和焊接T艺的研究尚处于试验窒阶段-．本文针对Q235钢开展了摩擦叠焊单元成形焊收稿日期：2012一l2—05基金项目：同家自然基金青年基金(51109005)接试验并对焊接T-艺参数为5000r／rai n，0．3m m／s 条件下的焊接接头的金相显微组织和显微组织硬度进行了测试，分析了焊接接头不同位置金相组织及显微组织硬度存在较大差异的原因，该研究对Q235钢摩擦叠焊焊接T艺参数的研究具有一定的指导意义1摩擦叠焊单元成形试验摩擦叠焊焊接过程如图l所示，其焊缝由多个单元焊接叠加而成。
因此，对于摩擦叠焊而言，能够获得质量良好的单元成形接头是焊缝成形质量保-4"-”+一+一+一-4．-一-4-”-4--”-4--一-4--一+一+一+一+--4．-一-4-一—_卜一—卜一-4-一+一+一+--4--—卜一-4--—P一-+-一—+r-—卜一+一+--4-一—+一一-4-一-4'-一+*—卜-—+一一-at-一—+一一—+-一-4---—-卜-——卜一—卜一—+一--+-一-4-由于脉冲焊维弧时间相对连续焊的时间短．因而焊接时输入的能量相对连续焊更少，焊接热输人小．所以焊接热影响区的尺寸相对更小：3结论(1)脉冲焊焊接接头组织较连续焊更为均匀．产生魏氏组织较少。
谈分析不同焊接电流下Q235B钢焊接接头金相组织
谈分析不同焊接电流下Q235B钢焊接接头金相组织Summary：Q235B是一种韧性和制造型都良好的钢，还有一定的伸长率和较好的强度，经常被用于机械零件的制造，比如建材、桥梁工程上要求相对比较高的一些焊接结构件。
本次研究就以Q235B钢作为对象，分析不通过焊接电流下其焊接接头的金相组织，结合实际的试验做简单的分析，确定出哪一种焊接电流最合适。
Keys：焊接电流，Q235B钢，焊接接头，金相组织引言：Q235B钢的运用非常的广泛，在工业上可以说是必不可少的结构件，包括了建筑方面、车辆、船舶、压力容器等等。
在实际的构件加工中，焊接接头的组织直接影响焊接接头的性能，这里产生的影响与焊接的电流有着一定的关系。
因此为了进一步保证焊接接头的无损性，都会从焊接电流上试验分析。
选取最合适的电流，确保焊接接头的金相组织，提高安全性能。
1.Q235B钢焊接接头金相组织分析在对材料的焊接过程中，鉴定和分析接头性能的重要一个手段就是金相组织分析。
在实际的焊接成型中，焊接接头的各个区域都会经手不同的热循环过程，因为所获得的组织也就存在不同，最终导致机械性能也有所不同。
在当前的一些科研和实际生产中，都会通过分析金相组织，判断焊接接头性能[1]。
焊接金属的结晶形态以及热影响区的组织变化与焊接热循环有关，也与被焊接的材料有着一定的关系，就比如本次研究的Q235B钢焊接，除了与热循环有关，与Q235B刚自身的材料也有着密切的关系。
而Q235B钢，钢的屈服点是235Mpa的碳元素结构钢，其钢材的含碳量不大于0.20%，做常温冲击实验，他的性能远远优于Q235A。
Q235B的元素含量情况：碳不大于020%，硅不大于0.35%，锰不大于1.4%，硫、磷不大于0.045%，还有铬、铜、镍的允许残余含量不能大于0.30%[2]。
2.不同焊接电流下Q235B钢焊接接头金相组织分析2.1 实验简介分析不同焊接电流下Q235B焊接接头金相组织情况，是需要通过实验的完成。
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。
焊接接头组织金相分析
实验一焊接接头组织金相分析一、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1、金相砂纸，从180目一1200目一套2、平板玻璃一块3、低碳钢焊接接头试片4、金相显微镜一台5、抛光机一台6、电吹风机一个7、 4％硝酸酒精溶液，无水乙醇、脱脂棉若干三、实验原理焊接过程中，焊接接头各部分经历了不同热循环，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分析，是对接头机械性能鉴定的不可缺少的环节。
