第十章焊接的金相检验

（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。
（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。
20钢焊缝热影响区的组织
（二）常用钢焊接接头组织形貌特征 1．铁素体 ①自由铁素体。它是奥氏体晶界上析出的铁 素体，常见形貌有块状和网状两种。 ②魏氏组织铁素体。 2．贝氏体 3．马氏体

第三节 几种典型焊接组织识别


一、低碳钢电焊后的显微组织 两块同牌号低碳钢对接焊后，焊缝组织为块状和网 状的先共析铁素体和晶内多量的魏氏组织铁素体， 及分布于铁素体之间的珠光体。 热影响过热区常见为粗大的魏氏组织铁素体＋索氏 体。 重结晶和部分相变区的组织与常规的正火及不完全 正火组织相似。 母材组织仍保持热轧或正火态的铁素体＋珠光体带 状组织。

（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 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 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

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。

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。 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。
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。
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 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。
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。可以配制一种复合试剂。 （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 LH2 0 溶液热蚀。或用w＝10％草酸，也可用w＝10％铬 酸电解ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ蚀。


（四）国家标准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 与间断裂纹群和放射状裂纹不同。
16Mn钢板埋弧自动焊热影响区组织
15MnTi埋弧自动焊热影响区组织
三、调质钢焊接组织
（一）低碳调质高强度钢 0.16C-3Ni-Cr-Mo-V船用钢的焊接金属组织 为针状铁素体＋粒状贝氏体。 热影响过热区为粗大板条状马氏体。 细晶区为细小马氏体。 部分相变区为回火索氏体＋细马氏体。 母材为调质的回火索氏体组织。
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。

（二）中碳合金调质钢 30CrMnSiA钢的热影响过热区组织为粗大 的板条马氏体和少量粗大的片状马氏体。 细晶区为马氏体。 母材为调质态索氏体＋碳化物。 焊后经回火的组织，焊缝金属和热影响区均 为回火索氏体。

四、06Crl8NillTi不锈钢的焊接组织
焊缝金属组织为树枝状奥氏体＋枝晶间少量 铁素体。 熔合线和热影响区交界明显，且热影响区较 窄，其组织为奥氏体＋带状a相。 母材组织为奥氏体十少量带状分布的铁素体 ＋颗粒状碳化物。

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
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； 5一熔化的晶界

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 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。

五、异种钢对接焊
不锈钢一侧熔合区为热影响区的显微组织， 热影响区组织仅比不锈钢母材组织略微粗大 一些，α相稍多于母材。 16Mn钢焊缝组织为增碳区的细珠光体和上 贝氏体。焊缝组织中的柱状晶很明显，热影 响区中的上贝氏体也很典型。远离热影响区 的母材组织为铁素体和珠光体。

二、低碳合金钢焊接组织




16Mn或16MnR钢焊缝金属是混合组织，可能由粒 状贝氏体＋魏氏组织铁素体＋无碳贝氏体等构成。 热影响过热区组织为针状铁素体＋索氏体十少量粒 状贝氏体。 母材也仍保持原有的热轧或正火组织。 15 MnTi钢近缝过热区全部获得粒状贝氏体，离焊 缝稍远处为先共析铁素体＋粒状贝氏体。 熔合线处组织为沿晶分布的铁素体＋粒状贝氏体。
四、焊缝热影响区组织特征




（一）焊缝热影响区的组织 ①部分相变区（不完全重结晶区） 未发生转变 的铁素体＋经部分相变后的细小珠光体和铁素体。 ②相变重结晶区（细晶粒区） 均匀细小的铁素 体＋珠光体。相当于热处理中的正火组织。 ③过热区（粗晶粒区） 粗大的针状铁素体（魏 氏组织）＋索氏体。 ④熔合区 晶粒十分粗大为过热组织。是产生裂 纹、局部脆性破坏的发源地 。