焊接的金相检验
焊接金相试样的制备及其硬度的测定
焊接金相试样的制备及其硬度的测定一、 目的要求1．学会金相试样的制备，主要掌握预磨、抛光、侵蚀。
2．学会试样维氏硬度、洛氏硬度的测定。
二、 基本原理焊接金相分析是以金相分析方法来研究焊接接头的组织变化，研究焊接缺陷和接头性能与焊接方法之间的关系，是保证和提高焊接接头质量的一门试验学科。
焊接金相的研究方法，主要是通过解剖试样直接在金相显微镜下进行观察分析或通过其它设备检测试样。
金相分析时需要制取大量的焊接接头金相试样，试样的制备包括从焊接构件上切取试样，之后进行试样的修整，磨光，抛光，侵蚀等一系列加工，制备焊接金相试样是焊接工作者应具备的基本技能。
硬度是材料机械性能和产品质量的重要指标之一，它与材料的其它性能也有一定的关系，并且硬度试验方法简便易行，所以广泛应用于焊接接头性能测试中，GB4675.5-84就是《焊接热影响区最高硬度试验方法》，是以热影响区最高硬度来相对地评价钢材冷裂倾向的试验方法。
三、 仪器与样品仪器：预磨机、抛光机、维氏硬度计、洛氏硬度计、显微硬度计样品：X70钢焊接接头切块四、 实验步骤（一）焊接金相试样制备1．磨光将切取好的金相试样进行逐级顺序磨光。
磨光试样可以在预磨机上进行，也可以将砂纸铺在玻璃板上手工进行。
砂纸的使用顺序通常为100#，200#，400#，600#，800#，1000#。
起始砂纸号取决于试样表面的粗糙度及切取时的损伤深度。
磨光是加水湿磨，在各级砂纸间从450~900变换方向，目测表面磨痕，保证将前一道留下的磨痕完全除掉。
2．抛光抛光在抛光机上进行。
以帆布、绒布或丝织品作抛光布，选用氧化铝粉、金刚石研磨膏作抛光膏。
抛光时，紧握试样以适度压力压向磨轮，同时试样从中心到边缘移动，不断加入冷却水，确保试样不过热，抛到划痕完全消除即可。
抛光好的试样用清水冲洗干净，用酒精脱水，烘干。
3．侵蚀显示焊接金相组织的方法有两种：化学侵蚀剂显示法和电解侵蚀显示。
大量的低碳低合金钢焊接金相组织都用化学试剂显示，常用的显示剂是硝酸酒精溶液和苦味酸酒精溶液，2~5%的硝酸酒精溶液能很清楚地显示低碳低合金钢焊接接头各区的组织。
焊接工艺评定金相试验验收标准
焊接工艺评定金相试验验收标准1. 引言在工业生产和制造过程中，焊接工艺评定金相试验验收标准扮演着至关重要的角色。
通过对焊接工艺的评定和金相试验结果的验收，可以确保焊接接头的质量，从而保证产品的安全性和可靠性。
本文将深入探讨焊接工艺评定金相试验验收标准的相关内容，以便读者能全面理解该主题。
2. 焊接工艺评定的概念焊接工艺评定是指对焊接工艺进行系统评定和确认，以确保焊接工艺能够满足产品设计和制造的要求。
评定焊接工艺需要考虑焊接材料的类型、厚度、焊接位置、预热温度、焊接电流、焊接速度等因素，以确定最佳的焊接工艺参数。
评定焊接工艺的目的是为了确保焊接接头的质量符合标准和规范的要求。
3. 金相试验的重要性金相试验是一种通过显微镜观察金属组织和晶粒的方法，用于评估材料的组织结构和性能。
在焊接过程中，金相试验可以检测焊接接头的缺陷和变质情况，如气孔、裂纹、夹杂物等。
金相试验结果的合格与否直接影响着焊接接头的质量和安全性。
4. 焊接工艺评定金相试验验收标准在进行焊接工艺评定和金相试验验收时，需要参考相关的标准和规范。
国家标准GB/T 8118-2010《焊工技术资格与认证》对焊接工艺评定的要求进行了详细规定，包括评定程序、评定方法、评定规则等。
金相试验验收也需要符合相关的标准，如GB/T 9445-2008《焊缝金相组织检验方法》。
这些标准和规范为焊接工艺评定和金相试验验收提供了可靠的依据，确保了焊接接头质量的稳定性和可靠性。
5. 个人观点与理解在我看来，焊接工艺评定金相试验验收标准的制定和执行至关重要。
只有通过严格的评定和验收标准，才能确保焊接接头的质量和可靠性。
金相试验作为一种重要的质量控制手段，可以帮助及时发现焊接接头的缺陷和问题，从而及时采取措施进行修复和改进。
我认为公司在进行焊接工艺评定和金相试验验收时，应该严格依据相关的标准和规范进行操作，以确保产品质量和客户满意度。
6. 总结通过对焊接工艺评定金相试验验收标准的深入探讨，我们了解到了焊接工艺评定和金相试验验收的重要性，以及相关的标准和规范。
7.10激光焊接接头的金相检验.