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。
图1 焊缝金属的交互结晶示意图图2 C o、 R和G对结晶形态的影响（一）焊缝凝固时的结晶形态1、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的示意图。
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。
2、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C o、结晶速度（或晶粒长大速度）R和温度梯度G有关。
图2为C o、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。
当合金成分一定时，结晶速度越快，浓度过冷越大，结晶形态由平面晶发展到胞状晶、树枝状晶，最后为等轴晶。
当合金成分C。
和结晶速度R一定时，随着温度梯度G的升高，浓度过冷将减小，因而结晶形态会由等轴晶变为树技晶，直至平面晶。
铝合金-不锈钢螺栓管接头复合火焰钎焊工艺及组织分析
耐 热抗 蚀 、 电磁 屏蔽 、 物 医学 等 领 域有 重 要 的应 用 前 生 景 －］ ４。 在 热交 换领 域 ， 热 性 能 高 且 具 有 通 孔 结 构 的泡 导 沫 金属 （ 紫铜 或纯 铝 ） 于 流 动 的 流体 （ 气 相 的空 如 置 如 气 、 相 的水 ） 中时 ， 液 之 由于 其大 的表 面积 、 杂 的三维 复
头， 钎料 润湿 铺 展不 充分 ， 成 的焊 脚 尺寸 很 小 甚 至难 形
形成 润 湿角 。直接加 热 焊脚 位 置 时 钎料 又 难 在 不锈 钢
母 材 上 润 湿 铺 展 。 为此 ， 中 提 出了 复合 火 焰 钎 焊 工 文
表 ２ ＳＵ ３ ６不锈 钢化学成分 （ ｓ１ 质量分数 ， ） ％
进 行严 格 的表面 清理 ， 免 氧 化 物 、 避 油污 等 杂 质 的不 利
影 响
表 １ １６ ０ ０铝 合 金 化 学 成 分 （ 量分 数 ， ） 质 ％
可 实现 铝 一钢 异 种 金 属 的 冶 金 结 合 ， 钎 焊 是 目前 焊 而 接质 量最 稳定 最可 靠 的方法 之一 。 文 中针对 某 型 号 的板 式 散 热 器 ， 展 了铝 合 金 一 开
不锈 钢 接头 火焰钎 焊 工 艺试 验 。该 产 品焊缝 接 头 包 括
上下 铝板 对接 接 头和 铝合 金 一不 锈 钢 螺栓 管 接 头 。一 次装 配 整体 火焰 钎焊 发 现很 难 兼顾 两种 类 型 焊缝 的润
湿铺 展 和致 密填 充 。火 焰直 接 加 热 铝合 金 板钎 焊管 接
收 稿 日期 ： ０ ２—０ ２１ ３—１ ２ 基 金 项 目 ：国 家 自然 科 学 基 金 项 目（０ ７ ０ ６和 ５９ ０ ０ ， 尔 滨 市 青 ５９ ４ ４ ００ ２ ）哈 ４ 年科 技 创 新 人 才 （０ ９ Ｆ ＸＧ ５ ） ２０ Ｒ Ｑ ０ ０ 。 ２１ ０ ２年 第 ４期 ３５
焊接热循环对焊接接头组织与性能的影响分析
焊接热循环对焊接接头组织与性能的影响分析焊接是一种常见的金属连接方法，通过加热和冷却来使金属材料相互结合。
焊接热循环是指焊接过程中金属材料所经历的加热和冷却的循环过程。
这个循环过程对焊接接头的组织和性能有着重要的影响。
首先，焊接热循环会对焊接接头的组织结构产生影响。
焊接过程中，焊接接头会经历高温和低温的循环，这会导致金属材料的晶粒尺寸发生变化。
在高温下，晶粒会长大，而在低温下则会细化。
这种晶粒尺寸的变化会影响焊接接头的力学性能。
晶粒细化可以提高焊接接头的强度和韧性，而晶粒粗化则会降低其力学性能。
