焊缝接头组织的金相观察与分析

焊缝接头组织的金相观察与分析

一、实验说明

焊接是工业生产中用来连接金属材料的重要加工方法。根据工艺特点不同，焊接方法又分为许多种，其中熔化焊应用得最广泛。

熔化焊的实质就是利用能量高度集中的热源，将被焊金属和填充材料快速熔化，热后冷却结晶而形成牢固接头。

由于熔化焊过程的这一特点，不仅焊缝区的金属组织与母材组织不一样，而且靠近焊缝区的母材组织也要发生变化。这部分靠近焊缝且组织发生了变化的金属称为热影响区。热影响区内，和焊缝距离不一样的金属由于在焊接过程中所达到的最高温度和冷却速度不一样，相当于经受了不同规范的热处理，因而最终组织也不一样。

以低碳钢为例，根据热影响区内各区段在焊接过程中所达到的最高温度范围，依次分为熔合区（固相线一液相线），过热区（1100℃——固相线）；完全正火区（AC3——1100℃）；不完全旺火区（AC1～AC3）。对易淬火钢而言，还会出现淬火组织。

焊接结构的服役能力和工作可靠性，既取决于焊缝区的组织和质量，也取决于热影响区的组织和宽窄。因此对焊接接头组织进行金相观察与分析已成为焊接生产与科研中用以评判焊接质量优劣，寻找焊接结构的失效原因的一种重要手段。

本实验采用焊接生产中应用最多的低碳钢为母材，用手工电弧施焊，然后对焊接接头进行磨样观察。

二、实验目的

1、学会正确截取焊接接头试样。

2、认识焊缝区和热影响区各区段的组织特征。

3。深刻领会熔化焊焊接过程特点。

三、实验设备及器材

1、施焊设备及器材（手弧焊机、结422焊条，面罩）。

2、200×100×8mmA3钢板一块。施焊前用牛头刨床沿其长度方向中心线刨一条深2mm，宽4～5mm的弧形槽。

3、砂轮切割机一台。

4、钳工工具一套。

5，制备金相试样的全部器材。

6、金相显微镜若干台。

四、实验方法与步骤

1、在钢板上沿刨槽用F4mm结422焊条一根施焊。焊接电流取140～150A。

2、待钢板冷至室温后，用砂轮切割机截取试样。截取部位如下图所示，切割时须用水冷却。以防止组织发生变化（图中虚线为砂轮切割线，两端30mm长焊缝舍弃不用）。

焊接接头金相试样取样位置示意图

3、依照实验一步骤3所述方法截下的焊缝接头制备成金相试样。注意磨制面应选择与焊缝走向垂直的横截面。

4、在金相显微镜上观察制备好的焊接接头试样。光用低倍镜镜头（放大150倍）观察焊缝区及热影响区全貌，再用高倍镜镜头（450倍）逐区进行观察，注意识别各区的金相组织特征, 并画出草图。

五、实验报告要求

1、明确实验目的。

2、画出焊接接头各区段的金相图，并指出其形貌特征。

3，解释焊接接头各区段组织的形成原因。

4、结论。

六、注意事项

1、焊缝最好由有经验的焊工一次焊成，焊缝要均匀，填满刨槽，尽量减少夹渣、气孔等缺陷。

2、用砂轮切割机切割时，钢板要夹紧，线要对正。向下按手把时要用力平稳。人要站在砂轮侧面，以免砂轮破裂后飞出伤人。