焊缝的宏观和微观金相检验方法
焊缝的外观质量检验
热 裂 纹
液化 裂纹
高温 失 塑裂 纹
——
类别 名称
材料因素
进行计算，或保证两母材之间焊缝呈圆滑过渡。
2、角焊缝尺寸的检测
角焊缝尺寸，包括焊缝的计算厚度、焊角尺寸、凸度
和凹度等。测量角焊缝的尺寸，主要是测量焊角的尺寸 K1
、K2和角焊缝厚度。然后通过测量结果计算焊缝的凸度和 凹度，如图所示。 一般对于角焊缝检测，首先要对最小尺寸部位进行测 量，同时对其他部位进行外观检查，如焊缝破口应填满金
二、常用结构件类型及焊缝质量等级（见下表4）
焊接结 构件 类型 焊缝 质量 等级
名称
接头形式
检验方法
一般不 太重要 的结构
钢制门、窗
对接 角接 搭接
外观检查
Ⅳ级
三、焊接检测方法的分类及应用
焊接检测方法很多，一般可按下述方法分类：
（一）按焊接检测数量分为
1、抽检
在焊接质量比较稳定的情况下，例如自动焊、摩擦
间，未能完全熔化结合的部位。易造成应力集中。
3）气孔
焊缝金属在高温时，吸收了过多的气体（如H2
）或由于溶池内部冶金反应产生的气体（如CO），在溶池 冷却凝固时来不及排出，在焊缝内部或表面形成孔穴，即
为气孔。它减少了焊缝有效工作截面，降低接头强度。若
有穿透性或连续性气孔存在，会严重影响焊件密封性。
4）裂纹
4、订货合同
用户对焊接质量的要求在合同中应明确指出， 可作为图样和技术文件的补充规定。 5、焊接施工图样 图样是最为简便的检测文件，尤是工序检测。 6、焊接质量管理制度 企业的管理制度包含质量的检测，可以直接或 者间接作为焊接检测的依据。
宏观金相检测标准
宏观金相检测标准一、取样部位1. 从出厂检验合格的产品中切取至少三块代表性试样，在制样前可采用机械切割方法取下表面磨削面，并用磨光机打磨光亮。
2. 对于不能在成品上进行取样的焊缝和热影响区，则需在工厂或现场用切割、钻孔方法取得试样。
二、磨制方向1. 抛光面应向着观察面。
如果存在方向性，应将热影响区和焊缝中可能产生方向性缺陷的方向确定为观察面的相反方向。
2. 对于低合金高强度结构钢和特殊的耐磨钢，必要时抛光表面也可作为检验方向。
此时要求将金相试样打磨成轴对称试样。
三、研磨与抛光对于常规试样（抛光表面和反光表面）可采用平磨机或盘式研磨机研磨。
首先粗磨除去表面的凸凹不平，然后精磨达到镜面。
金相抛光后的抛光面应用金刚砂（氧化铝砂）轻轻研磨并抛光，然后用去离子水清洗，用滤纸吸干或吸水纸吸干试样表面，并观察表面质量。
如果发现有表面划痕、蚀斑、变色等缺陷，则不能作为合格品的判定依据。
四、观察观察的内容主要包括金属的显微组织、缺陷及其分布情况等。
对缺陷的观察应采用低倍放大镜（工作距离约30～40mm）观察，并注意缺陷的形状、大小、数量、分布情况以及与金相组织的相互关系等。
必要时可采用高倍放大镜甚至电子显微镜进行更详细的分析。
五、评级缺陷的评级应在金相显微镜下进行，评级方法应符合国家标准或行业标准的要求。
对于宏观裂纹、气孔、夹杂物等缺陷的评级，应采用目视法；对于显微疏松的评级，可采用定量法；对于晶界腐蚀的评级，可采用分级法。
评级时应注意缺陷的形状、大小、数量、分布情况以及与金相组织的相互关系等。
六、记录与分析记录的内容包括取样部位、试样的加工过程、观察到的缺陷及其分布情况等。
分析时应注意缺陷产生的原因、影响因素等，并针对具体情况提出改进措施。
七、报告报告应包括以下内容：检测项目、检测结果、分析结论等。
报告应简明扼要，数据准确可靠。
以上是宏观金相检测的基本标准，实际操作中还需要根据具体的材料、产品和使用环境等因素进行调整和优化。
焊缝的检测方法
焊接接头金相试验的方法及内容焊接接头的金相试验包括宏观金相试验和微观金相试验两部分。
一、宏观金相试验直接用肉眼或低倍放大镜进行检查。