因此，焊接热循环对焊接接头的晶粒尺寸有着直接的影响。
其次，焊接热循环还会对焊接接头的残余应力产生影响。
焊接过程中，金属材料会经历热胀冷缩的过程，从而产生残余应力。
这些残余应力可能会导致焊接接头产生变形、裂纹等缺陷。
焊接热循环的循环次数和温度变化幅度都会对残余应力产生影响。
循环次数越多、温度变化幅度越大，残余应力就越大。
因此，在焊接过程中需要合理控制焊接热循环，以减小残余应力对焊接接头的影响。
此外，焊接热循环还会对焊接接头的晶体结构产生影响。
焊接过程中，金属材料的晶体结构可能会发生相变。
相变会改变金属材料的晶体结构和性质，从而影响焊接接头的性能。
例如，某些金属在焊接过程中可能发生固溶体析出现象，导致焊接接头的硬度发生变化。
此外，相变还可能导致焊接接头的晶体结构发生变化，从而影响其力学性能。
因此，在焊接过程中需要考虑焊接热循环对晶体结构的影响，以保证焊接接头的性能。
最后，焊接热循环还会对焊接接头的耐腐蚀性能产生影响。
焊接过程中，金属材料会经历高温和低温的循环，这可能会导致焊接接头的耐腐蚀性能发生变化。
例如，某些金属在高温下容易发生氧化反应，从而降低其耐腐蚀性能。
此外，焊接热循环还可能导致焊接接头的组织结构发生变化，从而影响其耐腐蚀性能。
因此，在焊接过程中需要注意焊接热循环对焊接接头的耐腐蚀性能的影响。
综上所述，焊接热循环对焊接接头的组织和性能有着重要的影响。
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”。
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。
Q345钢焊接接头组织性能分析
摘要：对Q345钢焊接性分析并制定Q345钢板（板厚δ=10mm）的对接埋弧焊工艺，依照工艺进行埋弧焊；对Q345埋弧焊接头典型部位截取试样，进行金相显微试样的制备；观察显微组织，测量显微维氏硬度，作显微组织和力学性能分析。
1实验原理：1.1 Q345（16Mn）焊接性分析及焊接方法的选择Q345应用最广用量最大的低合金高强度结构钢，综合性能好，低温冲击韧性，冷冲压性及切削性能均好，屈服强度≥345MPa，抗拉强度≥490Mpa，适用于多种焊接方法，本次实验选择焊接性能良好的埋弧焊。
1.2埋弧焊焊接工艺1.2.1埋弧焊简介埋弧自动焊是指电弧在颗粒状焊剂层下燃烧的一种自动焊方法，是目前广泛使用的一种高效的机械化焊接方法。
广泛用于锅炉、压力容器、石油化工、船舶、桥梁、冶金及机械制造工业中。
1.2.2埋弧焊焊接原理埋弧焊的焊接过程：先送丝，经导电嘴与焊件轻微接触，焊剂堆敷在待焊处，引弧。
随着电弧向前移动，熔池液态金属冷却凝固形成焊缝，液态熔渣冷却而形成渣壳。
焊接时，焊机的启动、引弧、送丝、机头(或焊件)移动等过程全由焊机机械化控制。
1.2.3焊前准备1.坡口的选择与加工由于埋弧焊的使用的电流比较大，熔透深度比较大，因此当焊件厚度小于14mm时可以不开坡口，这样仍能保证焊透和良好的焊缝成形；因为此次实验所选钢板为10mm厚，故不开坡口。
2.焊件的清理焊接前，必须将坡口及焊接部位表面的锈蚀、油污、水分、氧化皮等清楚干净。
方法有手工清除、机械清除等。
3.焊丝的清理和焊剂的烘干焊接前，必须将焊丝表面的油污、铁锈等污物清除干净。
为防止氢侵入焊缝，对焊剂必须严格烘干，而且要求烘干后立即使用。
不同类型的焊剂要求烘干温度不同，这次实验所用焊剂为HJ431，查焊接材料手册知要求250℃、2h烘干。
4.焊件的装配焊件装配时，必须保证间隙均匀，高低平整。
定位焊的位置应在第一道焊缝的背面，长度一般应大于30mm。
此次定位焊选用CO2气体保护焊。
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低碳钢是一种碳含量较低的钢材，通常用于制造机械零部件和结构零件。
