焊缝结晶过程
金属熔焊原理 第二章 焊缝的组织和性能
一、熔池的形状和尺寸
熔池的形状类似于不标准的半椭球，其轮廓为温度等于母材熔 点的等温面。
熔池的宽度和深度沿X轴连续变化。电流增加熔池的最大宽度（Bmax）略增， 最大深度（Hmax）增大；随电弧电压的增加， Bmax增大， Hmax减小。
接触过渡
自由过
渣壁过
图2-4 熔滴的重力和熔滴的表面张力示意图 图 2-5 通有同方向电流的两根导 线的相互作用力 F1 -熔滴的重力 F2-熔滴的表面张力
图2-6 磁力线在熔滴上的压缩作用 p —电磁压缩力
图2-7 斑点压力阻碍熔滴过渡 的示意图
2-8焊条药皮形成的套筒示意图
焊接熔池的形成
第二章
焊缝的组织和性能
第一节 焊条、焊丝及母材的熔化
第二节 焊缝金属的一次结晶
第三节 焊缝金属的二次结晶 第四节 焊缝组织和性能的改善
第一节 焊条、焊丝及母材的熔化
焊条金属的加热
1) 电阻热：焊接电流通过焊芯时产生的电阻 热。 2) 电弧热：焊接电弧传给焊条端部的热量。 3) 化学反应热：药皮部分化学物质化学反应 时产生的热量。
3、液态金属与母材交界处，运动受限制， 化学成分不均匀。
焊缝金属的熔合比
熔合比：熔焊时，局部熔化的母材在焊 缝金属中所占的百分比。
A——熔化的母材 B——填充金属
图2-11 不同接头形式焊缝横截面积的熔透情况
图2-12 接头形式与焊道层数对熔合比的影响 I－表面堆焊 II－V形坡口对接 III－U形坡口对接 （奥氏体钢、焊条电弧焊）
比表面积（S）：熔滴表面积（A）与其质量（ρV） 之比，即S=A/ρV 。 设熔滴是半径为R的球体，则S=3/ρR。 熔滴越细其熔滴比表面积越大，凡是能使熔滴变细 的因素，都能加强冶金反应。
焊缝结晶过程
小结
根据热影响区的大小，可以间接判断焊接 质量。一般来说，热影响区窄的钢，焊接 接头中的内应力越大，越容易出现裂纹。 热影响区越宽，接头力学性能越不利，变 形也大。
因此，工艺上应保证不产生裂纹的前提下， 尽可能减小热影响区的宽度。
课题二 ：2—2
高级焊工工艺
焊缝结晶过程
焊缝金属从高温的液态冷却到常 温固态，经历过两次结晶过程。
第一次：
是从液相转变为固相的结晶过程；
第二次：
是在固相中出现同素异构转变的过程。
1· 一次结晶 由液态转变为固态的凝固 过程，也是晶体形成的过程。 它遵循金属结晶的一般规律。
即：生核和长大两个阶段。
焊接热影响区的组织和性能
（以低碳钢，Q235,Q345,16Mn为例）
熔合区： 熔合区是指在焊接接头中焊缝向热影响区 过渡的区域。
熔合 区附近又称半熔化区，是固相线和液 相线之间的区域。在此区域，金属组织 是处于过热状态的组织，其塑性差。是 产生焊接裂纹或局部脆性破坏的发源地。
《2》过热区
过热区所处的温度范围是在固相线以下 到1100℃左右的区间内。其特点是：奥 氏体晶粒严重长大，冷却以后呈现晶粒 粗大的过热组织。气焊或埋弧焊时易造 成魏氏体组织。
最先结晶中心轴的金属最纯， 后结晶的部分金属含有合金元素和杂质较高， 最后结晶的部分晶粒外缘和前端含合金与杂
