焊缝接头金相试样制备及显微组织分析
焊接接头金相分析实验指导书
焊接接头金相分析实验指导书一、实验目的1.观察不同焊接方法制备的焊接接头的宏观形貌特征，了解电弧焊、氩弧焊、等离子焊、真空电子束焊等不同焊接方法与其金相组织的关系和影响。
2.观察典型焊接接头的显微组织的分布及其特征，了解焊接接头的焊缝区、熔合线、热影响区等不同金相组织产生的原理。
3.观察焊接裂纹的宏观形貌和显微组织，了解焊接裂纹生成机理。
二、实验步骤1.焊接接头宏观分析1）用眼或低倍放大镜观察用氩弧焊、等离子焊、电子束焊等不同焊接方法制备的若干个焊接接头的波纹、堆高、缺陷等外观形状。
2）用游标尺测量各种焊接接头的焊缝、热影响区的宽度，测量部分焊接接头的焊缝深度。
3）观察各种焊接接头的结晶组织方向，以及焊接接头中是否存在气孔、裂纹、夹渣、未焊透等缺陷。
2.焊接接头显微组织分析1）用普通金相试片制作方法，将焊接接头横断面磨制成显微金相试样，用5 %的硝酸酒精溶液腐蚀试样。
2）将金相试样平稳放置在立式金相显微镜的观测平台上；根据试样观察要求，选用放大倍数合适的物镜及目镜；对该显微镜的光栏、焦距等进行调整，使观察图像清晰。
3）首先找到焊接接头的焊缝区，然后通过调整立式金相显微镜的观测平台，缓慢将金相试样从焊缝区向母材区移动，观察焊接接头不同区域的金相组织变化。
4）仔细观察焊接接头的焊缝区、熔合区、过热区、正火区、不完全相变区等五个区域的金相组织，对照相关金相组织照片，仔细分辨各区域金相组织的典型特征。
5）对存在焊接裂纹的试样，仔细观察裂纹所在的部位、走向，以及裂纹周围的金相组织特征。
三、实验设备及化学用品1.XJL—02A型立式金相显微镜2.PF—20型抛光机3.硝酸酒精滤纸脱脂棉等四、实验报告要求1. 绘制出不同焊接方法制作的焊接接头的宏观形貌示意图，并注明焊缝宽度（深度）、热影响区宽度、焊缝堆高、焊缝波纹等的尺寸；并加以分析说明。
2. 绘制出焊接接头的显微组织形貌示意图，并将焊缝区、熔合区、过热区、正火区、不完全相变区等五个区域的金相组织用金相组织示意图描绘，并说明各区域的组织特点，分析其产生的原因。
焊接接头宏观及显微组织的观察
实验四焊接接头宏观及显微组织的观察一、实验目的1.了解金相显微镜的构造及使用方法；2.了解钢材焊接接头的宏观组织及显微组织；3.了解化学成分对焊接接头组织的影响。
二、实验内容1.学习金相显微镜的使用方法；2.观察低碳钢焊接接头横截面的宏观组织，并画出其示意图；3.观察低碳钢焊接接头和母材的显微组织，并画出过热区(含熔合区)、正火区和母材的显微组织示意图。
三、实验设备及材料DJX-1型金相显微组织电视显示系统，XJP-2型金相显微镜；低碳钢(Q235A：热轧态，埋弧自动焊，V形坡口)焊接接头试样。
四、光学金相显微镜简介1.构造光学金相显微镜主要由五个部分组成：载物台、物镜、目镜、光源和调节系统(如图7-1所示)。
载物台是放置试样用的。
它安装在滑轨上，可以平移，以改变试样的观察部位。
物镜和目镜构成放大系统。
显微放大倍数等于物镜放大倍数与目镜放大倍数的乘积。
调节系统包括粗调和微调旋钮。
调整旋钮，载物台就会上升或下降，物镜与试样观察表面的距离随之变化。
当调整到适当位置时，就可以清晰地看到显微组织。
光源是一个6 V、15 W的小灯泡，用来使试样表面获得充分、均匀的照明。
2.原理如图7-2所示，光源发出的光经聚焦后透过物镜射到试样表面。
由于试样表面经过处理，不同图7-1 金相显微镜构造1—光源；2—微调旋钮；3—粗调旋钮；4—载物台；5—试样；6—目镜；7—物镜图7-2金相显微镜光程图1—光源；2—聚光镜；3—半反射镜；4—物镜；5—试样；6—目镜的组织对光线的反应有所不同。