课程名称：激光焊接工艺实践 承担单位：浙江工贸职业技术学院
9/14/2018
1.教学目标
• 了解激光焊接接头的常用检测方法和目的，掌握激光焊 接接头金相检验的工艺过程。
9/14/2018
2 激光焊接接头的金相检验
2.1 激光焊接接头金相检验的定内部缺陷。图1是 对抗拉强度为600MPa的相变诱发塑性钢激光焊接接头做的金相检验照片，通过这样的 试验，可以了解焊缝、热影响区和母材等不同部位的组织状态，并可以发现是否存在 内部缺陷。
图3给出的是采用电子扫描显微镜对激光焊接速度对焊接接头熔合区、热影响区微观组
织的影响分析，根据分析结果可以掌握激光焊接参数对焊接接头的微观组织、性能的影 响规律。
9/14/2018
图3 600MPaTRIP钢激光焊接接头的微观金相检验 （SEM）
微观金相检验还可以用更先进的设备，如电子显微镜、X射线衍射仪、电子 探针等分别对组织形态、析出相和夹杂物进行分析以及对断口、废品和事故、 化学成分等进行分析。 图4是采用电子扫描显微镜对激光焊缝内部的气孔特征进行分析，从而判 断气孔的类型和产生的原因，为减少气孔缺陷找到解决方法。
A
图4 600MPaTRIP钢激光焊缝内气孔的微观金相检验 （SEM）
9/14/2018
3. 小结
本次课介绍了激光焊接接头的金相检验方法和目的，以60
０ＭＰａＴＲＩＰ钢为例，说明了金相检验对了解焊接接头
金相组织状态和发现缺陷的重要意义。
9/14/2018
4. 作业思考题
（1）举例说明对激光焊接接头的金相检验的目的和重要意义？
100㎛
WM
HAZ
BM
图1 600MPaTRIP钢激光焊接接头的金相组织分析
金相检验-焊接接头的金相检验实验指导书
焊接接头的金相检验实验指导书一、实验目的1.熟悉金相试样的制备过程，了解显微镜和其他金相试样加工设备的使用。
2.观察典型焊接接头的宏观组织，理解焊接接头的焊缝区、熔合线、热影响区等不同宏观组织之间的关系。
3.观察焊接接头的显微组织，理解焊缝区和热影响区显微组织的分布和特征，了解焊接缺陷的形成机理。
4.讨论焊接接头组织与性能的关系。
二、实验原理2.1金相制备进行金相分析，首先应根据各种检验标准和规定制备试样（即金相试样），若金相试样制备不当，在观察上出现划痕、凹坑、水迹、变形层或浸蚀过深过浅都会影响正确的分析，从而得出错误的结论，因高：12~18mm2．粗磨倒角：在不影响观察目的的前提下，需将试样上的棱角磨掉，以免划破砂纸和抛光织物。
图1 砂纸磨光表面变形层消除过程示意图（a）严重变形层（b）变形较大层（c）变形微小层（d）无变形原始组织；1、2、3、4分别是第一步、第二步、第三步、第四步磨光后试样表面的变形层。
4．抛光抛光的目的是去除细磨后遗留在磨面上的细微磨痕，得到光亮无痕的镜面。
抛光的方法有机械抛光、电解抛光物化学抛光三种，其中最常用的是机械抛光。
a概念：机械抛光是在抛光机上进行，将抛光织物（粗抛常用帆布，精抛常用毛呢）用水浸湿、铺平、绷紧用固定在抛光盘上。
启动开关使抛光盘逆时针转动，将适量的抛光液（氧化铝、氧化铬或氧化铁抛光粉加水的悬浮液）滴洒在盘上即可进行抛光。
机械抛光与细磨本质上都是借助磨料尖角锐利的刃部，切去试样表面隆起的部分，抛光时，抛光织物纤维带动稀疏分布的极微细的磨料颗粒产生磨削作用，将试样抛光。
5．浸蚀a意义：抛光后的试样在金相显微镜下观察，只能看到光亮的磨面，如果有划痕、水迹或扔料中的非金属夹杂物、石墨以及裂纹等也可以看出来，但是要分析金相组织还必须进行浸蚀。
浸蚀法：利用浸蚀剂对试样的化学溶解和电化学浸蚀作Array用将组织显露出来（如图）。
擦蚀法：用沾有浸蚀剂的棉花轻轻擦拭抛光面，观察表面颜色的变化。
焊接质量的五种检验方法
焊接质量的五种检验方法焊接质量是指焊接接头在满足特定要求下的物理性能和力学性能。
