焊接接头的金相分析

一、 实验目的

1、 观察焊接接头的宏观形貌

2、 掌握低碳钢焊接接头各区域的组织变化

3、 了解焊缝金相检测方法

二、 实验装置及实验材料

1、粗、细金相砂纸 2、平板玻璃

3、低碳钢焊接接头试样 4、金相显微镜 5、吹风机

6、4％硝酸酒精溶液、无水乙醇、30%过氧化氢、氢氟酸、草酸、脱脂棉、蒸馏水

三、实验原理

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。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。

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。 显微分析是借助于放大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。 1、 焊缝宏观形貌：

切取焊接接头的横截面，经制样浸蚀显示宏观组织，可见焊接接头分为三部分：焊缝中心为焊缝金属，靠近焊缝的是热影响区，接头两边是未受焊接热影响的母材。

①焊缝区 ②—③热影响区（过热区、正火区、部分相变区） ④母材 2、 焊接接头的显微组织

焊接接头分为两部分：一是焊缝，另一是热影响区。

所谓焊接接头热影响区，是指母材在焊接电弧的热作用下发生的显微组织和性能变化的区域。在焊接过程中，熔池被快速加热到很高的温度，随后又快速冷却，因此使熔池附近的母材相当受到一次不同规范的热处理。结果使焊接热影响区形成了四个部分，即熔合区、过热区、正火区和部分相变区。熔合区是焊缝（熔敷金属）和母材的交界区，在焊接电弧热的作用下，该区部分金属熔

化，亦称半熔化区，其显微组织中包含部分铸造组织和未熔化的、但因受热而长大的粗晶粒组织。在低碳钢焊接接头中，这一区域虽然最窄，但它却在很大程度上决定着焊接接头的性能。过热区对焊接接头有危害作用，该区受高温作用，晶粒急剧长大，甚至产生过热组织，从而使其塑性和冲击韧性降低。正火区处于Ac3稍高的温度。相当于做了一次正火处理，晶粒细小，因而其机械性能较好。焊接热影响区的熔合区和过热区是性能最薄弱的部位。因此，为了提高焊接接头的质量，应尽量减小焊接热影响区的宽度。

焊接接头的显微组织有焊缝（熔敷金属）、焊接热影响区（熔合区、过热区、正火区、部分相变区）和母材（被焊金属）三个部分。焊缝的显微组织成柱状，且方向垂直于焊接热影响区。母材是低碳钢，其显微组织与焊接前一样，依然是珠光体P和铁素体F。焊接热影响区的显微组织虽然形态各异，但是每个区域都有其独有的特征，其中过热区和正火区最明显。过热区的晶粒粗大，正火区