不同材料焊接接头的金相分析
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。
焊接接头的金相分析
焊接接头的⾦相分析实验⼀焊接接头的⾦相分析⼀、实验⽬的1.初步掌握焊接接头⾦相试样的制备⽅法。
2.了解低碳钢、管线钢焊接接头各区域⾦相组织及分布特点。
⼆、实验内容1.⾃制低碳钢焊接接头试样，观察与分析其⾦相组织。
2.对实验室制备好的低碳钢、管线钢试样进⾏⾦相组织观察、分析和⽐对。
三、实验原理⾦属材料焊接成型的过程中，焊接接头的各区域经受了不同的热循环过程，因⽽所获得的组织也有很⼤的差异，从⽽导致机械性能的变化。
对焊接接头进⾏⾦相分析，是对接头性能进⾏分析和鉴定的⼀个重要⼿段，它在科研和⽣产中已得到了⼴泛的应⽤。
焊接接头的⾦相分析包括宏观和显微分析两⽅⾯。
宏观分析的主要内容为：⽤⾁眼、放⼤镜、或低倍显微镜（＜100×）观察与分析焊缝成形、焊缝⾦属结晶⽅向和宏观缺陷等。
图1-1是在50倍显微镜下所观察到的焊接接头的宏观照⽚：图1-1 焊接接头的宏观照⽚ 50X显微分析是借助于光学显微镜或电⼦显微镜（＞100×）进⾏观察、分析焊缝的结晶形态、焊接热影响区的组织、分布特点以及微观缺陷等。
焊接接头由焊缝⾦属、焊接热影响区及母材等三部分组成。
焊缝⾦属的结晶形态及焊接热影响区的组织变化不仅与焊接热循环有关，也和所使⽤的焊接材料及被焊材料有密切的关系。
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联接。
联接处的母材和焊缝⾦属具有交互结晶的特征，图1-2为母材和焊缝⾦属交互结晶的⽰意图。
图1-2 母材和焊缝⾦属的交互结晶由图可见，焊缝⾦属与联接处的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，晶粒的成长会被抑制，这就是所谓的选择长⼤，并形成焊缝中的柱状晶。
2.不易淬⽕钢焊接热影响区⾦属的组织变化不易淬⽕钢包括低碳钢和热轧、正⽕低合⾦钢等。
6061铝合金焊接接头金相
6061铝合金焊接接头金相
焊接6061铝合金接头的金相照片显示，焊缝区域的金相结构与基材（6061铝合金）的金
相结构有所不同。
在焊缝区域，通常可以看到有一条或多条暗色的线状或网状晶粒，这是由于焊接过程中的热输入引起的晶粒生长和再结晶效应。
同时，焊缝区域可能存在一些气孔、夹杂物或其他缺陷。
在焊缝热影响区（HAZ）周围的区域，金相结构通常与基材相似，但可能存在一些细微的差异。
这些差异可能是由于焊接过程中的热输入和冷却速率引起的。
总的来说，焊接6061铝合金接头的金相照片可以用来评估焊接质量和接头的力学性能，并确
定是否存在焊接缺陷。
不同材料焊接接头的金相分析ppt课件
Company Logo
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
三、实验原理
3.3熔化焊焊接接头特点
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。
三、实验原理
晶粒长大：
晶核的长大方式有两种，即均匀长大和树枝状长大。
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，这就是选择长大。选择长大过程中形成焊 缝中的柱状晶。
均匀长大
Company Logo
树枝状长大
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
Company Logo
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
五、实验报告要求
5.1实验数据整理
绘制焊接接头的宏观图形。包括焊缝形状、鳞片、枝 状晶及其成长方向，并简单说明相互关系。
绘制自已制作的焊接接头焊缝、热影响区各区域的显 微组织示意图，注明试样制作条件、放大倍数等。
四、实验内容及步骤
4.1实验内容
自制Q235钢与管线钢焊接接头试样。
对实验室制备好的Q235与管线钢试样进行金相组织观 察、分析和比对。