带有组织特征的光线再反射到物镜，放大后经棱镜反射到目镜再一次放大，于是就可以在目镜中看到放大的显微组织。
3.操作步骤1)打开光源。
2)将试样磨面向下，放在载物台上。
3)调节粗调旋钮，使试样尽量接近物镜，但不可接触物镜。
4)通过目镜观察，同时调节粗调旋钮使载物台徐徐上升(注意不可调反)。
这时视野逐渐变亮，直至组织出现。
若视场逐渐变暗，则应重新调整。
焊缝组织分析与质量控制
过热粗晶区魏氏组织
低碳钢中的魏氏组织
3、细晶区
此区加热温度在A~1100°之 间。在加热过程中，铁素体和 珠光体全部转变为奥氏体，即 产生金属的重结晶现象。由于 加热温度稍高于A ，奥氏体晶 粒尚未长大，冷却后将获得均 匀而细小的铁素体和珠光体， 相当于热处理时的正火组织， 故又称为正火区或相变重结晶 区。该区的组织比退火 (或轧制) 状态的母材组织细小，如图所 示。
纯钛加热快冷β→α’,钛马氏体。
3、有同素异构转变的多相合金
钢材（Fe-C合金) 过热区（1100--1490℃），易产生魏氏组织 重结晶区（900--1100℃）加热与冷却两次重
结晶，内部晶格发生变化。低碳钢相当于正火 组织
不完全重结晶区（750--900℃）粗晶与细 晶的混合组织
再结晶区 （晶粒外形变化）冷变形钢—晶粒细 化
1、焊接熔池体积小，冷却速度快（平均100℃/s，是铸造 104).
2、熔池液态金属高度过热，温度梯度大，熔池中心与边 缘的金属液态梯度比铸造高103– 104倍。
3、熔池在运动状态下结晶，结晶前沿随热源同步移动， 结晶主轴逆散热方向并向热源中心生长，到焊缝中心区停 止生长。此区是杂质易聚集区。
（一）焊接熔池的凝固
• 焊接熔池凝固的过程是从液相转变成固相的焊 接一次结晶过程。
• 此过程中易产生缺陷：气孔、裂纹、夹杂、宏 观偏析、粗大柱状晶等。
• 导致塑性降低、强度降低，断裂事故发生。
等轴晶
柱状晶
焊缝组织宏观分析
焊 接 区 域 低 倍 下 形 貌
20钢
（二）焊接熔池凝固与铸造凝固区别
元素较多时，熔合区
树
的结晶形态往往是胞
枝 晶
状树枝晶(或树枝晶)，
实验3焊接冶金学焊接接头组织金相分析
实验3焊接接头组织金相分析、实验目的三、实验原理焊接过程中，焊接接头各部分经历了不同热循环，因而所得组织各异。
组织的不同, 导致机械性能的变化。
对焊接接头进行金相分析，是对接头机械性能鉴定的不可缺少的 环节。
焊接接头由焊缝金属和焊接热影响区金属组成，焊缝金属的结晶形态与焊接热影响 区的组织变化，不仅与焊接热循环有关，也和所用的焊接材料和被焊材料有密切关系。
1、焊缝的交互结晶1、 观察与分析焊缝的各种典型结晶形态。
2、 掌握低碳钢焊接接头各区域的组织变化。
、实验装置及实验材料1、 粗细金相砂纸，从180目一 1200目2、 平板玻璃3、 低碳钢焊接接头试片4、 金相显微镜5、 抛光机6、 电吹风机7、 4%硝酸酒精溶液，无水乙醇、脱脂棉 等8、 典型金相照片（或幻灯照片）一套 一块 一个 若干 图1焊缝金属的交互结晶示意图 （一）焊缝凝固时的结晶形态e/vT图2 C 。
、 R 和G 对结晶形态的影响熔化焊是通过加热使被焊金属的联接处达到熔化状态，焊缝金属凝固后实现金属的焊接。
联接处的母材和焊缝金属具有交互结晶的特征，图1 为母材和焊缝金属交互结晶的示意图。
由图可见，焊缝金属与联接处母材具有共同的晶粒，即熔池金属的结晶是从熔合区母材的半熔化晶粒上开始向焊缝中心成长的。
这种结晶形式称为交互结晶或联生结晶。
当晶体最易长大方向与散热最快方向一致时，晶体便优先得到成长，有的晶体由于取向不利于成长，晶粒的成长会被遏止。