质最高。
在一个柱状晶粒内部合金元素分布不均的现象 叫晶内偏析。
影响显微偏析的因素是化学成分分布不均， 而这个不均匀又与金属结晶的时间，结晶的 温度，结晶的区域不同有关。
其结果是：
1、结晶区间越大，越易产生偏析 2、对低碳钢影响较小 3、而高碳钢，合金钢结晶区间大，产生的偏析就严重。
焊缝金属的结晶
焊缝金属的结晶所有金属和合金在固态时一般都是晶体。
固态物质按其原子(或分子)的聚集状态可分为晶体和非晶体两大类。
在晶体中，其原子(或分子)按一定几何规律作有规则的排列，而非晶体不具备这一特点。
通常把液态金属或合金冷却至熔点以下时转变为固态晶体的凝固过程称为结晶。
一般的金属和合金都是多晶体，金属表面经过磨光、抛光，并用硝酸酒精溶液腐蚀，然后在金相显微镜下观察，就可以发现它是由许多外形不规则的小晶体构成的，这些小晶体称为晶粒。
晶粒的大小、形状、分布直接影响着金属和合金的机械性能和其它的性能。
气焊时，在高温火焰的作用下母材局部熔化，并与熔化的焊丝金属混合而形成熔池，随着热源的推移，温度的降低，熔池金属开始凝固而形成焊缝。
由焊接熔池形成焊缝的结晶过程可以具体分为焊接熔池的一次结晶过程和焊缝金属的二次结晶过程。
一、焊接熔池的一次结晶过程焊接熔池从液态向固态的转变过程，称为焊接熔池的一次结晶。
焊接熔池的结晶是由晶核的形成和晶核的长大两个基本过程组成的。
由于整个熔池温度分布是不均匀的，在熔池前端的中心处温度最高，而在熔池的边缘处因散热条件好，温度最低，并有母材局部熔化的晶粒，构成了熔池的液体金属结晶的晶核，所以焊接熔池的一次结晶是从熔池边界处的熔合线处开始的。
母材与熔池金属之间发生的这种“晶内交互结晶”的过程称为联生结晶，是熔化焊缝金属凝固的重要特征。
晶粒长大通常情况下是沿着与散热方向相反的方向以柱状形态向焊接熔池中心生长的，即由熔池边缘指向熔池中心温度最高处，直至这种柱状晶粒长大、相互接触，液体金属全部凝固时，结晶过程才结束。
但在气焊时，因加热时间长，热影响区宽，冷却速度慢，散热方向不明显，则往往会形成等轴晶粒。
二、焊缝的偏析与夹杂在焊接熔池的一次结晶过程中，由于冷却速度很快，焊缝金属中的合金元素来不及扩散一致，因此焊缝中化学成分的分布是不均匀的，这种现象称为偏析。
此外，一些金属夹杂物，来不及浮出而残存在焊缝的内部，称为夹杂。
焊缝结晶过程分析及对策
杂质 Ｏ、 Ｓ 、 Ｐ的存 在 ， 与基 体金 属 Ｆ ｅ形 成 低 熔点 共 晶 体， 在 熔池 金属 由固态变 成液 态 的过程 中， 低 熔点 金属 结 晶缓 慢 ， 低熔 点共 晶体 存 在 于 固态 的 Ｆ ｅ — Ｃ合 金 中 ， 由于金 属 的热胀 冷 缩 作用 ， 焊缝 从 低 熔 点 共 晶体 区域
第 ５期 （ 总第 ２ ０ ４期 ）
２ ０ １ ７年 １ Ｏ月
机 械 工 程 与 自 动 化 ＭＥ ＣＨＡＮＩ ＣＡＬ ＥＮＧＩ ＮＥＥ ＲＩ ＮＧ ＆ ＡＵ Ｔ０Ｍ ＡＴ１ ０Ｎ
Ｎｏ ．５
０ｃ ｔ ．