低碳钢具有良好的可焊性和可塑性，容易通过熔化焊方法进行连接。
本文将就低碳钢的熔化焊焊接接头组织进行分析。
低碳钢的熔化焊焊接接头组织主要受到两个因素的影响：焊接热输入和焊接工艺。
焊接热输入是指焊接过程中通入工件的热量，包括焊接电流、焊接速度和焊接电弧长度等参数的选择。
焊接工艺包括焊接方法、焊接位置和焊接顺序等。
在低碳钢的焊接过程中，热输入是一个十分关键的参数，过高或过低的热输入都会对接头组织产生不利影响。
当焊接热输入过高时，会导致热输入区域的晶粒长大，从而降低接头的韧性和抗冲击性能。
而当焊接热输入过低时，焊接接头的强度和韧性都会降低。
另外，在选择焊接工艺时，焊接方法和焊接位置也会对接头组织产生影响。
常用的焊接方法有电弧焊、气体保护焊和电阻焊等。
电弧焊是最常用的方法，可分为手工电弧焊、埋弧焊和氩弧焊等。
气体保护焊是指在焊接过程中使用保护气体的焊接方法，常用的保护气体有氩气、二氧化碳和混合气等。
电阻焊是指通过加热工件表面产生焊接接头的一种焊接方法。
焊接位置也会对接头组织产生影响。
在不同的焊接位置，焊接接头的组织结构会有所不同。
常见的焊接位置有平焊、仰焊和立焊等。
平焊是指焊接位置与水平面平行的焊接。
仰焊是指焊接位置与水平面垂直的焊接。
立焊是指焊接位置与水平面夹角为90度的焊接。
综上所述，低碳钢的熔化焊焊接接头组织分析主要涉及焊接热输入和焊接工艺两个方面。
通过合理选择焊接热输入和焊接工艺，可以获得满足要求的焊接接头组织。
这不仅可以提高接头的强度和韧性，还可以保证接头的可靠性和使用寿命。
16Mn焊接接头微观组织分析
材料性能分析综训练报告16Mn焊接接头微观组织分析专业年级：金属材料工程2008级姓名学号：宋海东**********指导老师：杨顺贞、赵建华评阅人：摘要：对16Mn钢板的焊接接头进行了宏观及微观组织分析，观察分析焊缝的各种典型结晶形态，检测分析沿焊口截面上的硬度分布，从而掌握焊口的特点和性能。
1实验过程1.1 16Mn钢板焊接焊接材料为长宽厚是250×40×10（mm）的16Mn钢板，实验所选焊机为型号MZ-1000(A310-1000)埋弧焊机，未开坡口，焊接参数见下表1。
具体操作过程如下：（1）根据要求，选择H10Mn2焊丝，并安装在焊接小车上；（2）根据要求，选择HJ431焊剂，并添加在焊接小车漏斗中；（3）根据要求，选择不开坡口焊接方法；（4）将待焊处表面清理，并用CO2气体保护焊进行定位焊；（5）正确放置待焊钢板，使焊接小车前进过程中焊嘴能沿着焊缝移动；（6）焊接参数按照表1中进行设置，启动小车电源，进行焊接；（7）正面焊接完成后，待焊件冷却一段时间后清除焊缝表面渣壳，翻转钢板，使钢板反面待焊处对准焊嘴移动轨迹；（8）根据表1重新设定反面焊接参数，启动电源，进行反面焊接；（9）焊接完成后，关闭电源，等焊缝冷却一段时间后清理焊缝表面渣壳，并放置在空气中冷却至室温。
表1 10mm 16Mn钢板不开坡口埋弧焊对接接头焊接参数1.2 金相显微试样制备用金相显微镜来研究金属的显微组织和缺陷的方法称为显微镜分析，显微镜分析能测定金属的晶粒度大小，显露金属的显微组织特征。
在利用显微镜检验以上这些情况时，必须先制备金相试样。
由于金属对一般光线的不透明性，金属试样表面既要平整如镜，又要界限分明，以便在显微视场中不同程度地反射光源，而显示出清晰的图像。
显微镜试样的制备过程如下：（1）用手工锯条截取出焊缝中部长2-3cm的样品，并去除两边焊接热影响区以外的大部分无用钢板；（2）截取下的试样表面用锉刀或者砂轮打磨平整，无明显凹凸不平现象；（3）依次从01号到06号砂纸打磨试样表面，每次换砂纸时打磨方向转换90°，直至上道打磨痕迹消失即可更换下一张砂纸；（4）06号砂纸打磨完后，把试样表面放在抛光机上进行抛光，直至试样表面无最后一道打磨痕迹，且试样表面平整光亮。