1、宏观（粗晶）分析试验时在试件上截取横断面，然后经过打磨、腐蚀再进行观察。
宏观（粗晶）分析焊缝一次结晶组织的粗细程度和方向性；熔池形状、尺寸；焊缝接头各区域的界限和尺寸；各种焊接缺陷的存在2、断口检查在焊缝表面沿焊波方向车一条沟槽，槽深约为焊缝厚度的1/3，用拉力机将试样拉断，用肉眼倍放大镜观察断口处可能存在的缺陷种类和大小。
断口检查对“未熔合”或“熔合不良”这种缺陷十分敏感，常对接接头中。
3、钻孔检验用磨成90°角、直径较焊缝宽度大2～3mm的钻头在焊缝上钻孔、钻孔深度为焊件厚度的2/3 10％硝酸水溶液浸蚀孔壁，可检查焊缝内部的气孔、裂纹、夹渣等缺陷，检查完毕钻孔处应予以补焊。
钻孔检验较少。
二、微观金相试验用1000～1500倍金相显微镜观察焊缝金属的显微组织和显微缺陷（如微裂纹），可作为质量分析及试验研究焊接接头的力学性能试验内容1、焊接接头的拉伸试验（包括全焊缝拉伸试验）试验的目的是测定焊接接头（焊缝）的强度（抗拉强度σ点σs）和塑性（伸长度δ，断面收缩率φ），并且可以发现断口上的某些缺陷（如白点）。
试验可按GB2651-89《焊接接头拉伸试验方法》进行。
2、焊接接头的弯曲试验试验的目的是检验焊接接头的塑性，并同时可反映出各区域的塑性差别、暴露焊接核熔合线的质量。
弯曲试验分面弯、背弯和侧弯三种，试验可按GB2653-89《焊接接头弯曲及压扁试验方法》进行。
3、焊接接头的冲击试验试验的目的是测定焊接接头的冲击韧度和缺口敏感性，作为评定材料断裂韧性和冷感性的一个指标。
试验可按GB2650-89《焊接接头冲击试验方法》进行。
4、焊接接头的硬度试验试验的目的是测量焊缝热影响区金属材料的硬度，并可间接判断材料的焊接性。
试验可按GB2654-89《焊接接头及堆焊金属硬度试验方法》进行。
焊接接头金相分析实验指导书
实验指导书《材料连接原理》实验一焊接接头金相分析一、实验目的：1、观察硝酸银的枝晶形态；2、观察焊接接头的宏观组织及焊接缺陷；3、观察典型焊接接头的纤维组织的分布及其特征，了解焊接接头的焊缝区、熔合线、热影响区及母材等各种典型结晶形态；二、实验概述：手工电弧焊的焊接过程如图2-1所示。
当电弧在焊条与焊件之间引燃后，电弧热使焊件（与电弧接触部分）及焊条末端融化，熔化的焊件和焊条（以熔滴形式下落）形成共同的金属熔池。
焊条外面的药皮受热熔化并发生分解反应，产生液态熔渣和大量气体。
液态熔渣包围着熔滴，当其进入金属熔池后，因其比重小而浮在熔池表面。
所产生的气体则包围在电弧和熔池周围。
图2-1手工电弧焊过程示意图1、焊条芯2、焊条药皮3、液态熔渣4、固态渣壳5、气体6、金属熔滴7、熔池8、焊缝9、工件焊条因不断熔化下滴而应连续向下送进，以保持一定的电弧长度。
同时，焊条还应沿焊接方向前进。
当电弧离开熔池后，被熔渣覆盖的熔化金属就缓慢冷却凝固成焊缝金属，液态熔渣也凝固成固态熔壳。
在电弧移达的下方，又形成新的熔池及其上的液态熔渣，以后又凝固成新的焊缝金属和渣壳。
上述过程继续进行下去，只至整个焊缝被焊完为止。
从而形成一条连续的焊缝金属。
在焊接过程中，由于焊接接头各部分经受了不同的热循环，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组织分析，是对接头机械性能鉴定的不可缺少的环节。
焊接接头的金相分析包括宏观和显微分析两个方面。
宏观分析的主要内容为：观察与分析焊缝成型、焊缝金属结晶方向和宏观缺陷等。
显微分析的主要内容为：借助于放大100倍以上的光学金相显微镜或电子显微镜进行观察，分析焊缝的结晶形态，焊接热影响区金属的组织变化，焊接接头的微观缺陷等。
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，而且与所用的焊接材料和被焊材料有密切关系。