文章编 号 ： １ ６ ７ ２ — ６ ４ １ ３ （ ２ ０ １ ７ ） ０ ５ — ０ ２ ０ ５ — ０ １
２ 焊缝 一 次结 晶产 生 的焊接 缺 陷分 析及 解决 措施 ２ ． １ 焊 接 过程 中合 金 元素 的偏 析 在柱 状 晶形 成过 程 中 ， 由于 基体金 属 、 合金 和 杂质 元 素 间 的排 异反应 还 有 不 同元 素 的熔 点 不 同 ， 以及 电 弧 吹力 对 熔 池 的气浪 层作 用 ， 造成 了显 微偏 析 、 区域 偏 析和层 状 偏 析等 。 解决措 施 ： ① 在焊接过程 中， 采 取 小 电 流 短 弧 焊 接， 既 可减 少 空气 中氮 、 氧 的侵 人 ， 又可 以缩 短 熔 滴 过 渡 的路 程 ， 可有 效 降低 合金 元 素偏 析 ； ②采取 多层 多 道 焊， 后 一层 （ 道） 对 前 一层 （ 道） 起 到 重 新 加 热 和 热 处 理 的作用 ， 也 可 以减少 偏 析 。
１ 焊 缝 的 一 次 结 晶
焊缝金属的结晶
焊缝金属的结晶所有金属和合金在固态时一般都是晶体。
固态物质按其原子(或分子)的聚集状态可分为晶体和非晶体两大类。
在晶体中，其原子(或分子)按一定几何规律作有规则的排列，而非晶体不具备这一特点。
通常把液态金属或合金冷却至熔点以下时转变为固态晶体的凝固过程称为结晶。
一般的金属和合金都是多晶体，金属表面经过磨光、抛光，并用硝酸酒精溶液腐蚀，然后在金相显微镜下观察，就可以发现它是由许多外形不规则的小晶体构成的，这些小晶体称为晶粒。
晶粒的大小、形状、分布直接影响着金属和合金的机械性能和其它的性能。
气焊时，在高温火焰的作用下母材局部熔化，并与熔化的焊丝金属混合而形成熔池，随着热源的推移，温度的降低，熔池金属开始凝固而形成焊缝。
由焊接熔池形成焊缝的结晶过程可以具体分为焊接熔池的一次结晶过程和焊缝金属的二次结晶过程。
一、焊接熔池的一次结晶过程焊接熔池从液态向固态的转变过程，称为焊接熔池的一次结晶。
焊接熔池的结晶是由晶核的形成和晶核的长大两个基本过程组成的。
由于整个熔池温度分布是不均匀的，在熔池前端的中心处温度最高，而在熔池的边缘处因散热条件好，温度最低，并有母材局部熔化的晶粒，构成了熔池的液体金属结晶的晶核，所以焊接熔池的一次结晶是从熔池边界处的熔合线处开始的。
母材与熔池金属之间发生的这种“晶内交互结晶”的过程称为联生结晶，是熔化焊缝金属凝固的重要特征。
晶粒长大通常情况下是沿着与散热方向相反的方向以柱状形态向焊接熔池中心生长的，即由熔池边缘指向熔池中心温度最高处，直至这种柱状晶粒长大、相互接触，液体金属全部凝固时，结晶过程才结束。
但在气焊时，因加热时间长，热影响区宽，冷却速度慢，散热方向不明显，则往往会形成等轴晶粒。
二、焊缝的偏析与夹杂在焊接熔池的一次结晶过程中，由于冷却速度很快，焊缝金属中的合金元素来不及扩散一致，因此焊缝中化学成分的分布是不均匀的，这种现象称为偏析。
此外，一些金属夹杂物，来不及浮出而残存在焊缝的内部，称为夹杂。
焊缝表面硅结晶的原因