Company Logo
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
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。
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。
焊接件的金相检验
3
焊接件的金相检验—宏观检验
二、宏观检验
5
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
1
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。
Q235B钢薄板RSW焊接接头金相组织分析
Q235B钢薄板RSW焊接接头金相组织分析谢芋江;周培山;杨祥海;景勇俊【摘要】采用RSW工艺对Q235B钢板(δ=1 mm)进行焊接试验,研究分析优质焊接接头各部位的金相显微组织变化及硬度分布特点.试验结果表明:焊接接头的正火区组织为细小的块状铁素体和珠光体,硬度值略高于母材,塑性、韧性较好；过热区其主要由珠光体和少量呈羽毛状的上贝氏体组成,硬度值最高；熔核区组织主要为低碳马氏体和残余奥氏体,硬度值略低于过热区.%The welding of Q235B steel (δ=1mm) is tested with RSW process,research and analysis of various parts of microstructure changes and hardness distribution characteristics of the good quality of welded joints.The results showed that the welded joints normalizing zone are the small granular ferrite and pearlite,the hardness value slightly higher than the base material,good plasticity and toughness; overheated zone is mainly made up of pearlite and a small amount of feathery upper bainite with the highest hardness;the hardness value of the nugget zone,which includes lath martensite and retained austenite,is slightly lower than the overheated zone.【期刊名称】《电焊机》【年(卷),期】2013(043)007【总页数】4页(P103-106)【关键词】Q235B;RSW;焊接接头;金相组织【作者】谢芋江;周培山;杨祥海;景勇俊【作者单位】西南石油大学应用技术学院,四川南充637001;西南石油大学应用技术学院,四川南充637001;西南石油大学应用技术学院,四川南充637001;西南石油大学应用技术学院,四川南充637001【正文语种】中文【中图分类】TG453+.90 前言RSW是最重要的电阻焊方法之一，它具有生产效率高、焊接质量稳定、易实现机械化和自动化等优点，因此该技术在生产中得到广泛应用[1]。
不锈钢焊接金相
不锈钢焊接金相一、引言不锈钢是一种具有耐腐蚀性能的金属材料，广泛应用于各个领域。
在不锈钢制品的生产过程中，焊接是不可避免的工艺。
不锈钢焊接金相研究是对焊接接头进行金相组织分析，以评估焊接接头的质量和性能。
二、不锈钢焊接金相的意义不锈钢焊接金相研究对于探究焊接接头的组织结构和性能具有重要意义。
通过金相分析，可以评估焊接接头的组织均匀性、晶粒尺寸、相变情况以及是否存在焊接缺陷等。
这些信息对于评估焊接接头的强度、耐腐蚀性以及使用寿命具有指导意义。
三、不锈钢焊接金相的方法1. 试样制备：从焊接接头处取得试样，经过切割、研磨和抛光等处理，制备出光滑平整的试样表面。