第三章 焊接接头组织与力学性能分析
第三章焊接接头组织与力学性能分析本章对不同焊接参数的接头试件，分别进行了拉伸、冲击、弯曲、硬度以及金相组织分析试验，通过接头的各项力学性能指标、组织和硬度，来研究不同焊接工艺对低温钢06Cr19Ni10与16MnDR的焊缝组织性能的影响，从中选择最优的焊接工艺。
3.1力学性能按照表2-7和表2-8提供的焊接工艺，焊制不同坡口和不同焊接参数条件下的异种钢接头，制备标准试样并按要求进行了拉伸、冲击及弯曲试验。
3.1.1拉伸试验结果及分析在WE-1000液压式万能试验机上对不同焊接接头分别作拉伸试验，每组焊接参数制备2个试样，共3组。
试验结果见表3-1。
表3-1 焊接接头拉伸试验参数试样编号试样厚度(mm)断裂载荷( kN )抗拉强度(Mpa)断裂部位和特征L1-A 16 175 545 断于焊缝L1-B 16 170 530 断于焊缝L2-A 16 172 540 断于焊缝L2-B 16 176 550 断于焊缝L3-A 16 168.0 525 断于焊缝L3-B 16 175.0 545 断于焊缝根据标准NBT 47014-2011拉伸试验合格指标，试验母材为两种金属材料时，每个试样的抗拉强度应不低于本标准规定的两种母材抗拉强度最低值中的较小值。
从试验结果看，不同焊接工艺下的焊接接头的抗拉强度基本上等同于两侧母材强度，且高于两种母材抗拉强度最低值中的较小值。
焊接的接头均满足关于拉伸试验的评定要求。
对比之下横位焊接中编号2的抗拉强度要略高于其他两组。
其焊接速度较快，虽然钝边略小，但焊接的坡口也较小，使其焊接时熔化的母材较少，因此熔合比相对其他组会较小。
这使其抗拉强度高的原因。
3.1.2 冲击试验结果及分析在JB-300B冲击试验机上对不同焊接接头分别进行冲击试验，每组焊接参数制备9个试样，在两侧热影响区和焊缝区各3个，共3组。
试验结果见表3-3。
表3-3 焊接接头的冲击试验参数试样编号试样尺寸（厚×宽×长）（mm）缺口类型缺口位置试验温度(℃) 冲击吸收功（J）C1-1-15×10×55 V型热影响区(不锈钢侧）-40℃C1-1-2C1-1-3C1-2-15×10×55 V型焊缝-40℃C1-2-2C1-2-3C1-3-15×10×55 V型热影响区（低温钢侧）-40℃C1-3-2 C1-3-3C2-1-15×10×55 V型热影响区(不锈钢侧）-40℃C2-1-2C2-1-3C2-2-15×10×55 V型焊缝-40℃C2-2-2C2-2-3C2-3-15×10×55 V型热影响区（低温钢侧）-40℃C2-3-2 C2-3-3C3-1-15×10×55 V型热影响区(不锈钢侧）-40℃C3-1-2C3-1-3C3-2-15×10×55 V型焊缝-40℃C3-2-2C3-2-3C3-3-15×10×55 V型热影响区（低温钢侧）-40℃C3-3-2C3-3-3根据标准NBT 47014-2011冲击试验合格指标，钢质焊接接头每个区3个标准试样为一组冲击吸收功平均值应符合设计文件或相关技术文件规定，且不低于表3-4中规定值，至多有一个试样的冲击吸收功低于规定值，但不得低于规定值的70%。
S30408不锈钢小孔型TIG_焊接头组织与性能分析
小孔型TIG 焊是2000年左右出现的一种大电流TIG 焊接新技术，其原理是通过大电流形成的电弧压力与熔池液态金属的表面张力相平衡形成小孔，从而实现深熔焊接。
该焊接方法可以实现3-12mm 不锈钢、3-16mm 钛合金以及3-8mm 低合金钢的单程全熔透焊接成型，且无需填丝、无需开坡口。
小孔型TIG 焊电弧很集中，形成类似于等离子和激光焊的效果。
小孔型TIG 焊由于不需要填丝，接头全部由母材组成，消除了夹渣、气孔以及许多焊接工艺常见的其它缺陷，在极大提高焊接效率的同时，保证了焊接质量。
因其显著的高效性特点，在工程中具有巨大的应用价值。