焊缝表面硅结晶的原因
焊缝表面硅结晶的原因可以有多种。
下面是一些常见的原因：
1. 焊接过程中的脱碳：在高温焊接过程中，钢材中的碳元素会溶解在铁中形成较高浓度的碳，当焊缝冷却时，溶解在铁中的碳元素会形成高浓度的共晶化合物——铁碳化合物，因为这些碳化合物有较高的熔点，所以会沉淀在焊缝表面，形成硬而脆的硅晶。
2. 钢材的化学成分不合适：焊接过程中，如果使用的钢材中含有较高的硅元素，那么焊接过程中的液态相中的一部分硅元素就会沉淀在焊缝表面，形成硬而脆的硅晶。
3. 焊接过程中的快速冷却：焊接过程中，焊接区域受到高温热源的加热，但是在焊接瞬间形成的液态相很快冷却，使得硅等元素在短时间内无法完全溶解在焊接金属中，从而形成硬而脆的硅晶。
4. 锻炼和冷却过程中的应力引起的相变：焊接完成后，焊接金属中的残余应力可能会引起晶体结构的相变，进而导致硅等元素的排列方式发生变化，形成硬而脆的硅晶。
总的来说，焊缝表面硅结晶的原因主要是焊接过程中液态相在快速冷却过程中，硅等元素的沉淀和晶体结构的相变引起的。
这些硅晶的存在可能会降低焊缝的韧性和可靠性，需要采取一些措施来减少其产生。
焊缝结晶过程
二、焊缝结晶过程中的偏析
3.偏析的分类 1）显微偏析 2）区域偏析 3）层状偏析 熔池在一次结晶的过程中，要不断地放出结晶潜 热，当结晶潜热达到一定数值时，熔池的结晶就出现 暂时的停顿。以后随着熔池的散热，结晶又重新开始， 形成周期性的结晶，伴随着出现结晶前沿液体金属中 杂质浓度的周期变动，产生周期性的偏析称为层状偏 析。 层状偏析集中了一些有害元素，因此缺陷往往出 现在层状偏析中。由层状偏析所造成的气孔（ 如下图）。
2.基本过程 1）生核 2）长大
二、焊缝结晶过程中的偏析
1.偏析的定义
焊缝金属中化学成分分布不均匀的现 象称为偏析
二、焊缝结晶过程中的偏析
2.偏析的产生 主要产生在一次结晶时
二、焊缝结晶过程中的偏析
3.偏析的影响
1）偏析的化学成分分布不均导致性能改变
2）产生裂纹、气孔、夹杂物等焊接缺陷
二、焊缝结晶过程中的偏析
3.偏析的分类
1）显微偏析 熔池一次结晶时，最先结晶的结晶中心金属最 纯，后结晶部分含其它合金元素和杂质略高，最后 结晶部分，即结晶的外端和前缘所含其它合金元素 和杂质最高。在一个柱状晶粒内部和晶粒之间的化 学成分分布不均匀现象称为显微偏析。
二、焊缝结晶过程中的偏析
3.偏析的分类 1）显微偏析 2）区域偏析 熔池一次结晶时，由于柱状晶体的不断长大和 推移，会把杂质“赶”向熔池中心，使熔池中心的 杂质含量比其它部位多，这种现象称为区域偏析。 焊缝的断面形状对区域偏析的分布影响很大。 窄而深的焊缝，各柱状晶的交界在其焊缝的中心， 因此焊缝中心聚集有较多的杂质，见图1a。这种焊 缝在其中心部位极易产生热裂纹。宽而浅的焊缝， 杂质则聚集在焊缝的上部，见图1b，这种焊缝具有 较高的抗热裂能力
焊工高级技师答辨题