2. 腐蚀处理：将试样浸泡在适当的腐蚀剂中，去除试样表面的氧化物和其它杂质，以保证金相观察的准确性。
3. 金相显微镜观察：将处理后的试样放置在金相显微镜下观察，通过调节放大倍数和焦距，观察试样的组织结构。
四、不锈钢焊接金相的分析结果1. 组织均匀性：通过金相显微镜观察，可以评估焊接接头的组织均匀性。
均匀的组织结构代表焊接接头的质量较好，反之则表示存在焊接缺陷或者不均匀的组织情况。
2. 晶粒尺寸：通过金相显微镜观察，可以测量焊接接头中晶粒的尺寸。
晶粒尺寸的大小与焊接接头的性能密切相关，晶粒尺寸越大，焊接接头的强度和韧性越低。
3. 相变情况：通过金相显微镜观察，可以观察焊接接头中的相变情况。
相变的存在会导致焊接接头的性能发生变化，因此需要进行相变的分析和评估。
4. 焊接缺陷：通过金相显微镜观察，可以检测焊接接头是否存在缺陷，如气孔、裂纹、夹杂物等。
这些缺陷会降低焊接接头的强度和耐腐蚀性能。
五、不锈钢焊接金相的应用领域不锈钢焊接金相的研究广泛应用于各个领域。
在船舶、化工、石油、食品等行业中，焊接接头的质量和性能对于设备的安全运行至关重要。
通过不锈钢焊接金相的研究，可以评估焊接接头的质量，及时发现和解决焊接缺陷，提高设备的使用寿命和可靠性。
六、总结不锈钢焊接金相研究是对焊接接头进行金相组织分析的过程，通过金相显微镜观察和分析，可以评估焊接接头的质量和性能。
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。
异种金属的焊接
①与珠光体钢相似； ②与马氏体钢相似； ③与两种钢完全不同，采用奥氏体钢焊丝或焊条。
8.珠光体钢与奥氏体钢的焊接
一、焊接性
①焊缝的稀释 ②过渡层的形成 ③熔合区扩散层的形成（脱碳层、增碳层） ④焊接接头应力状态的特点 ⑤延迟裂纹
二、焊接工艺
①焊接方法的选择 焊条电弧焊，熔合比小，且操作灵活，不受焊件形状的限制。 ②焊接材料的选择 根据母材种类和工作温度进行选择
(2)焊接材料
焊接材料的选择原则：
4.异种钢的焊接要点
1）接头的设计应有助于焊缝稀释率的减小，应避免在某些 焊缝中产生应力集中。
2）焊接电流、焊条直径、焊接速度、焊条摆动方法及焊接层 数的选择，应以减小母材金属的熔化和提高焊缝的堆积量为主 要原则。 3）焊接淬硬钢时，必须进行预热。 4）焊接复杂结构时，先分件组装焊接，再整体拼装，有助于 减小刚度及焊接残余应力。
厚度大于3mm，开X形坡口，保证焊透，或采用埋弧焊。 压焊：真空扩散焊、电阻焊、或闪光焊、爆炸焊；
三、钢与镍及其合金的焊接
①钢与镍及其合金的焊接性
镍与铁的物理及化学性能差别不大，有利于焊接，但易产生气孔及热裂 纹。
高温下镍与氧形成NiO，冷却时镍与氢、碳发生反应，镍被还原，生成 水蒸气和一氧化碳。结晶时形成气孔。
间接熔焊（加过渡段，采用爆炸焊方法制成钛-钢复合件。）
11. 异种有色金属的焊接
一、铝与铜的焊接
①铝与铜的焊接性
方法：压焊（铜与铝的塑性很好）
利用压焊制成铝铜过渡接头，实现同种金属的焊接。
②铝与铜的焊接工艺
<1>氩弧焊 铝与铜氩弧焊时，要将电弧向铜的一侧偏移约相当于板厚 1/2的距离，以便达到两种材料的均匀熔化。
焊接接头宏观金相组织检验
焊接接头宏观金相组织检验规范
1、 名词解释：
1.1焊接接头宏观金相组织检验：用来检查焊缝金属、熔合线、热影响区及母材组织特点，以及有无内部缺
陷的检验方法。
1.2通常把用肉眼或不大于10倍的放大镜检查产品以及整个焊缝金属组织表面或断口宏观组织缺陷的方法叫
宏观检验法。
1.3酸蚀低倍检验：将制备好的试样，用酸液腐蚀，以显示其宏观组织的方法。
2、意 义：通过了解接头的金相组织，我们可以清楚制定该金属正确的工艺、焊接规范的影响因素、焊条及
填充金属的类别区分方法以及热处理和其他鉴定焊缝机械性能的各种影响因素等情况，并且可以
查明焊缝的缺陷和确定它们产生的原因。
3、试样制备：
3.1切割方法：保持焊缝的原始形状，用剪、锯、切等机械方法切取试片；
3.2形状要求：切口与焊缝垂直、试样应包含整个焊缝，热影响区及整个母材；
3.3制备要求：必须除去由取样造成的变形和热影响区以及焊缝加工缺陷；