为确保焊接质量的合格，需要进行相应的检验。
本文将介绍五种常见的焊接质量检验方法，包括目视检验、尺寸检验、无损检测、力学性能检验和金相检验。
一、目视检验目视检验是最常用的一种检验方法，通过肉眼观察焊接接头的外观，判断其是否存在缺陷。
目视检验主要包括焊缝的形状、焊缝的几何尺寸、焊缝的表面质量以及焊接过程中是否存在飞溅、气孔等缺陷。
目视检验简单直观，但对于微小缺陷的检测有一定局限性。
二、尺寸检验尺寸检验是通过对焊接接头的尺寸进行测量，判断其是否符合设计要求。
尺寸检验主要包括焊缝的宽度、高度、深度等尺寸参数的测量。
通过尺寸检验，可以验证焊接接头的几何形状是否满足设计要求，确保焊接接头的尺寸精度。
三、无损检测无损检测是一种通过对焊接接头进行检测，不破坏焊接接头的方法。
常用的无损检测方法包括超声波检测、射线检测和涡流检测等。
通过无损检测，可以检测焊接接头内部的缺陷，如裂纹、夹杂物等，并对其进行评估和分类。
无损检测可以发现隐蔽的缺陷，提高焊接接头的质量。
四、力学性能检验力学性能检验是通过对焊接接头进行拉伸、弯曲、冲击等试验，评估焊接接头的力学性能。
力学性能检验可以验证焊接接头的强度、韧性和冲击性能是否满足要求。
常用的力学性能检验方法包括拉伸试验、冲击试验和硬度试验等。
五、金相检验金相检验是通过对焊接接头进行金相组织观察和分析，评估焊接接头的组织性能。
金相检验可以检测焊接接头的晶粒尺寸、晶体结构、相含量和相组成等。
金相检验可以发现焊接接头的晶粒异常、相变和相分离等缺陷，对焊接接头的质量评估具有重要意义。
焊接质量的检验方法包括目视检验、尺寸检验、无损检测、力学性能检验和金相检验。
这些检验方法各具特点，可以对焊接接头的质量进行全面评估，确保焊接接头的质量合格。
在实际焊接过程中，应根据具体情况选择合适的检验方法，以保证焊接质量的可靠性和稳定性。
焊接金相分析(大纲)
焊接金相分析（大纲）一概述1 定义：焊接金相分析是以焊接金属学为理论基础，密切联系焊接工艺条件，以金相分析方法来研究焊接接头的组织变化，研究焊接缺陷和接头性能与焊接方法之间的关系，是验证和提高焊接接头质量的一门试验学科。
焊接金相分析的应用：基本内容是焊接前后发生的组织、性能变化，可以应用于―――新材料焊接性分析与焊接材料焊接工艺优化；焊接结构失效分析；焊接裂缝及其他焊接缺陷产生原因分析；焊接相变过程；焊接裂缝的形态和产生机理；焊接缺陷与焊接工艺间的关系；合金元素对接头组织和性能的影响；焊缝的一次组织、二次组织与焊缝性能的关系等。
焊接金相分析设备：实体显微镜，光学显微镜，高温显微镜，TEM，SEM，XRD等等。
性能测定设备有：万能试验机（拉、压、弯），冲击试验机，各种硬度计，显微硬度计，差热分析仪，热膨胀分析仪，等等。
焊接系统工程学：焊接工程有三个分枝，即焊接冶金学、焊接工艺学和焊接力学。
它们相互联系又自成体系，焊接系统工程学简图见图1。
图1 焊接技术系统化2 焊接金相分析方法焊接金相分析方法是通过解剖试样，直接在金相显微镜下进行观察、分析或通过金相物理方法的测试检查。
焊接金相分析方法的特点：因为焊接热过程的复杂性，使焊接金相比一般金相研究更困难。
例如HAZ是母材在焊接热循环作用下形成的一系列连续变化的梯度组织区域。
焊接接头缺陷的分析是焊接金相研究的一个重要内容。
要准确、直观地检查出焊接裂缝、夹杂物、夹渣、气孔、未焊透等。
较无损探伤更准确可靠，尤其是微裂纹。
二焊接区金相试样制备方法1．焊接区金相取样方法取样原则：服从于金相分析特点和要求，充分考虑焊接接头特点和焊接工艺特点来确定焊接金相取样的部位、数量及大小。
焊接区显微组织金相样的切取方法焊接结构及焊接产品事故分析取样方法2．焊接区金相试样制备方法大型产品及焊接结构的事故分析取样，多采用气割或机械加工方法切下大块样品，然后像小型试件一样，经过切割、平整、磨光、抛光、浸蚀等一系列加工制成小金相试样。