焊工高级技师答辨题1、焊接装配图所包括的内容有哪些？2、焊接焊缝结晶过程对焊缝质量有什么影响？3、气割是可燃气体燃烧工作的结果吗？4、电弧电压对焊接过程会产生什么影响？5、焊接结晶对焊缝质量的影响有哪些?焊缝金属的一次结晶焊缝金属由液体转变为固态的过程成为焊缝金属的一次结晶，它与一般金属的结晶一样，包含着生核和晶核长大的过程。
随着电弧的移去，熔池金属逐渐降低到凝固温度时，形式最原始的微小晶体——晶核。
在熔池中，最先出现晶核的部位是在熔合线上，因为熔合线处的散热快，是熔池中温度最低的地方，也是最先达到凝固温度的部位。
随着熔池温度的不断降低，晶核开始向与散热方向相反的一方长大。
由于熔池的散热方向垂直于熔合线的方向指向金属内部，所以晶体只能向熔池中心生长，从而形成柱状晶。
当柱状晶体不断长大至互相接触时，则焊缝的这一断面的结晶过程即结束。
在某些情况下，一次结晶过程不仅在熔合线上开始发生，有时在液态金属内部也会形成晶核，产生等轴晶粒。
二、焊缝金属的二次结晶一次结晶结束，熔池就转变为固体的焊缝。
高温的焊缝金属冷却到室温时，要经过一系列的相变过程，这种相变过程就称为焊缝金属的二次结晶。
以低碳钢为例，一次结晶的晶柱都是奥氏体组织, 当冷却到AC3才发生γ -Fe →α -Fe 的转变，当温度再降至A cl时, 余下的奥氏体分解为珠光体，所以低碳钢焊缝在常温下的组织，即二次结晶后的组织为铁素体加珠光体。
在低碳钢的平衡组织中( 即非常缓慢地冷却下来所得到的组织) 珠光体含量很少, 但由于焊缝的冷却速度较大，所得珠光体含量一般较平衡组织中的含量大。
有关冷却速度对低碳钢的焊缝组织及性能的影响见表，从表中可以看出冷却速度越大，珠光体含量越高，而铁素体越小, 材料硬度和强度均有所提高，而塑性和韧性则有所降低。
6、什么是消氢处理？消氢处理(也称后热处理)：焊接后立即对焊件的全部(或局部)进行加热或保温，使其缓冷的工艺措施。
消氢处理的温度一般为300～350℃，保温2～6h后空冷。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
氮化物 焊缝中很少出现（时效时可
能出现Fe4N析出）。
小结
1.焊缝金属的一次结晶 2.焊接熔池一次结晶的特点和形态 3.焊缝结晶过程中的偏析 4.焊缝金属的二次结晶 5.焊缝中的夹杂物
第三章 熔池凝固与焊缝固态相变
（二）熔合区的化学不均匀性 整个焊接接头的薄弱环节。易出现缺陷，裂纹等。
1、熔合区的形成 半熔化过渡状态、热传播不均匀、晶粒的传热方向不同
复习旧课
二、选择题 1.焊缝倾角为0°焊缝转角为90°的焊接位置是指 ( )。 A平焊 B横焊 C立焊 B仰焊 2.焊缝倾角为90°,270°的焊接位置是指 ( )位置。 A立焊 B横焊 C立焊 D仰焊 3.焊缝成形系数是 ( ) 的比值用Ψ 表示. A B与H B H与B C H与a 4.( )符号是表示焊缝表面形状的符号 A基本 B辅助 C补充
四、焊缝金属的二次结晶 1.定义：
一次结晶结束后,熔池就转变为固体的焊缝。高 温的焊缝金属冷却到室温时,要经过一系列的组织相 变过程,这种相变过程称为焊缝金属的二次结晶。 焊缝金属的固态相变过程即为焊缝金属的二 次结晶。