这就是所谓选择长大，并形成焊缝中的柱状晶。
2 、焊缝的结晶形态根据浓度过冷的结晶理论，合金的结晶形态与溶质的浓度C O、结晶速度（或晶粒长大速度）R和温度梯度G有关。
图2为C O、R和G对结晶形态的影响。
由图2可见，当结晶速度R和温度梯度G不变时，随着金属中溶质浓度的提高，浓度过冷增加，从而使金属的结晶形态由平面晶变为胞状晶，胞状树枝晶，树枝状晶及等轴晶。
当合金成分一定时，结晶速度越快，浓度过冷越大，结晶形态由平面晶发展到胞状晶、树枝状晶，最后为等轴晶。
焊接接头的经相组织观察
第二次实验实验名称：焊接接头金相组织观察试验目的：了解焊接接头的金相组织，（焊缝区和焊接热影响区）形成过程、组织变化及对性能的影响。
实验步骤：制样（金相制样）观察组织绘制金相组织图实验内容和要求：1.了解焊接材料名称（母材：35钢；焊条：THJ520）2.了解金相制样过程3.观擦焊接接头的金相组织4.绘制接头的金相组织图实验设备和仪器：手工焊机、砂轮机、PG2抛光机、4X金相显微镜焊接接头的金相组织与性能焊接接头是由相互联系，而在组织和性能上又有区别的两部分组成，即焊缝区和焊接热影响区。
1.焊缝金属：由熔池冷却凝固后形成组织和性能：熔池冷凝后为铸态组织，在冷却过程中，液态金属自熔合区向焊缝的中心方向结晶，形成柱状晶组织。
焊缝金属的性能一般不低于母材的性能（因其化学成分控制严格，且可通过渗合金调整焊缝化学成分），但易产生裂纹。
2.焊接热影响区：指焊缝两侧因焊接热作用而发生组织性能变化的区域。
低碳钢的热影响区分为熔合区、过热区、正火区和部分相变区。
熔合区，又称半熔化区，是焊缝与母材的交界区。
加热温度：1490-1530℃（固、液两相线之间）组织：（未熔化但因过热而长大的）粗晶组织和（部分新结晶的）铸态组织。
特点：该区很窄，组织并不均匀，强度下降，塑性很差，是产生裂纹及局部脆断的发源地。
过热区：紧靠熔合区加热温度：1100-1490℃（1100℃-固相线）组织：粗大的过热组织特点：宽度为1-3mm,塑性和韧性下降。
焊接刚度大的结构时，该区易产生裂纹。
正火区：紧靠着过热区加热温度：850-1100℃（AC3至1100℃）组织：均匀细小的铁素体和珠光体组织（近似于正火组织）特点：宽度约1.2-4.0mm，力学性能优于母材。
部分相变区：加热温度: AC1-AC3之间组织：F+P （F粗细不均）特点：部分组织发生相变，晶粒不均匀，力学性能差。
在热影响区中，熔合区和过热区的性能最差，产生裂纹和局部破坏的倾向也最大，是焊接接头中机械性能最差的薄弱部位，热影响区宽度愈窄愈好。
金相检验-焊接接头的金相检验实验指导书
焊接接头的金相检验实验指导书一、实验目的1.熟悉金相试样的制备过程，了解显微镜和其他金相试样加工设备的使用。
2.观察典型焊接接头的宏观组织，理解焊接接头的焊缝区、熔合线、热影响区等不同宏观组织之间的关系。
3.观察焊接接头的显微组织，理解焊缝区和热影响区显微组织的分布和特征，了解焊接缺陷的形成机理。
4.讨论焊接接头组织与性能的关系。
二、实验原理2.1金相制备进行金相分析，首先应根据各种检验标准和规定制备试样（即金相试样），若金相试样制备不当，在观察上出现划痕、凹坑、水迹、变形层或浸蚀过深过浅都会影响正确的分析，从而得出错误的结论，因高：12~18mm2．粗磨倒角：在不影响观察目的的前提下，需将试样上的棱角磨掉，以免划破砂纸和抛光织物。
图1 砂纸磨光表面变形层消除过程示意图（a）严重变形层（b）变形较大层（c）变形微小层（d）无变形原始组织；1、2、3、4分别是第一步、第二步、第三步、第四步磨光后试样表面的变形层。