焊接质量的检验方法
焊接质量的检验方法引言概述：焊接是一种常见的金属连接方式，广泛应用于工业生产和建筑行业。
焊接质量的检验是确保焊接连接的强度和可靠性的重要环节。
本文将详细介绍焊接质量的检验方法，包括非破坏性检测和破坏性检测两大类。
正文内容：一、非破坏性检测方法（1）目测检查：通过肉眼观察焊缝表面情况，检查是否存在焊接缺陷，如裂纹、气孔、夹渣等。
同时还要检查焊缝的外形是否符合规范要求。
（2）磁粉检测：利用磁粉法检查焊接缺陷，先将试件表面涂覆磁粉，然后施加磁场，通过观察磁粉的沉积情况来检测焊接缺陷。
（3）超声波检测：利用超声波检测焊接缺陷，通过送入和接收超声波信号来分析焊缝的内部结构和缺陷情况，如裂纹、气孔等。
（4）液体渗透检测：将试件表面涂覆一层渗透剂，然后用开水或巴布志石等粉末覆盖试件表面，在一定时间内观察渗透液是否透出来，以及是否有色素上浮，来检测焊接缺陷。
（5）射线检测：利用射线（X射线或γ射线）对焊缝进行探测，通过观察照片和比对标准来判断焊接缺陷的存在与否。
二、破坏性检测方法（1）拉伸试验：取一段焊接试样，通过施加拉力来确定焊缝的强度和可靠性。
拉伸试验可以检测焊缝的延伸性、抗拉强度和断裂强度等指标。
（2）扭转试验：取一段焊接试样，通过施加扭矩来确定焊缝的耐久性和可靠性。
扭转试验可以检测焊接结构的耐久性和变形情况。
（3）冲击试验：取一段焊接试样，在低温环境下施加冲击力，来测试焊缝的韧性和抗冲击性能。
冲击试验可以判断焊接结构在低温环境下的使用性能。
（4）硬度试验：通过测量焊缝的硬度来判断焊接结构的质量和可靠性。
硬度试验可以检测焊接材料的变硬情况，从而判断焊接缺陷。
（5）金相检查：通过将焊接试样切割成薄片，经过打磨、腐蚀、染色等处理，观察焊接缺陷和组织结构来判断焊接质量。
金相检查可以检测焊接材料的显微组织和晶粒大小等指标。
总结：焊接质量的检验方法包括非破坏性检测和破坏性检测两大类。
非破坏性检测方法主要包括目测检查、磁粉检测、超声波检测、液体渗透检测和射线检测。
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。
焊接件的金相检验
Байду номын сангаас 2、原因分析
产生表面裂纹的原因因为不同的钢种、焊接方 法、焊接环境、预热要求、焊接接头中杂质的
含量、装配及焊接应力的大小等不同，但产生
表面裂纹的根本原因是产生裂纹的内部诱因和 必须的应力有两点。
3、防治措施 ⑴严格按照规程和作业指导书的要求准备各种焊
接条件；
⑵提高焊接操作技能，熟练掌握使用的焊接方法；
焊接时，电弧沿焊件逐渐移动 并对焊件进行局部加热。焊件经焊 接后所形成的结合部分称为焊缝。 焊缝及其邻近区域的总称叫焊缝区 。
焊接冶金过程的特点
加热温度高，合金元素蒸发烧损；
溶池体积小，冷却速度快，液态停留时间 短；
保护不充分。
焊接过程中的质量保护问题
焊条药皮 焊芯
机械保护
O 合金元素烧损 非金属夹杂 气孔 H N
焊接收弧中熔池不饱满就进行收弧，停止焊接，
焊工对收弧情况估计不足，停弧时间掌握不准。
3、防治措施
⑴延长收弧时间；
⑵采取正确的收弧方法。
4、治理措施
⑴加强焊工操作技能练习，掌握各种收弧、停弧
和接头的焊接操作方法；
⑵加强焊工责任心；
⑶对已经形成对弧坑进行打磨清理并补焊。
七、气孔
1、现象 焊接过程中，熔池中的气体未完全溢出熔池（一部 分溢出），而熔池已经凝固，在焊缝表面形成孔洞。
液化天然气储罐
电弧焊
电弧焊是目前应用最广泛的焊接方法。 包括：手工电弧焊、埋弧自动焊、气体 保护焊、等离子弧焊等。
在形成接头时，可以用或不用金属填充焊 缝。电极在焊接过程中熔化时，叫作熔化极 电弧焊，在焊接过程中不熔化的（碳棒或钨 棒）叫作不熔化极电弧焊，诸如钨极氩弧焊、 等离子弧焊等。