近几年，该技术已逐步应用于管道组焊、薄壁压力容器组焊等工业领域[1]。
S30408是不锈钢压力容器的常用钢种，目前国内同材质压力容器主要采用的焊接方法为钨极氩弧焊、焊条手工焊、埋弧焊，存在焊接质量控制困难，效率低等特点。
本文针对30408不锈钢小孔型TIG 焊接头的力学性能和组织特性进行研究，为国内同类材料的压力容器制造提供基础数据。
一、试验方法试验所用母材为国产S30408奥氏体不锈钢，不填丝焊接，母材成分见表1。
试板尺寸为500mm ×120mm ×12mm ，采用小孔型TIG 焊进行单程全熔透一次性焊接，焊接工艺参数见表2。
焊后参照NB ／T 47014--2011《承压设备焊接工艺评定》进行拉伸、弯曲、晶间腐蚀性能测试，并使用金相显微镜对焊接接头进行宏观、微观显微组织进行分析。
二、试验结果分析1.焊缝成形分析。
图1为小孔型TIG 焊焊缝成形照片。
由于小孔型TIG 焊采用大电流焊接，焊接过程中电弧直接穿透工件，在电弧吹力、表面张力和重力的共同作用下，形成稳定的小孔效应，实现单面焊双面成型。
焊道正面宽度为10mm ，背面宽度为2mm ，由于背面熔透宽度小，这对焊接时钨极与焊缝的对中程度和焊缝装配间隙要求较高。
一般要求钨极与焊缝对中偏差不超过0.5mm ，焊缝装配间隙不超过1mm 。
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
4、测量热影响区宽度（手弧焊及气焊）
五、注意事项
1、拿取金相试样时，不得用手指触摸试样表面或使试样表面受到硬物擦伤，以免使
显微组织模糊，影响观察效果。
2、画组织图时，应抓住组织形态特点，画出典型区域的组织，注意不要将磨痕画在
图上。
3、认真完成实验报告。
7
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。
该区域金属的组织是不均匀的，晶粒大小也不一致，一部分是经过重结晶的晶粒细小的铁
素体和珠光体，另一部分是粗大的铁素体，如图 23(
e)所示。由于组织不均匀，因而机械
性能也不均匀。
5、母材（再结晶区）
当母材为热轧状态供应的钢材时， 则该区组织仍保留原始的带状组织特征， 如图 23(
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。联接处的母材和焊缝金属具有交互结晶的特征，图 22
为母材和焊缝金属交互结晶的
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
真空电子束焊 ― －－0.05～0.75
三、实验设备及材料
1、金相显微镜、 30 倍放大镜
2、有关金相图谱
3、A3钢手弧焊及气焊接头宏观组织试样及显微试样。
四、实验内容及步骤
1、实验前，先认真阅读实验指导书的内容，并明确本次实验的目的和要求。
2、观察并画出焊接接头的宏观组织示意图，观察焊接缺陷形态及部位。
b）所示。
2、过热区
该区的加热温度范围为 1100～1350℃。由于受热温度很高，使奥氏体晶粒发生严重的
长大现象，冷却后得到晶粒粗大的过热组织，故称为过热区。此区的塑性差，韧性低，硬
度高。其组织为粗大的铁素体和珠光体。在有的情况下，如气焊或导热条件较差时，甚至
可获得魏氏体组织。因此，焊接钢度较大的结构时，常在过热区产生裂纹，过热区的显微
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，晶粒的成长会被竭止，这就是所谓选择长大，并形成焊缝中的柱状晶形态，如
图 23（
a）所示。
图 22
焊缝金属
5
晶区。该区的组织比退火（或轧制）状态的母材组织细小，因此，该区是热影响区中组织
和性能最好的区域，如图 23(
d)。
4、部分相变区（不完全重结晶区）
焊接时，加热温度在 Ac1~Ac3之间（约 750～900℃）的金属区域为不完全重结晶区。