3.4制备工艺：线切割→2#金刚石砂纸打磨→金相砂纸精磨（要求切口面：Ra0.8以上）；
3.5酸蚀工艺：
4
、酸蚀方法及酸蚀液配制：
4.1冷酸酸蚀法：用一定配比的酸蚀液，在室温下对低倍试片进行腐蚀，来显示焊缝的低倍组织及缺陷。
4.2热酸酸蚀法：配制成分为1：1
（容积比）工业盐酸水溶液，酸蚀温度为65~80℃。
酸蚀时间以准确显示
钢的低倍组织及缺陷为准（可参照下表）。
注：以上主要内容摘自：王朝前编写。
《焊接质量检验》。
辽宁科学技术出版社1994.11。
326~328页
审定： 审核： 作成：。
焊接接头金相组织分析
焊接接头金相组织分析一、试验目的（一）观察与分析焊缝的各种典型结晶形态（二）掌握低碳钢焊接接头各区域的组织变化（三）了解低碳钢焊接热影响区的组织变化规律。
二、试验装置及试验材料（一）粗、细金相砂纸一套（二）平板玻璃2块（三）金相显微镜4台（四）吹风机1个（五）抛光机4台（六）低碳钢焊接接头试片1个（七）腐蚀液：4％硝酸酒精溶液（八）乙醇、丙酮、棉花等三、试验原理（一）焊缝凝固时的结晶形态❖1、焊缝的交互结晶，如图1所示❖❖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R和温度剃度G有关。
图2 C0、R和G对结晶形态的影响（二）低碳钢焊缝热影响区金属的组织变化以低碳钢为例，根据其热影响区金属组织的特性，可分为四个区域，如图3所示:图3低碳钢焊接热影响区分布特征1-熔合区；2-粗晶区；3-结晶区；4-不完全重结晶区；5-母材a、接头金相组织：1、未受热影响的焊缝金属区；2、受影响的层间金属区，结晶形态消失；3、受过热作用的热影响区；4、母材；b、过热粗晶区魏氏体组织C、左侧一次正火细晶区，右侧二次正火，晶粒较粗d、不完全结晶区组织e、母材组织（三）30CrMnSiA钢焊缝热影响区金属组织变化30CrMnSiA钢的连续冷却转变曲线四、实验方法及步骤（一）低碳钢焊接接头金相分析1、试样的准备；2、用金相砂纸打磨试片；3、抛光试片；4、腐蚀；5、在显微镜下观察与分析（二）30CrMnSiA钢试片的制作1、将厚度为的30CrMnSiA钢板切成180× 20mm和180× 35mm两种规格的试片；2、试片焊前进行退火处理；3、去除试片表面油污及氧化物；4、分别用电弧焊和气焊焊接试片；5、制作金相试样：打磨、抛光、腐蚀等；6、在显微镜下观察已制备好的金相试样；五、实验结果整理与分析（一）根据金相观察照出各区域焊接接头显微组织；❖（二）分析焊接接头各区域显微组织特征；❖焊接接头主要包括5个区域❖1、熔合区2、过热区3、正火区4、部分相变区5、再结晶区❖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。
2205双相不锈钢焊接、热处理、金相分析论文
1 前言双相不锈钢发展应用开始于20世纪30年代，至今已发展了三代双相不锈钢。
第一代双相不锈钢：(1) 以美国在20世纪40年代开发的AISI329钢为代表，含高Cr、Mo，耐局部腐蚀性能好，但含碳量较高（C≤0.10%），焊接后其接头耐腐蚀性和韧性都较差，使钢在应用上受到限制，只适用于铸锻件。
(2) 日本在美国329钢基础上降低了含碳量，开发了SUS329J1钢，可作为焊接用钢。
(3) 60年代中期，瑞典开发了著名的3RE60钢，特点是超低碳，含Cr量为18%。
焊接及成型性能良好，使之成为第一代双相不锈钢的代表钢种。
第二代双相不锈钢：(1) 20世纪80年代瑞典先开发了不含Mo的超低碳型双相不锈钢。
代表钢种为SAF2304钢。
(2) 而后在第一代双相钢的基础上开发了含氮的超低碳型双相不锈钢。
典型钢种是瑞典开发的SAF2205钢，使双相钢应用范围很广。
第三代双相不锈钢：(1) 20世纪50年代后期发展了超级双相不锈钢，其特点是含碳量低（≤0.03%）含Mo、N量高（Mo约为4%，N约为0.3%）；钢中铁素体含量达到40~45%；具有优良的抗点蚀能力，其PRE值大于40。
代表钢种为SAF2507钢。
双相不锈钢作为一种特殊的不锈钢材料，正在被日益广泛地应用于压力容器等相关的设备中。
