焊接接頭的金相分析材料成型原理

1、焊接接頭的金相分析一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 觀察焊接接頭的宏觀形貌2、 掌握低碳鋼焊接接頭各區(qū)域的組織變化3、 了解焊縫金相檢測方法二、 實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)材料1、粗、細(xì)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(fēng)機(jī) 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(shí)驗(yàn)原理焊接過程中，焊接接頭各部分經(jīng)受了不同的熱循環(huán)，因而所得組織各異。組織的不同，導(dǎo)致機(jī)械性能的變化。對焊接接頭進(jìn)行金相組織分析，是對接頭機(jī)械性能鑒定的不可缺少的環(huán)節(jié)。焊接接頭的金相分析包括宏觀和顯微分析兩個(gè)方面。宏觀分析的主要內(nèi)容為：觀察與分析焊縫成型、焊縫金屬結(jié)晶方向和宏觀缺陷等

2、。顯微分析是借助于放大100倍以上的光學(xué)金相顯微鏡或電子顯微鏡進(jìn)行觀察，分析焊縫的結(jié)晶形態(tài)，焊接熱影響區(qū)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(qū)金屬組成。焊縫金屬的結(jié)晶形態(tài)與焊接熱影響區(qū)的組織變化，不僅與焊接熱循環(huán)有關(guān)，也和所用的焊接材料和被焊材料有密切關(guān)系。1、 焊縫宏觀形貌：切取焊接接頭的橫截面，經(jīng)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(qū)，接頭兩邊是未受焊接熱影響的母材。焊縫區(qū) 熱影響區(qū)（過熱區(qū)、正火區(qū)、部分相變區(qū)） 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，另一是熱影響區(qū)。所謂焊接接頭熱影響區(qū)，是

3、指母材在焊接電弧的熱作用下發(fā)生的顯微組織和性能變化的區(qū)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(dāng)受到一次不同規(guī)范的熱處理。結(jié)果使焊接熱影響區(qū)形成了四個(gè)部分，即熔合區(qū)、過熱區(qū)、正火區(qū)和部分相變區(qū)。熔合區(qū)是焊縫（熔敷金屬）和母材的交界區(qū)，在焊接電弧熱的作用下，該區(qū)部分金屬熔化，亦稱半熔化區(qū)，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(qū)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(qū)對焊接接頭有危害作用，該區(qū)受高溫作用，晶粒急劇長大，甚至產(chǎn)生過熱組織，從而使其塑性和沖擊韌性降低。正火區(qū)處于Ac3稍

4、高的溫度。相當(dāng)于做了一次正火處理，晶粒細(xì)小，因而其機(jī)械性能較好。焊接熱影響區(qū)的熔合區(qū)和過熱區(qū)是性能最薄弱的部位。因此，為了提高焊接接頭的質(zhì)量，應(yīng)盡量減小焊接熱影響區(qū)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(qū)（熔合區(qū)、過熱區(qū)、正火區(qū)、部分相變區(qū)）和母材（被焊金屬）三個(gè)部分。焊縫的顯微組織成柱狀，且方向垂直于焊接熱影響區(qū)。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(qū)的顯微組織雖然形態(tài)各異，但是每個(gè)區(qū)域都有其獨(dú)有的特征，其中過熱區(qū)和正火區(qū)最明顯。過熱區(qū)的晶粒粗大，正火區(qū)的晶粒細(xì)小，而且這兩個(gè)區(qū)域在焊接熱影響區(qū)中的尺寸最大。部分相變區(qū)比正火區(qū)和過熱區(qū)窄，但比熔合區(qū)寬。在100倍的放大倍數(shù)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(qū)那樣棱角分明，而是比較圓滑且形態(tài)呈開花狀。在熱影響區(qū)中，最不易分辨的是熔合區(qū)，而它又是焊接熱影響區(qū)中最窄的區(qū)域。熔合區(qū)的顯微組織是粗大的晶粒和部分鑄