（一）焊缝凝固时的结晶形态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。
ISO17639：2003_金属材料焊缝的破坏性试验-焊缝宏观和微观检验
附录 A （资料性附录）
试验报告实例
根据 ISO17639（1）试（WPAR）：No.（d）：
生产厂：
检验目的：
试件：
试样：
母材：
焊接材料：
焊厚热处理或时效处理：
说明（ｂ）
宏观检验（ｅ）
微观检验（ｅ）
（ｇ）和（ｆ）
（ｇ）和（ｆ）
图：No
图：No
位置（ｃ）
位置（ｃ）
放大倍数（ｇ）
7 试样的截取
试样的截取方向一般垂直于焊缝轴线（横截面），试样包括焊缝熔敷金属和
焊缝两侧的热影响区。然而，也可以从其它方向截取试样。
在试验前应确定试件的位置、方向和数量，例如参照应用标准。
表 1 宏观和微观检验评定特性指南
特征
根据 ISO6521-1 不腐蚀宏 腐蚀宏观 不腐蚀微
缺欠
观检验
检验
观检验
-
-
×
-
15 纤维组织（晶粒）方向
-
-
×
-
16 偏析
-
-
×
-
17 沉淀
-
-
-
-
18 使用情况和不均匀性
-
（×）
×
（×）
19 力/热影响
-
-
×
-
×表示显示的特征；（×）表示显示或不显示的特征
注：表中列的特征数可能超出光学显微镜的分辨率，例如沉淀和夹渣。
腐蚀微 观检验
× × × × × × × （×） × × × × × × ×
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—腐蚀剂：xy。
43 92
54
例 1 a）试验对象：仅焊缝金属 检验—ISO17639—I—E—43—5.4/9.2/43/xy 式中 ISO17639=参照的国际标准； I=微观检验； E=经腐蚀； 43=试验对象； 5.4=钢，Cr 含量≤9%，Mo 含量≤40%； 9.2=奥氏体不锈钢 43=焊缝金属：Ni/Fe/Cr/Mo，Ni 含量≤1.2%； xy=腐蚀剂。 注：xy 代表 ISO/TR16060 相关附录中表数字代号。
焊接检验概述
焊接检验概述焊接检验是对焊接工艺的验证过程，贯穿于整个焊接生产过程中。
在不同阶段，焊接检验的目的也各不相同。
焊前检验主要是检查技术文件是否完整齐全，原材料的质量是否可靠，焊接设备和焊工的资格是否符合要求，对预防焊接缺陷的产生具有重要意义。
焊接过程中的焊接检验，主要是对焊接工艺的执行进行检查，可以防止焊接缺陷的产生，若出现焊接缺陷，也可以及时分析缺陷产生的原因，采取一定的纠错方案，保证工件在制造过程中的质量。
焊后检验是为了保证所焊接的焊缝各项性能指标完全满足工件的设计要求。
因此焊接检验是保证焊接结构获得可靠的质量的重要手段之一。
一、焊接检验的分类在特种设备制造过程中，焊接检验应根据焊接生产的特点，严格按照相关的法律、法规、设计图样、技术标准和检验文件规定的要求进行检验。
图样规定了材料、焊缝位置、坡口形状和尺寸及焊缝的检验要求。
而技术标准规定了焊缝的质量评定方法和要求。
工艺规程、质量检验计划具体规定了检验方法和检验程序，还包括检查工程中的检验记录、不良品处理单、更改通知单，如图样更改、工艺更改、材料代用、追加或改变检验要求等所使用的书面通知。
订货合同包括了用户对产品焊接质量的要求，也应作为图样和技术文件的补充规定。
常用的焊接检验方法分非破坏性检验和破坏性检验两大类。
破坏性检验包括力学性能、化学分析、金相和焊接性试验;非破坏性检验包括外观检验、无损检验、耐压试验和泄漏试验等项目，其详细分类见表6~1 o二、焊接接头的破坏性检验(一)焊接接头力学性能试验1.焊接接头拉伸试验焊接接头的拉伸试验一般都采用横向试样。