2.低碳钢焊缝二次结晶组织性能
低 碳 钢
二次组织
魏 氏 组 织
F+P W
控制冷却速度 采用多层焊 焊后热处理
**熔合区的宽度对焊缝性能影响很大。由于焊接 工艺的因素，当熔合区宽度大时，焊缝的整体性能下 降。如奥氏体不锈钢的熔合区宽度在0.1mm时，对不 锈钢焊接接头的抗腐蚀性影响不大；但当该宽度较大 ，达到接近1mm时，则焊接接头的耐蚀性显著下降， 甚或出现裂纹。
第三章 熔池凝固与焊缝固态相变
3、熔合区的成分分布 成分严重不均匀→性能下降 熔合区固液界面附近元素（溶质）的浓度分布 决定于该元素在固、液相中的扩散系数和分配系数。
2）产生裂纹、气孔、夹杂物等焊接缺陷
4.偏析的分类 1）显微偏析 熔池一次结晶时，最先结晶的结晶中心金属最 纯，后结晶部分含其它合金元素和杂质略高，最后 结晶部分，即结晶的外端和前缘所含其它合金元素 和杂质最高。在一个柱状晶粒内部和晶粒之间的化 学成分分布不均匀现象称为显微偏析。
4.偏析的分类 1）显微偏析 2）区域偏析 熔池一次结晶时，由于柱状晶体的不断长大和 推移，会把杂质“赶”向熔池中心，使熔池中心的 杂质含量比其它部位多，这种现象称为区域偏析。 焊缝的断面形状对区域偏析的分布影响很大。 窄而深的焊缝，各柱状晶的交界在其焊缝的中心， 因此焊缝中心聚集有较多的杂质，见图1a。这种焊 缝在其中心部位极易产生热裂纹。宽而浅的焊缝， 杂质则聚集在焊缝的上部，见图1b，这种焊缝具有 较高的抗热裂能力
第三章 熔池凝固与焊缝固态相变
2、熔合区宽度
材料的液—固温度范围、被焊材料自身的热物 理性质和组织状态：
被焊金属的液相线温度 被焊金属的固相线温度
温度梯度
第三章 熔池凝固与焊缝固态相变
低合金钢熔合区附近的温度梯度约为300～ 80oC/mm，液固相线温度差约40 oC，因此，一般电弧 焊条件下，熔合区宽度为： A=40/（300～80）=0.133～0.50（mm） 奥氏体钢电弧焊：A=0.06～0.12mm
以上现象说明焊缝中柱状晶体的长大是有方向选择的。
1.熔池的结晶方向和结晶速度对焊接质量有很大的 影响，特别是对裂纹、夹杂、气孔等缺陷的形成 影响更大。 2.晶粒的成长方向也是垂直 于结晶等温面的。 3.如图所示，晶粒主轴的成 长方向与结晶等温面正交， 并且以弯曲的形状向焊缝 中心成长。
1.分类
模块一 焊接基础知识
包括
课题一
课题二
课题三
课题四
课题二 焊接冶金基础
1 2
焊条、焊丝及母材的熔化 焊接冶金过程 焊缝结晶过程 焊接热影响区的组织和性能 控制和改善焊接接头性能的方法
3
4 5
课题二
三、焊缝结晶过程
焊接冶金基础
焊缝金属从高温的液体状态冷却至常温的固体状态 经历了两次结晶过程： 1.从液相转变为固相的一次结晶. 2.在固相焊缝金属中出现同素异构转变的二次结晶. 熔池结晶过程研究目的： 1.熔池凝固过程对焊缝金属的组织、性能具有重 要影响。 2.防止气孔、夹杂、偏析、结晶裂纹等焊接缺陷. 3.防止晶体缺陷影响接头性能.