焊接件的金相检验
检查焊接过程在接头区内产生的不符合设 计或工艺文件要求的各种焊接缺陷。
金属熔化焊焊缝缺陷 ：
裂纹、孔穴、固体夹杂、未熔合和未焊透、 形状缺陷 ；
形状缺陷：
咬边、缩沟、焊缝超高、凸度过大、下塌、 焊缝型面不良、焊瘤、错边、角度偏差、 下垂、烧穿、未焊满、焊脚不对称、焊缝 宽度不齐、表面不规则、根部收缩、根部 气孔、焊缝接头不良；
2.焊接接头低倍组织检验的内容
焊缝柱状晶的粗晶组织及结构形态；焊接 熔合线；焊道横截面的形状及焊缝边缘结 合、成形等情况；热影响区的宽度；
多层焊的焊道层次以及焊接缺陷，如焊接 裂缝、气孔、夹杂物等；
接头的断口分析；
具体检验项目应根据有关技术要求来确定。
3.奥氏体不锈钢焊接接头低倍检验 特点：热影响区没有重结晶相变区
6－未受热影响的母材区
在焊缝与母材热影响区之间存在着一个组 织与成分有特征的过渡区，它就是焊接接 头中的熔合区，即熔合线，
它处于母材的部分熔化区中与母材的固态 晶体相连接的区域 ，
微观上看，熔合线是液固两相共存的熔合 区，
部分熔化区宽度极小，在金相显微镜下经 常看不到，只有在试剂显示下，才可以看 到焊接接头的熔合线。
热影响区根据对腐蚀性能的影响来区分：
（1）过热区： 紧贴熔合线的一个狭区，腐蚀后的宏观试
样上呈灰黑色的窄带。该区域的温度近熔 化温度，受焊接热作用使奥氏体晶粒合并 长大，形成奥氏体粗晶组织。
（2）再固溶化温度区： 保持原供货固溶状态的奥氏体结构。
（3）稳定化热影响区：
温度通常低于固溶温度而高于800℃范围内， 对于含稳定化元素Ti、Nb的不锈钢会析出 碳化物TiC或NbC。
（a）热影响区的组织示意图（b）铁碳状态 图（低碳部分）（c）焊接热循环曲线
金相检验(中高级国际质检人员)
机械工业哈尔滨焊接技术培训中心
Harbin Welding Training Institute
c)夹具与镶嵌料在侵蚀时最好不参与化学 反应，以免生成过多的腐蚀产物，污染 试样。 粗磨可以由手工或机器操作。较软材料 的试样可先用锉刀修平；较硬材料的试 样可用砂轮机来平整。磨制时，压力不 宜过大，以免产生范性变形。必要时可 用水来冷却，以保证试样不受热的影响 。不做表面层金相检验的试样，磨面四 周应倒成圆角，以免在细磨、抛光过程 中，将砂纸或抛光布撕坏。
机械工业哈尔滨焊接技术培训中心
Harbin Welding Training Institute
ISO17639/EN1321-I-E-43-5.4/9.2/43/xy
国际焊接学会授权的培训机构 IIW Authorised Training Body
机械工业哈尔滨焊接技术培训中心
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铁素体 铁素体是碳溶于α-Fe中的间隙固溶 铁素体是碳溶于 中的间隙固溶 体，属体心立方晶格，常用F或α表示。 属体心立方晶格，常用 或 表示。 表示 用4%的硝酸酒精溶液侵蚀能清晰的显示 的硝酸酒精溶液侵蚀能清晰的显示 铁素体组织。 铁素体组织。铁素体的光学金相组织特 征呈白亮色，边界呈多边形， 征呈白亮色，边界呈多边形，它可以呈 月牙状， 月牙状，也可能呈网络状等形态
国际焊接学会授权的培训机构 IIW Authorised Training Body
机械工业哈尔滨焊接技术培训中心
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金相检验9-焊接件的金相检验PPT课件
•33
（二）气孔
气泡在凝固时未能逸出而残留下来所形成的空穴
焊缝密集气孔
•34
（三）夹渣
残留在焊缝中的熔渣。可分为线状、孤立及其他型式三种
•35
（四）未熔合