4．抛光抛光的目的是去除细磨后遗留在磨面上的细微磨痕，得到光亮无痕的镜面。
抛光的方法有机械抛光、电解抛光物化学抛光三种，其中最常用的是机械抛光。
a概念：机械抛光是在抛光机上进行，将抛光织物（粗抛常用帆布，精抛常用毛呢）用水浸湿、铺平、绷紧用固定在抛光盘上。
启动开关使抛光盘逆时针转动，将适量的抛光液（氧化铝、氧化铬或氧化铁抛光粉加水的悬浮液）滴洒在盘上即可进行抛光。
机械抛光与细磨本质上都是借助磨料尖角锐利的刃部，切去试样表面隆起的部分，抛光时，抛光织物纤维带动稀疏分布的极微细的磨料颗粒产生磨削作用，将试样抛光。
5．浸蚀a意义：抛光后的试样在金相显微镜下观察，只能看到光亮的磨面，如果有划痕、水迹或扔料中的非金属夹杂物、石墨以及裂纹等也可以看出来，但是要分析金相组织还必须进行浸蚀。
浸蚀法：利用浸蚀剂对试样的化学溶解和电化学浸蚀作Array用将组织显露出来（如图）。
擦蚀法：用沾有浸蚀剂的棉花轻轻擦拭抛光面，观察表面颜色的变化。
焊接接头组织的观察及分析
实验规则一、学生在上实验课之前一定要预习实验指导书及教科书中的有关内容。
二、上实验课时必须携带实验指导书、笔和纸张等物品。
三、实验课不许迟到和早退。
四、进入实验室后要保持室内的清洁，不许吸烟，要将废物扔入垃圾桶里。
五、要保持室内肃静，不许谈论与本次实验无关的话题，更不许做与本次实验无关的事。
六、将自己携带的物品摆放整齐。
七、不许动用与本次实验无关的材料，仪器和设备。
八、要注意倾听实验课老师讲述的内容，免得影响实验效果。
九、使用仪器时，要严格遵守操作规程，切不可将仪器插头直接插入电源。
十、实验完毕后，要经指导老师审核实验记录，并且将所用的仪器、板凳等物品摆放好，方可离去十一、实验报告是检验学生平时成绩的一个方式，因此要求认真书写，即字迹工整，书面整洁，且内容充实。
十二、实验报告的成绩按四级分类，即优、良、及格、不及格的方式评定，对不按时交实验报告的学生，成绩降级，对无故不参加实验课和不交实验报告的同学按规定取消理论考试资格。
实验报告的成绩按规定记入本门课考试成绩。
实验二：焊接接头组织的观察及分析一、实验的意义：随着科学技术的不断发展，焊接技术应用得越来越广泛。
从我们日常生活用品到汽车、火车、轮船、桥梁等都离不开焊接技术的应用。
而焊接质量的好坏决定于焊接接头的优劣。
本次实验正是要观察焊接机头显微组织的变化规律。
通过对几种不同的焊接接头显微组织的观察和分析，使我们对理论课讲述的有关内容有一个更直观的认识和更深刻的理解。
二、实验的目的：1、了解焊接方法对焊接热影响区大小的影响。
2、了解焊接规范对焊接热影响区大小的影响。
3、了解焊接热影响区对焊接接头性能的影响。
三、实验所用的材料，仪器和设备：1、材料：低碳钢板（200X100X10mm）、结422焊条、自动焊焊丝、砂布、金相砂纸、抛光粉、4%的硝酸酒精腐蚀剂、无水乙醇等。
2、仪器和设备：手弧焊机、埋弧焊机、工作台、无齿锯（俗称砂轮切片机）、砂轮机、抛光机、电吹风机、金相显微镜等。
实验三 焊缝接头金相试样制备及显微组织分析
实验三焊缝接头金相试样制备及显微组织分析一、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。
二、实验原理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，然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区域称为热影响区。
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。