当焊缝金属的强度超过母材金属，缩颈和破坏会发生在母材金属区。
若焊缝金属强度远低于母材，塑性应变集中在焊缝内发生，在这种情况下，局部应变测得的断后伸长率将比正常标距低。
所以横向焊接接头拉伸试验只可以评定接头的抗拉强度Rm (MPa),不能评定接头的屈服强度和断后伸长率。
焊接接头的拉伸试验还可发现断口处有无气孔、裂纹、夹渣或其他焊接缺陷。
管板焊接宏观金相检验的操作介绍
管板焊接宏观金相检验的操作介绍lylsg555主题词：管板、试件加工、宏观检验。
1.概述：管板焊主要应用在换热器设备制造中的焊接，它是将换热管的端部与管板焊在一起来进行固定。
换热器设备在施焊前，都要做焊接工艺评定试件来对其焊接条件、工艺、焊后焊缝质量进行评定，焊缝的宏观金相检验也作为其中的一个标准项目来进行焊接质量的验收。
（换热器设备）（换热管的端部与管板焊接示意图）（管板焊接试板【部分】）2.宏观金相检验：2.1.1 试件的加工由于换热管的尺寸为Φ19×2、Φ25×2.5、Φ38×3等，一般禁止采用热切割加工，应采用锯床，铣床等来进行切割，切割速度不宜过快，尤其对不锈钢管板试件应更为小心，防止“打刀”现象。
如果有条件能采用线割的，效果更佳。
（锯床切割试件）（锯床切下来的试件）管板试件应按照检验的标准进行切割分块其中切割2个不相邻的2个管子，留4块，分别检验8个焊接观察面。
图中的标号就是所需检验的观察面。
（试件分布图）（切割好的试件【部分】）2.1.2 试件的磨制和抛光试件经过粗加工后，要对焊接检验的观察面进行磨制和抛光，首先用180#金相水砂纸进行磨光，要求观察面的粗磨痕必须磨掉。
（180#水砂纸磨制）接下来可以分别用280#和400#金相砂纸进行细磨，磨面仍要求出去上道磨制的磨痕。
（280#磨制）（400#磨制）磨制好后，用水进行清洗，此时基本上可以进行宏观检验了，但为了保证最佳的观察效果，还可以稍微地下抛光，抛光材料可以用水，三氧化二铬或金刚石研磨膏进行抛光。
（加水抛光）（加三氧化二铬抛光）（加金刚石研磨膏抛光）（抛光过程）由于试件主要是宏观检验，所以抛光时间不用很长，一般看见检验面光亮即可，然后用流水清洗干净，也可以用点脱脂棉进行擦洗。
（抛光好的试件【部分】）2.1.3 腐蚀抛光好的试件清洗干净后，要进行腐蚀，腐蚀主要是将焊缝部分显露出来，以此来观察焊缝中的缺陷。
金相检验(中高级国际质检人员)
机械工业哈尔滨焊接技术培训中心
Harbin Welding Training Institute
c)夹具与镶嵌料在侵蚀时最好不参与化学 反应，以免生成过多的腐蚀产物，污染 试样。 粗磨可以由手工或机器操作。较软材料 的试样可先用锉刀修平；较硬材料的试 样可用砂轮机来平整。磨制时，压力不 宜过大，以免产生范性变形。必要时可 用水来冷却，以保证试样不受热的影响 。不做表面层金相检验的试样，磨面四 周应倒成圆角，以免在细磨、抛光过程 中，将砂纸或抛光布撕坏。
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ISO17639/EN1321-I-E-43-5.4/9.2/43/xy
国际焊接学会授权的培训机构 IIW Authorised Training Body
机械工业哈尔滨焊接技术培训中心
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铁素体 铁素体是碳溶于α-Fe中的间隙固溶 铁素体是碳溶于 中的间隙固溶 体，属体心立方晶格，常用F或α表示。 属体心立方晶格，常用 或 表示。 表示 用4%的硝酸酒精溶液侵蚀能清晰的显示 的硝酸酒精溶液侵蚀能清晰的显示 铁素体组织。 铁素体组织。铁素体的光学金相组织特 征呈白亮色，边界呈多边形， 征呈白亮色，边界呈多边形，它可以呈 月牙状， 月牙状，也可能呈网络状等形态
