1、焊接接頭的金相分析一、實驗目的1、觀察焊接接頭的宏觀形貌2、掌握低碳鋼焊接接頭各區域的組織變化3、了解焊縫金相檢測方法二、實驗裝置及實驗材料1、粗、細金相砂紙2、平板玻璃3、低碳鋼焊接接頭試樣4、金相顯微鏡5、吹風機6、4硝酸酒精溶液、無水乙醇、 30%過氧 化氫、氫氟酸、草酸、脫脂棉、 蒸餾水三、實驗原理焊接過程中， 焊接接頭各部分經受了不同的熱循環，因而所得組織各異。組織的不 同，導致機械性能的變化。對焊接接頭進行 金相組織分析，是對接頭機械性能鑒定的不可缺少的環節。 焊接接頭的金相分析包括宏觀和顯微分析兩個方面。 宏觀分析的主要內容為：觀察與分析焊縫成型、焊縫金屬結晶方向和宏觀缺陷等。顯

2、微分析是借助于放大 100 倍以上的光學 金相顯微鏡或電子顯微鏡進行觀察， 分析焊 縫的結晶形態，焊接熱影響區金屬的組織變 化，焊接接頭的微觀缺陷等。焊接接頭由焊縫金屬和焊接熱影響區金 屬組成。 焊縫金屬的結晶形態與焊接熱影響 區的組織變化，不僅與焊接熱循環有關，也 和所用的焊接材料和被焊材料有密切關系。1、焊縫宏觀形貌： 切取焊接接頭的橫截面， 經制樣浸蝕顯示宏 觀組織，可見焊接接頭分為三部分：焊縫中 心為 焊縫金屬， 靠近焊縫的是 熱影響區， 接 頭兩邊是 未受焊接熱影響的母材。焊縫區一熱影響區（過熱區、正火區、部分相變區）母材2、焊接接頭的顯微組織焊接接頭分為兩部分：一是焊縫，另一是熱

3、影響區。所謂焊接接頭熱影響區， 是指母材在焊接電 弧的熱作用下發生的顯微組織和性能變化 的區域。在焊接過程中，熔池被快速加熱到 很高的溫度，隨后又快速冷卻，因此使熔池 附近的母材相當受到一次不同規范的熱處 理。結果使焊接熱影響區形成了四個部分， 即熔合區、過熱區、正火區和部分相變區。 熔合區是焊縫 （熔敷金屬） 和母材的交界區， 在焊接電弧熱的作用下，該區部分金屬熔 化，亦稱半熔化區，其顯微組織中包含部分 鑄造組織和未熔化的、 但因受熱而長大的粗 晶粒組織。在低碳鋼焊接接頭中，這一區域 雖然最窄， 但它卻在很大程度上決定著焊接 接頭的性能。過熱區對焊接接頭有危害作 用，該區受高溫作用，晶粒急劇

4、長大，甚至 產生過熱組織，從而使其塑性和沖擊韌性降 低。正火區處于 Ac3 稍高的溫度。 相當于做 了一次正火處理，晶粒細小，因而其機械性 能較好。 焊接熱影響區的熔合區和過熱區是 性能最薄弱的部位。因此，為了提高焊接接 頭的質量，應盡量減小焊接熱影響區的寬 度。 焊接接頭的顯微組織有焊縫（熔敷金屬） 、 焊接熱影響區（熔合區、過熱區、正火區、 部分相變區） 和母材（被焊金屬） 三個部分。 焊縫的顯微組織成柱狀， 且方向垂直于焊接 熱影響區。母材是低碳鋼，其顯微組織與焊接前一樣，依然是珠光體 P和鐵素體F。焊 接熱影響區的顯微組織雖然形態各異， 但是 每個區域都有其獨有的特征， 其中過熱區和 正火區最明顯。過熱區的晶粒粗大，正火區 的晶粒細小， 而且這兩個區域在焊接熱影響 區中的尺寸最大。 部分相變區比正火區和過 熱區窄，但比熔合區寬。在 100 倍的放大倍 數下觀察其顯微組織， 看得到它的珠光體的 邊緣不像母材和正火區那樣棱角分明， 而是 比較圓滑且形態呈開花狀。在熱影響區中， 最不易分辨的是熔合區， 而它又是焊接熱影 響區中最窄的區域。 熔合區的顯微組織是粗 大的晶