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，用焊条电弧焊（又称为手工电弧焊）施焊，然后对焊接接头进行磨样观察。
焊条电弧焊的原理如图1所示。
焊接前，将电焊机的输出端分别与工件和焊钳相连，接通电路后，焊条和被焊工件之间引燃电弧，焊条和工件作为阴极或阳极。
电弧热使工件和焊条同时熔化形成熔池，焊条药皮也随之熔化形成熔渣覆盖在焊接区的金属上面，药皮燃烧时产生大量CO2气流围绕在电弧周围，熔渣和气流可防止空气中的氧氮侵入起到保护熔池的作用。
随着焊条的移动，焊条前的金属不断熔化，焊条移动后的金属则冷却凝固成焊缝，于是形成一个焊接接头。
在焊条电弧焊焊接中，受电弧的热作用焊接接头的金属都要经历常温状态升温到一定温度后，然后再逐渐冷却到常温的过程。
图2表示了焊件截面上各区域温度的变化情况。
在焊接时各部分和焊缝距离不同而受热不均匀，导致不同位置的点所经历的焊接热循环是不同的（即被加热的最高温度不同），而且焊接后的冷却速度也不同。
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实验一焊缝接头金相试样制备及显微组织分析
一、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。
二、实验原理
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，然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区域称为热影响区。
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。
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，用焊条电弧焊（又称为手工电弧焊）施焊，然后对焊接接头进行磨样观察。
焊条电弧焊的原理如图1所示。
焊接前，将电焊机的输出端分别与工件和焊钳相连，接通电路后，焊条和被焊工件之间引燃电弧，焊条和工件作为阴极或阳极。
电弧热使工件和焊条同时熔化形成熔池，焊条药皮也随之熔化形成熔渣覆盖在焊接区的金属上面，药皮燃烧时产生大量CO2气流围绕在电弧周围，熔渣和气流可防止空气中的氧氮侵入起到保护熔池的作用。
随着焊条的移动，焊条前的金属不断熔化，焊条移动后的金属则冷却凝固成焊缝，于是形成一个焊接接头。
在焊条电弧焊焊接中，受电弧的热作用焊接接头的金属都要经历常温状态升温到一定温度后，然后再逐渐冷却到常温的过程。
图2表示了焊件截面上各区域温度的变化情况。
在焊接时各部分和焊缝距离不同而受热不均匀，导致不同位置的点所经历的焊接热循环是不同的（即被加热的最高温度不同），而且焊接后的冷却速度也不同。
因此，各部分组织与性能变化也不同。
以低碳钢为例，根据焊缝横截面的温度分布曲线，结合铁碳合金相图，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℃）；不完全正火区（AC1～AC3），对易淬火钢而言，还会出现淬硬组织并对焊接接头各部分的组织与性能变化加以说明。
图3 低碳钢焊接接头的组织变化示意图
1-熔合区；2-过热区；3-正火区；4-部分相变区
1．焊缝金属
焊缝金属结晶是从熔池底壁上许多未熔化的半个晶粒开始的。
因结晶使各个方向冷却速度不同，垂直于熔合线方向冷却速度最大，所以晶粒由垂直于熔合线向熔池中心生长，最终呈柱状晶，如图4（a）所示。
在结晶过程中，低熔点的硫磷杂质和氧化铁等易偏析，集中在焊缝中心，将影响焊缝金属的力学性能，如图4（b）所示。