双相不锈钢与奥氏体不锈钢相比，在抗晶间腐蚀、腐蚀、点蚀、间隙腐蚀，特别是抗氯化物导致的应力腐蚀开裂方面具有绝对的优势。
在石油、化工领域里应用前景非常远大。
如表1-1所示为部分双相不锈钢的牌号与化学成分[1]。
表1-1 部分双相不锈钢的牌号与化学成分数据来源：2004年2月《焊接设备与材料[J].焊接技术》2 双相不锈钢双相不锈钢系指不锈钢中既有奥氏体（α），又有铁素体（γ）组织结构的钢种，而且此二相组织要独立存在，且含量较大。
一般认为，在奥氏体基体上有≥15%铁素体或在铁素体基体上有≥15%的奥氏体，均可称为奥氏体+铁素体双相不锈钢，本文简称为双相不锈钢。
焊接区断口金相分析(图片转文字)
第一章绪论 (1)§1—1断口金相学的发展及任务……………1 一、断口金相学的由来爰发展……………1 二、断口金相学的任务……………………1 三、断口金相学在焊接中的应用…………1 §1—2断口金相的一般技术…………………2 一、断口的保存与清洗………………………2 二、断口的宏观分析技术……………………2 三、断口的微观分析技术……………………3 §2—1§2—2二、v §2-3§3一l §3-2一、氢致延迟裂纹断口特征及其形成机制………………………………………68 二、淬火裂纹断口特征及其形成机制………87 三、层状撕裂断口特征及其形成机制………93 §3-3焊接再热裂纹断口特征厦形成机制……………………………………………100 一、裂纹性质，宏观特征爰形成条件…100 二、裂纹形成机制爰断口微观形貌……102 第四章焊接区脆化及脆性断裂断口形貌分析……………………………108 §4—1焊缝金属的低温脆性及其断口 §1-1断口金相学的发展及任务一、断口金相学的由来及发展金属断口分析是一门研究金属断裂表面的科学。
由于断裂过程往往是瞬间完成的，所以靠实验方法直接掌握整个断裂过程的物理现象或断裂机理比较困难，然而，在断裂造成的断口表面上却往往留下某些反映断裂的物理过程的痕迹或信息。
正如考古学家靠分析化石，法医靠解剖尸体来取得结论那样，断口金相工作者靠对断口表面保留的痕迹的分析目录来获得断裂起因或断裂机制方面的可靠情报。
从中世纪开始，人们已经会运用肉眼或放大镜对金属断口进行宏观分析，16世纪，人们已懂得用断口的宏观形貌来评定金属材料的质量。
如将开缺口的铜锭横向打断，观察断口以检查铜锭的质量。
19世纪，人们已经把断口的宏观形貌进行分类；研究了断口形貌由纤维状转变为结晶状的影响因素；认识了典型的标准形状拉伸断口的形成与分区等(2)作为事故分析的重要手段。
- 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)。
Company Logo
二、实验装置及实验材料
Q235和X80焊接接头试样 粗细金相砂纸 平板玻璃 抛光机 吹风机 4%硝酸酒精溶液、酒精 脱脂棉 10倍放大镜 金相显微镜 金相图谱 各1块 1套 1块 1台 1个 若干 若干 一支 1台 1套
Company Logo
三、实验原理
3.3熔化焊焊接接头特点
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。
焊接热循环的特点： 局部加热。 熔池温度高。 移动速度快。 高温停留时间短。 自然冷却。
Company Logo
材料热处理的特点： 整个热处理过程均在可 控制范围内，按人的意 志实现转变。
Company Logo
三、实验原理
Company Logo
低碳钢焊接接头宏观照片
三、实验原理
焊缝 熔合区 粗晶区
魏氏组织 正火区
部分相交区
Company Logo
低碳钢焊接接头组织
三、实验原理
焊缝
熔合区
粗晶区
正火区
母材
Company Logo
管线钢焊接接头组织
三、实验原理
3.4焊接接头的金相分析方法
Company Logo
六、思考题
低碳钢焊接接头热影响区的粗晶区中能否出现马氏体 组织？ 低碳钢焊接接头在什么条件下会出现魏氏体组织？ 焊缝组织是否有可能全部是等轴晶？为什么? 不易淬火钢的焊接热影响区组织，与焊前母材的状态 有什么关系?