当低碳钢的加热温度超过 Ac1时，珠光体先转变为奥氏体。温度进一步升高时，部分铁素
1、熔合区
紧邻焊缝的母材与焊缝交界处的金属称为熔合区或半熔合区。焊接时，该区金属处于
局部熔化状态，加热温度在固液相温度区间（约 1350～1450℃）。在一般熔化焊的情况下，
此区仅有 2～3 个晶粒的宽度，甚至在显微镜下也难以辨认。但是，它对焊接接头的强度、
塑性都有很大影响，如图 23（
组织如图 23(
c)所示。
3、正火区（重结晶区）
该区加热温度在 Ac3~1100℃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 Ac3，奥氏体晶粒尚未长大，冷却后获得
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
4
不易淬火钢包括低碳钢， 16Mn、15MnTi、15MnV 等低合金钢。现以 20 号钢为例，
根据其焊接热影响区金属的组织特征，可以分为 5 个区域，如图 24
所示。
图 24
低碳钢焊接接头组织变化图
1、熔合区 2、过热区 3、正火区 4、部分相变区 5、再结晶区
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
1
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
体逐步溶解于奥氏体中，温度越高，溶解的越多，直到 Ac3时，铁素体将全部溶解在奥氏
体中。焊后冷却时，又从奥氏体中析出细小的铁素体，一直冷却到 Ar1时，残余的奥氏体
就转变为共析组织－珠光体。由次可看出，次区只有一部分组织发生了相变重结晶过程，
而始终未溶入奥氏体的铁素体，在加热时会发生长大，变成较粗大的铁素体组织，因此，
实验二 低碳钢熔化焊焊接接头组织分析
一、实验目的
1、观察焊接接头的宏观组织及焊接缺陷
2、观察焊缝、热影响区及母材的各种典型结晶形态
3、掌握低碳钢焊接接头各二、实验概述
手工电弧焊的焊接过程如图 21
所示。当电弧在焊条与焊件之间引燃后，电弧热使焊
性能的不利因素最为显著，因此，在焊接过程中应尽可能减少热影响区的宽度。焊接热影
响区的大小受到许多方面的影响，不同的焊接方法、焊接板厚、焊后冷却速度等都会使热
影响区的尺寸发生变化。表 21
是用不同的焊接方法焊接低碳钢时焊接热影响区的平均尺
寸。
表 21
不同的焊接方法焊接低碳钢时的焊接热影响区平均尺寸
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
2
（a）
（b）
（c）
3
（d）
（e）
（f）
图 93
20号钢焊接接头金相组织（ 200×）
（a）焊缝的焊态组织；（b）熔合区的焊态组织；（c）过热区焊态组织；
（d）正火区焊态组织；（e）部分相变区焊态组织；（f）焊态母材组织；
（二）不易淬火钢焊接热影响区金属的组织变化
件（与电弧接触部分）及焊条末端熔化，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 21
手工电弧焊过程示意图
f)
所示。
如果焊前母材为冷轧状态供应的钢材，则在加热温度为 Ac1以下的金属中还存在一个
再结晶区。处于再结晶区的金属，在加热的过程中将发生金属的再结晶过程，即经过冷变
形后的碎晶粒在再结晶温度作用下重新排列的过程。
6
以上是焊接热影响区中主要的组织变化区段，其中以熔合区和过热区对焊接接头组织
焊接方法 各区平均尺寸 总宽
（mm 过热区 正火区 部分相变区
手弧焊 2.2～3.0 1.5～2.5 2.2～3.0 6.0～8.5
埋弧自动焊 0.8～1.2 0.8～1.7 0.7～1.0 2.3～4.0
电渣焊 18～20 5.0～7.0 2.0～3.0 25～30
气焊 21 40 2.0 27.0