图5为20钢焊缝区组织图。
(a) (b)
图4 焊缝金属结晶示意图
(a)焊缝的柱状树枝晶 (b) 焊缝金属偏析
图5 20钢焊缝组织图图图6 20钢过热区组织
2．热影响区
热影响区是指焊缝两侧因焊接热作用而发生组织与性能变化的区域。
各种不同的焊接方法和焊接时输入热量的多少，使热影响区区域的大小也有所不同。
在热影响区，由于各点的热循环不同，热影响区可分为熔合区、过热区、正火区和部分相变区。
（1）熔合区是焊缝和基本金属的交界区，其最高加热温度处于固相线和液相线之间的区域。
由于该区域温度高，基体金属部分熔化，所以也称为“半熔化区”。
熔化的金属凝
固成铸态组织，未熔化金属体因温度过高而形成粗晶粒。
此区域在显微镜下一般为2~3个晶粒的宽度，有时难以辨认。
该区域虽然很窄，但强度、塑性和韧性都下降；同时此处接头断面变化较大，将引起应力集中，很大程度上决定着焊接接头的性能。
此区域见图3中的1区所示。
（2）过热区是热影响区中最高加热温度在1100℃以上至固相线温度区间的区域，见图3中的2区所示。
该区域在焊接时，由于加热温度高，奥氏体晶粒急剧长大，形成过热组织，所以也称“粗晶粒区”。
冷却以后形成粗大的过热区组织，先共析的铁素体从奥氏体晶界上呈针片状析出并向晶内生长，这种先共析针片状铁素体加珠光体这种组织称为魏氏体组织如图6所示。
图6为20钢过热区组织。
在大热输入的电弧焊、气焊、电渣焊的条件下，经常出现魏氏体组织。
因此使该区域的塑性和韧性大大降低，冲击韧性约下降25%~75%。
对淬透性好的钢材，过热区冷却后得到淬火马氏体，脆性更大。
所以过热影响区中力学性能最差的部位。
（3）正火区是指热影响区中加热温度在A3~1100℃之间的区间，见图3中的3区所示。
该区温度虽较高，但加热时间较短，晶粒不容易长大。
焊后空冷，金属将发生重结晶，得到晶粒较细的正火组织，所以该区域称为正火区，也称为细晶区或重结晶区。
该区的组织比退火（或轧制）状态的母材组织细小，其力学性能优于母材。
图7为20钢正火区组织。
图7 20钢正火区组织图图8 20钢焊接接头组织全貌
（4）部分相变区是指热影响区中加热温度在A1~A3之间的区域，如图3中的4区所示。
焊接加热时，首先珠光体向奥氏体转变，随着温度的进一步升高，部分铁素体逐步向奥氏体中溶解，温度愈高，溶入愈多，至A3时，全部转变为奥氏体。
焊接加热时由于时间较短，该区只有部分铁素体溶入奥氏体。
焊后空冷，该区域得到由经过重结晶的细小铁素体和珠光体与未经重结晶的铁素体组成不均匀组织。
所以该区也称为不完全重结晶区。
该区由于组织不均匀，力学性能稍差。
图8为20钢焊接接头组织全貌。
三、实验设备及器材
1．施焊设备及器材（BX-330交流手工电弧焊机、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Ф4mm结422焊条施焊。
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。
截取部位如图9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）。
图9 焊接接头金相试样取样位置示意图
3．截下焊接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。
先用低倍镜镜头（放大100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。
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。