Company三、实验原理
Company Logo
均匀形核
三、实验原理
2）非自发形核：依靠液体中存在的固体杂质或容器壁 形核，则称为非自发形核，又称非均匀形核。
非均匀形核示意图
Company Logo
三、实验原理
焊接时存在两种非自发晶核质点： 一种是合金元素，V,Ti，Nb等与C、N形成微小固相质点， 从而形成晶核，并细化晶粒； 另一种是现成表面，焊接熔池边界，正是固液相的相界 面，熔池边界半熔化的母材晶粒表面为新相晶核的“基 底”。这种称为交互结晶或连生结晶。
三、实验原理
3.1熔化焊焊接接头
熔化焊是焊接成型中应用最广泛的一种焊接方法。 焊接接头由焊缝金属和焊接热影响区金属组成。
熔化焊焊接接头实物
Company Logo
三、实验原理
3.2焊缝金属的结晶（一次结晶）
分为两种：自发形核与非自发形核 （1）自发形核（均匀形核） 以过冷液态金属中存在的“相起伏”为基础的形核。
不同材料焊接接头组织的 金相观察与分析
LOGO
一、实验目的
对焊接接头进行金相组织分析，已成为焊接生产与科研 中用以评判焊接接头质量优劣，寻找焊接结构失效原因 的一种重要方法。 实验目的： 初步掌握焊接接头金相试样的制备方法。 观察焊接接头的宏观组织及焊接缺陷。 观察低碳钢Q235及管线钢焊接接头各区域的典型结晶形 态及其分布特点。 掌握焊接接头各区域的组织变化。
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 用肉眼、放大镜、或低倍显微镜（＜100×） 观察与分析焊缝成形、焊缝金属结晶方向和宏 观缺陷等。 显微分析 借助于光学显微镜或电子显微镜（＞100×） 进行观察、分析焊缝的结晶形态、焊接热影响 区的组织、分布特点以及微观缺陷等。
Company Logo
三、实验原理
Company Logo
三、实验原理
低碳钢根据焊接热影响区内各区段在焊接过程中所达 到的最高温度范围不同，按距焊缝由近及远依次分为：
熔合区（固相线-液相 线，母材与焊缝交界的 部位 ） 过热区（1100℃-固相 线 ，低碳钢过热区晶 粒粗大，主要是魏氏组 织W ） 完全正火区（AC31100℃，即正火区 ， 晶粒细小均匀，综合力 学性能最好的区域。） 不完全正火区（AC1AC3，部分相变区）
Company Logo
三、实验原理
晶粒长大： 晶核的长大方式有两种，即均匀长大和树枝状长大。 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，这就是选择长大。选择长大过程中形成焊 缝中的柱状晶。
均匀长大
Company Logo
树枝状长大
四、实验内容及步骤
4.1实验内容
自制Q235钢与管线钢焊接接头试样。
对实验室制备好的Q235与管线钢试样进行金相组织观 察、分析和比对。
Company Logo
四、实验内容及步骤
4.2实验步骤
制样：将已焊好的试件(以结422焊条在150×80×3mm的 试件上堆焊)，切成25×25mm的试片，然后把试片四周 用砂轮打去毛刺，并把四个角打磨成圆角。 抛磨：用金相砂纸打磨试片。必须注意，研磨试片的砂 纸要由粗到细、依次制作，不要使粗砂粒带到细的砂纸 上。试片研磨完后，用清水冲洗，进行机械抛光，抛光 后再用清水冲洗试片。 腐蚀：将抛光好的试片，用4％的硝酸酒精溶液腐蚀， 大约经过5~10s左右，立即用清水冲洗，然后用无水乙 醇轻轻擦去水分，并用吹风机吹干。 观察与分析：把已制备好的试片在显微镜下进行观察与 分析。分清焊接接头各区域后，仔细辨认各区域组织的 特征，在显微镜下，测定焊接热影响区各区域的组织。 绘制各区域组织示意图。
Company Logo
五、实验报告要求
5.1实验数据整理
绘制焊接接头的宏观图形。包括焊缝形状、鳞片、枝 状晶及其成长方向，并简单说明相互关系。 绘制自已制作的焊接接头焊缝、热影响区各区域的显 微组织示意图，注明试样制作条件、放大倍数等。
5.2实验结果分析
说明各区域组织的生成机理及其对焊接接头性能的影 响。 解释同一焊缝中存在不同结晶形态的原因。从理论上 分析实验中观察到的结果，分别说明各焊缝组织从熔 合区到焊缝中心变化的趋势。
三、实验原理
金 属 的 树 枝 晶 金 属 的 树 枝 晶
Company Logo
金 属 的 树 枝 晶
冰 的 树 枝 晶
三、实验原理
晶核形成后便向各方向生长，同时又有新的晶核产生。晶核
不断形成，不断长大，直到液体完全消失。每个晶核最终长
成一个晶粒，两晶粒接触后形成晶界。
Company Logo