在焊缝金属和母材之间或焊道金属之间未完全熔化结合的部 分。
可分为侧壁未熔合（图4011）、层间未熔合（图4012）、焊缝 根根部部未未熔熔合合(图4013)．
•2
④自然冷却，冷却速度快:
热处理可根据要求控制冷却速度或在冷却过程 中不同阶段进行保温,焊接时,局部加热、熔池的 体积小、自然条件下冷却,冷却速度快，平均冷却 速度约为l0～100℃／s。
⑤动态结晶：
熔池一般均随热源的移动而移动，同时焊条的 摆动，电弧的吹力，还会使熔池发生强烈的搅拌 作用。可见，是在运动状态下结晶的，因此焊缝 凝固时各处的最大温度梯度的方向不断地变化， 晶体长大的方向也随之而改变。
•20
•21
四、焊接接头的显微组织观察
• 焊缝金属 一次组织：铸态组织，熔化状态后经形核和长大
完成结晶的高温组织形态。 二次组织：固态相变组织，室温下的显微组织。
• 熔合线热影响区：熔合区，粗晶区（过热 区），细晶区（相变重结晶区），部分相 变区
• 母材区
•22
（一）焊缝的组织特征
1．连接长大
•10
4、基体组织分析（母材）
• a.鉴别材料中非金属夹杂物，显微裂纹的类 型，观察其形态和分布，测量其数量和大 小。
• b.鉴别被检件显微组织的组成，各种组织的 形貌、分布和数量，对晶粒度、带状组织 、非金属夹杂物、魏氏组织等。
• c.对异种钢焊接接头，焊缝两侧的母材及热 影响区均须检验。
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。
焊接金相检测流程
焊接金相检测流程一、焊接金相检测的前期准备。
1.1 样品的获取。
焊接金相检测嘛，首先得有样品。
这样品获取可不能马虎，得从焊接接头那部分取。
就像咱盖房子打地基，样品就是这个检测的基础。
要确保取的样品能代表整个焊接区域，可不能取个边边角角就了事。
要是随便取，那检测出来的结果就跟瞎猫碰上死耗子似的，不靠谱。
1.2 样品的镶嵌。
取好样品后呢，就得镶嵌。
这就好比给样品找个合适的“小窝”。
镶嵌材料得选好，一般常用的树脂就不错。
把样品稳稳当当放进去，就像把宝贝放进盒子里一样。
这一步是为了方便后续的研磨和抛光操作，要是镶嵌不好，样品在加工过程中乱动，那可就乱套了，就像脱缰的野马，不好控制。
二、金相样品的制备。
2.1 研磨。
研磨可是个细致活。
先用粗砂纸，就像磨刀似的，一点一点把样品表面的不平给磨掉。
这时候就得有耐心，不能急于求成，俗话说“心急吃不了热豆腐”。
得一层一层磨，从粗到细，就像爬楼梯，一步一个脚印。
每换一次砂纸，都要把样品表面的磨痕方向换一换，这样才能保证最后表面平整光滑。
要是研磨不好，那表面坑坑洼洼的，就像月球表面似的，后续检测肯定受影响。
2.2 抛光。
研磨完了就该抛光了。
抛光就像是给样品做个美容，让它的表面像镜子一样光亮。
抛光剂的选择很重要，就像女孩子选化妆品一样，得适合才行。
抛光的时候速度也要控制好，太快了容易把样品抛坏，太慢了又浪费时间。
抛光到样品表面要是能反光，那就大功告成了。
要是抛光不到位，表面雾蒙蒙的，就像隔着一层纱看东西，金相组织可就看不清楚喽。
三、金相检测与分析。
3.1 腐蚀。
抛光好的样品要进行腐蚀。
腐蚀就像是给金相组织“画个妆”，让它的结构能清楚地显示出来。
腐蚀剂的种类和腐蚀时间得把握好，这就像做菜放盐一样，多了少了都不行。
腐蚀时间短了，金相组织显示不出来，就像犹抱琵琶半遮面；腐蚀时间长了，可能会把金相组织破坏掉，那就得不偿失了。
3.2 显微镜观察与分析。
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：。
BS_EN_1321_焊缝宏观金相检验
8
8. 试验程序