15
平面晶，高纯度的金属
胞状晶
胞状树枝结晶
树枝状结晶
液相的内部形成的树枝晶→等轴晶
3.焊缝各部位结晶形态的变化
焊缝各部位出现不同的结晶形态：平面晶、胞状晶、树枝 状晶、等轴晶。
21
焊缝 树枝状晶
4.实际焊缝凝固金属的组织形态
实际焊缝凝固金属的组织形态不一定具有上述全部结晶形 态，一般来说由柱状晶和少量等轴晶构成。
改善措施
3.合金钢焊缝二次结晶组织性能
F：块、板、针、条
二次组织 低 合 金 钢 改善措施
P B
M 锤击焊缝表面
采用多层焊
焊后热处理
跟踪回火
五、焊缝中的夹杂物
1.夹杂物： 由焊接冶金反应产生的，焊后残留在焊缝 金属中的微观非金属杂 质，称为夹杂物。
硫化物 硫化亚铁和硫化锰 2.夹杂物种类
氧化物 二氧化硅、氧化锰、氧化钛
平 面 晶 柱状晶 晶胞 形 态 树 枝 晶 等 轴 晶 （ 树 枝 晶 ）
结晶形态的不同，是由于金属的纯度和散热条件 2.纯金属的结晶形态 的不同所致。 ①正的温度梯度：平面晶，生长缓慢（主要） ②负的温度梯度：生长速度快，除主轴外，还有 分枝，生成树枝晶（较少）
一、焊缝金属的一次结晶 1.定义:焊缝金属由液态转变为固态的凝固过程称为 焊缝金属的一次结晶。
2.基本过程
1）晶核生成 2）晶核长大
二、焊接熔池一次结晶的特点和形态
1.熔池体 积小、冷 却速度大。
2.熔池中的 金属处于 过热状态。
3.溶池在 运动状态 下结晶。
1.熔池中晶核的形成 ①自发形核 ②非自发形核 ③熔池中的现成表面
高 级 焊 工 工 艺
第四讲
复习旧课
一、填空题 1.超出木材表面连线上的那部分焊缝金属的最大高度叫_ 。 2.熔焊时，焊件接缝所处的空间位置叫_ ，可用_ _ 和_ 来表示。 3.带钝边V型焊缝的符号是 ，角焊缝的符号是 ；表示焊缝 表面平齐的符号是 ；表示环绕工件周围焊缝的符号是_ 。 4.焊缝横截面上的尺寸应标在基本符号的 侧，焊缝长度方向 的尺寸应标在基本符号的_ 侧，坡口角度、坡口面角度、根 部间隙等尺寸均应标在基本符号的 侧，相同焊缝数量符 号应标在 。 5.焊缝符号一般由 、 、 、 和 组成。
*异种钢焊接时，特别注意这一问题。很多焊接 接头的早期失效与此有关。
4.偏析的分类 1）显微偏析 2）区域偏析 3）层状偏析 熔池在一次结晶的过程中，要不断地放出结晶潜 热，当结晶潜热达到一定数值时，熔池的结晶就出现 暂时的停顿。以后随着熔池的散热，结晶又重新开始， 形成周期性的结晶，伴随着出现结晶前沿液体金属中 杂质浓度的周期变动，产生周期性的偏析称为层状偏 析。 层状偏析集中了一些有害元素，因此缺陷往往出 现在层状偏析中。由层状偏析所造成的气孔（如下图）。
现成表面
合金元素或杂质的悬浮质点。（在一般情况下所起作用不大） 熔合区附近加热到半熔化状态的基体金属晶粒表面。 焊接时，为改善焊缝金属的性能，通过焊接材料加入一定量的 合金元素（如钼、钒、钛、铌等），可以作为熔池中非自发形 核的质点，从而使焊缝金属晶粒细化。（变质处理）
2.熔池中的晶核长大
1）以新生的晶核为核心，不断向焊缝中心成长。但长大的趋势 各不相同，有的一直长到焊缝中心，有的长到半途而停止。 2）在一个晶粒内部晶胞具有相同的方位，称为“位向”。不同 的晶粒具有不同的位向，称为各向异性。因此，在某一个方 向上的晶粒就最易长大。 3）当晶体的最易长大方向与最快散热的反方向相一致时，可优 先成长，可一直长至熔池的中心，形成粗大的柱状晶体。 4）有的晶体取向不利于生长，则晶粒的成长就停止下来。
柱状晶内：平面晶、胞状晶、树枝状晶
等轴晶内：树枝晶
例1：焊条电弧焊接凝固组织 Q235、14MnMoNbB钢
24
例2：埋弧焊接凝固组织
Q235A钢
25
提高冷却速度
工艺措施
改 善 措 施 冶金措施
采用多层焊
振动结晶
加入变质剂加入能够细化 晶粒的元素三、焊缝结晶过程中的偏析
1.偏析的定义 焊缝金属中化学成分分布不均匀的现象称为偏析 2.偏析的产生时间 主要产生在一次结晶时 3.偏析的影响 1）偏析的化学成分分布不均导致性能改变。