焊接接頭的組成

焊接接頭的組成焊接接頭組織與性能以低碳鋼為例，說明焊接過程造成金屬組織和性能的變化。如下圖。受焊接熱循環(huán)的影響，焊縫附近的母材組織或性能發(fā)生變化的區(qū)域，叫焊接熱影響區(qū)。熔焊焊縫和母材的交界線叫熔合線。熔合線兩側(cè)有一個很窄的焊縫與熱影響區(qū)的過渡區(qū)，叫熔合區(qū)。焊接接頭由焊縫區(qū)、熔合區(qū)和熱影響區(qū)組成。低碳鋼焊接接頭的組織變化焊縫區(qū)焊接熱源向前移去后，熔池液體金屬迅速冷卻、結(jié)晶，結(jié)晶從熔池底部未熔化的半個晶粒開始，垂直熔合線向熔池中心生長，呈柱狀樹枝晶，如下圖。結(jié)晶過程中將在最后結(jié)晶部位產(chǎn)生成分偏析。焊縫組織是從液體金屬結(jié)晶的鑄態(tài)組織，晶粒粗大，成分偏析，組織不致密。但由于熔池小，冷卻快，通過化學成分的控制嚴格可使碳、硫、磷含量都較低并含有一定合金元素，故可使焊縫金屬的力學性能不低于母材。圖焊縫的柱狀樹枝晶熔合區(qū)和熱影響區(qū)

熔合區(qū)：化學成分不均勻，組織粗大，往往是粗大的過熱組織或粗大的淬硬組織，使強度下降，塑性、韌性極差，產(chǎn)生裂紋和脆性破壞，其性能是焊接接頭中最差的。熱影響區(qū)：各點的最高加熱溫度不同，其組織變化也不相同。如上二頁圖所示。熱影響區(qū)可分為過熱區(qū)、正火區(qū)、局部相變區(qū)和再結(jié)晶區(qū)。1〕過熱區(qū)：最高加熱溫度在1100C以上的區(qū)域，晶粒粗大，甚至產(chǎn)生過熱組織。塑性和韌性明顯下降，是熱影響區(qū)中力學性能最差的部位。2〕正火區(qū)：最高加熱溫度在Ac3至1100C的區(qū)域，焊后空冷得到晶粒較細小的正火組織，力學性能較好。3〕局部相變區(qū)：最高加熱溫度在Ac1至Ac3的區(qū)域，只有局部組織發(fā)生相變，晶粒不均勻，性能較差。焊縫性能及影響因素低碳鋼焊接接頭的組織、性能變化如下圖，熔合區(qū)和過熱區(qū)性能最差，熱影響區(qū)越小越好。其影響因素有焊接方法、焊接標準、接頭形式等。影響焊接接頭性能的因素：焊接接頭的力學性能決定于它的化學成分和組織。具體有：1〕焊接材料、焊絲和焊劑都影響焊縫的化學成分。2〕焊接方法，一方面影響組織粗細程度，另一方面影響有害雜質(zhì)含量。圖低碳鋼焊接接頭的性能分布3〕焊接工藝：焊接時，為保證焊接質(zhì)量而選定的諸物理量〔如焊接電流、電弧電壓、焊接速度、線能量等〕的總稱，叫焊接工藝參數(shù)。線能量:指熔焊時，焊接能源輸入給單位長度焊縫上的能量。顯然焊接工藝參數(shù)，影響焊接接頭輸入能量的大小，影響焊接熱循環(huán)，從而影響熱影響區(qū)的大小和接頭組織粗細。4〕焊后熱處理：如正火，能細化接頭組織，改善性能。5