8.1. 概述 应提供以下资料： ——母体金属及耗材； ——蚀刻剂的成份； ——表面光洁度（参见 8.3）； ——蚀刻方法（参见 8.4）； ——蚀刻时间； ——额外措施（参见 8.4）； ——任何额外的要求； ——试验目的。 8.2. 试样制备 通过正确切割、安装、打磨和/或抛光和/或蚀刻（参见 CR12361），准备好检验用的试 样。要检验的表面，不应与这些工艺步骤相冲突。 8.3. 表面光洁度 表面光洁度取决于下列诸方面： ——设想的检验类型（宏观或微观）； ——材质类型； ——设定的文件（如图片）。 注：打磨和抛光的细节以及打磨和抛光的方法，在 CR12361 中提供了。 8.4. 蚀刻方法 通常使用以下方法： ——将试样浸没在蚀刻剂中进行蚀刻； ——通过擦洗试样表面，进行蚀刻； ——电子蚀刻。 也可使用签约方之间协定的其他方法。 当蚀刻完成时，试样应洗涤干净，并干燥。 8.5. 蚀刻剂 在 CR12361 中，提供各种母体金属的典型蚀刻剂、焊接沉积物以及检验目的和类型。 根据所要求的资料，蚀刻剂的类型和浓度，以及蚀刻的温度和时间，按照检验的材质 和类型，是不相同的。 对于类似的接头，可使用不同的蚀刻剂。 8.6. 安全措施 应遵守以下安全措施： ——穿戴适合的眼镜或面部保护物； ——用合适的手套或钳子处理蚀刻剂；
范例 1：全名 微观检验具有以下条件： 已做蚀刻处理； 试验对象：43； 母体金属：左：5,4；
右：9,2； 耗量：43； 蚀刻剂：xy。
5.4
43
9.2
范例 1a：试验目标：仅指焊缝金属。 检验 EN1321-I-E-43-5.4/9.2/43/xy； 在此：
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第二节 焊接区域显微组织特征
? 一、焊接组织侵蚀方法 ? （一）侵蚀剂 ? 普通碳钢或低碳低合金钢的焊接接头，采
用（4 mL硝酸＋96 mL乙醇）溶液侵蚀。 ? （二）不锈钢对接焊 ? 焊板经固溶处理后，最好用电解侵蚀方法，
用w＝10％草酸水溶液。
? （三）异种钢焊接
? 对具有两种以上金属材料的焊接可以分段侵蚀， 这种方法存在较多弊病家标准 GB/T 6417. 1-2005 《金属熔化焊 接头缺欠分类及说明》
? ①微观裂纹 在显微镜下才能观察到的裂纹。 ? ②纵向裂纹 基本上与焊缝轴线平行的裂纹。 ? ③横向裂纹 基本上与焊缝轴线垂直的裂纹。 ? ④放射状裂纹 具有某一公共点的放射状裂纹。 ? ⑤弧坑裂纹 在焊缝收弧弧坑处的裂纹。 ? ⑥间断裂纹群 一组间断的裂纹。 ? ⑦枝状裂纹 由某一公共裂纹派生的一组裂纹，它
热影响区没有重结晶相变区。其热影响区包 括四个区。 ? ①过热区 ? ②再固溶化温度区 ? ③稳定化热影响区 ? ④敏化热影响区
三、焊接接头裂纹
? （一）热裂纹 ? 热裂纹一般指在 0. 5 Tm 以上温度形成的裂纹。 ? 1．焊缝中的热裂纹分类 ? ①焊道裂纹 ? ②弧坑裂纹 ? ③根部裂纹 ? 2．根据热裂纹形成原因，可分为结晶裂纹、熔化
? （一）焊缝金属的一次组织（凝固结晶组织）
? ①焊缝组织具有与被焊件母材连接长大和 呈柱状晶分布的特征。
? ②焊缝金属中的柱状晶生长方向与散热最 快的方向一致，垂直于熔合线向焊缝中心发 展。
? ③焊缝一次组织的形态与成分的均匀度及 过冷度有关。焊缝结晶形态有平面晶、胞状 晶、胞状一树枝晶、柱状树枝晶和等轴树枝 晶。
二、焊缝金属的组织
? 熔化焊焊接接头一般有焊缝金属、焊接热影响区和 母材三部分组成。
? 一次组织又叫初次组织，它是焊缝在熔化状态后经 形核和长大完成结晶时的高温组织形态，属于凝固 结晶的铸态组织。
? 二次组织属于固态相变组织，是在焊缝由高温态冷 却到室温过程中发生的固态相变而形成的，所以它 也是室温下焊缝金属的显微组织状态。
与间断裂纹群和放射状裂纹不同。
四、孔穴
? 1.气孔是熔池中的气泡在凝固时未能逸出而 残留下来所形成的空穴。