国际焊接学会授权的培训机构 IIW Authorised Training Body
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附件A
焊缝的宏观和微观金相检验方法
A1范围
本附件是为宏观和微观检测的试样制备、试验程序及其目的，规定的推荐方法。
A2 术语和定义
A2.1 宏观检验
用肉眼或低倍放大镜(放大倍数一般小于50)检查试样，试样表面可处理或不处理。
A2.2 微观检验
用显微镜检查试样，一般放大倍数为50～500，试样表面可处理或不处理。
A2.3检验操作人员
进行宏观、微观检验的操作人员。
A3 缩略语
本方法采用的缩略语如下：
(1)A，宏观检验；
(2)I，微观检验；
(3)E，腐蚀处理；
(4)U，不腐蚀处理。
A4 原理
宏观和微观检验用来显示焊缝的宏观和微观特性，通常检验焊缝的横截面。
A5 试验目的
宏观和微观检验目的是单纯地评定组织(包括晶粒组织、形态和取向，沉淀和夹渣)、与各种裂纹和空穴关系。
检测截面还要能记录截面平面的取样形状。
A6 试样的截取
试样的截取方向一般垂直于焊缝轴线(横截面)，试样包括焊缝熔敷金属和焊缝两侧的热影响区。
但也可以从其它方向截取试样。
在试验前应确定时间的位置、方向和数量，以及参照应用标准。
A7 试验程序
A7.1一般原则
应给出下列信息：
(1)母材和焊接材料；
(2)试验对象；
(3)腐蚀剂的组成/名称；
(4)表面抛光(见A7.2.1)；
(5)腐蚀方法(见A7.2.2)；
(6)腐蚀时间；
(7)安全措施(见A7.3)；
(8)其他附加要求。
A7.2试样制备
用于检验试样的制备包括通过切割、镶嵌、研磨、抛光、适当腐蚀。
这些加工过程不应对检验表面产生有害的影响。
A7.2.1 表面抛光
表面抛光的要求取决于下述因素：
(1)检验类型；
(2)材料种类；
(3)记录(例如照片)。
A7.2.2 腐蚀
A7.2.2.1 腐蚀方法
在腐蚀前，先确定腐蚀方法。
在常用的方法有以下几种：
(1)把试样侵入腐蚀剂中腐蚀；
(2)擦拭试样表面腐蚀；
(3)电解腐蚀。
可以使用其他方法，但应符合规定，例如参照应用标准。
当腐蚀完成时，试样应清洗和干燥。
A7.2.2.2 腐蚀剂
根据要求的信息，腐蚀剂的种类和浓度以及腐蚀温度和时间取决于检验材料和类型。
相同的接头可以使用不同的腐蚀剂。
A7.3安全措施
应遵守下列安全措施：
(1)采取合适的保护眼或脸的措施；
(2)使用合适的手套或夹钳处理腐蚀剂；
(3)在排烟柜里或在排烟罩下配腐蚀剂；
(4)总是把酸倒入水中，决不能相反操作；
(5)总是把溶质倒入溶剂中，例如少量(溶质)倒入大量的(溶剂)中。
A8 检验
在腐蚀前、腐蚀后可以根据实际或者相关标准、规程检验制备好的表面。
A9金相或断口检验评判
金相或断口检验中发现的接头内在缺欠则按JB/T4730《承压设备无损检测》中的射线或超探的验收级别评判。
A10 验收要求
验收要求按用户或设计者在产品技术要求所提出的或锅炉专业标准规定的要求进行。
A11 试验报告
试验报告至少应包括下列内容：
(1)参照的方法标准(例如本附件A)；
(2)检验的类型(宏观、微观检验)；
(3)检验对象(母材左侧，母材右侧和焊缝金属)；
(4)焊接工艺认可报告(WPAR)编号，如果不能做到至少应给出使用的母材和焊接材料的焊后热处理、腐蚀；
(5)试样的位置和方向以及检验表面；
(6)试件的腐蚀方法和腐蚀剂的类型；
(7)金相照片、草图、放大倍数（如果要求）。
典型的报告实例见附录A。
附录A
焊缝的宏观和微观金相检验报告
编号：。