第3章 焊缝及热影响区

(3) 熔池结晶形态
焊缝结晶形态的变化过程 1—平面晶 2—胞状晶 3—树枝柱状晶 C0、R和G对结晶形态的影响 4—等轴晶
2. 焊缝固态相变
(1) 低碳钢焊缝的固态相变
低碳钢单层焊缝消失柱状晶的临界温度
低碳钢单层焊缝再加热时的冲击韧度变化
(2) 低合金钢 焊缝的固态相变
含钛及硼低合金钢焊缝金属的连续冷却转变图
t’+t‘’—加热时间 t‘m—热处理加热时间 tB—热处理保温时间
45钢连续冷却转变图
F—铁素体 P—珠光体 Z—中间组织（贝氏体） A—奥氏体 M—马氏体
实线—焊接（Tm=1350℃，t’=4.5s） 虚线—热处理（Tm=1050℃，tB=3min）
45钢连续冷却转变图
实线—焊接（Tm=1350℃，t’=4.5s） 虚线—热处理（Tm=840℃，tB=8min）
材料连接原理
第3章 焊缝及热影响区
主要内容
▲ 熔池凝固与结晶
▲ 焊缝固态相变 ▲ 焊缝中的气孔和夹杂 ▲ 焊接条件下的金属组织转变 ▲ 焊接热影响区的组织和性能
1. 熔池凝固与结晶
(1) 熔池凝固的特点
熔池在运动状态下的结晶
(2) 晶核的形成与长大
熔合区母材半熔化晶粒上成长的柱状晶
焊缝中柱状晶的选择长大
焊接热影响区划分方法示意图
碳锰钢热影响区的脆化分布
a). 结晶速度较小 b). 结晶速度较大
a). Θ<90° b). Θ>90°
(3) 气孔的影响因素
CaF2和SiO2对焊缝生成气孔的影响
氧化物形成OH反应自由能与温度的关系
(4) 夹杂
硅酸盐夹杂引起的裂纹
焊缝中的氮化物
4. 焊接条件下的金属组织转变
焊接和热处理时的热过程示意图
TM—金属熔点 Tm—加热的最高温度
（Wc=0.09%，WTi=0.025%，WB=6×10-4%，Wo=0.034%）
马氏体的形态
a). 板条马氏体（位错型） b). 片状马氏体（孪晶型）
WM-CCT图
合金元素和含氧量对WM-CCT图的影响
3. 焊缝中的气孔和夹杂
(1) 气孔的形态
电渣焊焊缝的内部气孔
(2) 气孔的形成
气泡脱离现成表面示意图 不同结晶速度对形成气孔的影响
5. 焊接热影响区的组织和性能
焊接热影响区的分布特征
1—熔合区 2—过热区 3—正火区 4—不完全重结晶区
5—母材 6—完全淬火区 7—不完全淬火区 8—回火区
低碳钢焊接热影响区各区段的划分与Leabharlann Baidu图的关系
a）热影响区各区段的划分及组织分布 b）Fe-Fe3C相图 c）焊接热循环
Tm—加热的最高温度 TG—晶粒显著长大的温度