? 2. 缩孔是熔化金属在凝固过程中收缩而产生 的孔穴。
五、固体夹杂
? 包括夹渣、焊剂或熔剂夹渣、氧化物夹杂、 皱褶、金属夹杂等，共五种固体夹杂缺欠。
六、未熔合和未焊透
? （一）未熔合 ? 在焊缝金属和母材之间或焊道金属之间未
完全熔化结合的部分。 ? （二）未焊透 ? 焊接时接头的根部未完全熔透的现象。
七、形状缺欠
? 指焊缝的表面形状与原设计几何形状有偏差。 它包括以下六类缺欠：
? （一）咬边 ? （二）缩沟 ? （三）焊瘤 ? （四）烧穿 ? （五）焊缝接头不良
八、其他缺欠
? 电弧擦伤、飞溅、钨飞溅、表面撕裂、不按 操作规程造成的磨痕、凿痕及打磨过量、定 位焊缺欠及层间错位等，共14种缺欠。
? 焊接接头低倍组织检验的内容包括：
? 焊缝柱状晶的粗晶组织及结构形态；焊接熔 合线、焊道横截面的形状及焊缝边缘结合、 成形等情况；
? 热影响区的宽度；多层焊的焊道层次以及焊 接缺欠，如焊接裂纹、气孔、夹杂物等。
? 接头的断口分析也属于低倍检验。
? （三）奥氏体不锈钢焊接接头低倍检验 ? 这类钢焊接接头低倍组织的特点是，它的
? ④焊缝又可分为多层焊和单层焊。
? 低碳低合金钢焊缝一次组织主要为胞状晶和 树枝晶。树枝晶又分胞状树枝晶、柱状树枝 晶和等轴树枝晶三种。
? 奥氏体钢的焊缝一次组织，仍保留着凝固后 的结晶形态特征，奥氏体胞状树枝晶和胞状 晶形态较完整。
? （二）焊缝金属的二次组织（固态相变组织）
? 低碳钢焊缝二次组织大部分是铁素体+少量 珠光体。
? （四）焊接试样宏观检验侵蚀剂
? 1．低碳及低合金钢宏观组织
? 可采用w=10％硝酸酒精溶液侵蚀。或用 w=10％ 过硫酸胺水溶液侵蚀。
? 2．奥氏体不锈钢宏观组织
? 可采用4 g CuSo4 ＋(3~20 mL) HCl + 20 m LH 2 0 溶液热蚀。或用 w＝10％草酸，也可用 w＝10％铬 酸电解侵蚀。
1一熔融的焊接金属； 2一成长中的晶体； 3-母材近缝区晶粒； 4一熔合线；
? 低合金钢一般冷却条件下二次组织大部分是 铁素体+少量珠光体。冷却快时出现贝氏体组 织。
? 低合金钢也会出现马氏体或马氏体+贝氏体组 织。
三、融合线组织特征
? 熔合线是液固两相共存的熔合区，它处于母 材的部分熔化区中与母材的固态晶体相连接 的区域。
1一焊缝中的完全混合熔化区； 2-焊缝中的未混合熔化区；3-母 材中的部分熔化区；4一受热影 响的母材区（热影响区）；5一 实际的熔化与未熔化部分的分界 线；6一未受热影响的母材区
肉眼或放大镜对焊接接头进行的检查。 ? 检查应按照国家标准GB/T 6417. 1-2005《金
属熔化焊接头缺欠分类及说明》标准进行。
二、焊接接头的低倍组织检验
? （一）焊接接头的低倍组织 ? 焊接接头分为三部分： ? 1．焊缝金属 ? 2．母材热影响区 ? 3．母材金属
? （二）焊接接头低倍组织检验的内容
裂纹和高温低塑性裂纹 ? ①结晶裂纹 ? ②熔化裂纹 ? ③高温低塑性裂
? （二）冷裂纹
? 因氢引起的或焊缝由于焊接冷却速度过快而产生的 应力裂纹，均称为冷裂纹。
? 1.氢致裂纹
? 2.层状撕裂
? （三）再热裂纹
? 对于焊后经过去应力退火，或虽不经任何热处理但 处于一定温度下服役的焊接件，在焊缝的热影响区 （粗晶区）产生沿原奥氏体晶界分布的纵向裂纹， 称为再热裂纹或去应力退火裂纹。
金相检验
第十章 焊接件的 金相检验
第十章 焊接件的金相检验
? 焊接过程的特点如下。 ? ①加热温度高 ? ②加热速度快 ? ③高温停留时间短 ? ④局部加热、温差大 ? ⑤冷却条件复杂 ? ⑥偏析现象严重 ? ⑦组织差别大 ? ⑧存在复杂的应力
第一节焊接接头的宏观检验与常见缺欠
? 一、焊接接头的外观质量检验 ? 焊接产品和焊接接头的外观质量检查是通过