16/58 第一节熔焊(fusion welding) 四、焊接接头的组织性能 2、焊接接头金属组织与性能的变化 焊缝组织和性能的变化 从熔池底壁向中心生长柱状晶，对低碳 钢来说，焊缝常温下的组织大部分是呈 柱状的、粗大的铁素体加少量的珠光体。 低熔点的$、P杂质、氧化铁和气孔等偏 析集中在焊缝中心区，导致热裂纹和冷 裂纹、耐蚀性下降、力学性能不均匀和 断裂韧性降低等。 电弧吹力(arc force) 等因素使柱状晶生 长受干扰，晶粒有所细化；加之渗合金 作用，可使焊缝金属性能不低于母材
四、焊接接头的组织性能 2、焊接接头金属组织与性能的变化 1）焊缝组织和性能的变化 ❖ 从熔池底壁向中心生长柱状晶，对低碳 钢来说，焊缝常温下的组织大部分是呈 柱状的、粗大的铁素体加少量的珠光体。 ❖ 低熔点的S、P杂质、氧化铁和气孔等偏 析集中在焊缝中心区，导致热裂纹和冷 裂纹、耐蚀性下降、力学性能不均匀和 断裂韧性降低等。 ❖ 电弧吹力（arc force）等因素使柱状晶生 长受干扰，晶粒有所细化；加之渗合金 作用，可使焊缝金属性能不低于母材。 第一节 熔焊 (fusion welding) 16 /58
17/58 第一节熔焊(fusion welding) 四、焊接接头的组织性能 2) 热影响区组 织和性能的 2、焊接接头金属组织与性能的变化 变化 Temperature,C (F) Solidified weld 1600 2912 Solid-liquid transition zone 400 (2552 Liquid+Y Grain growth zone 200 929 过热区 Recrystallized zone 重结晶区 Partially transfor zone 不完全重结晶区 Te ÷不完全重结晶区：加热温度范 围在Ac3~Ac线之间，部分金属重 结晶后变为细小的铁素体+珠光体 组织，部分铁素体来不及转变， 晶粒大小、力学性能不均匀。 Heat-affected zone
17 /58 第一节 熔焊 (fusion welding) 四、焊接接头的组织性能 2、焊接接头金属组织与性能的变化 2）热影响区组 织和性能的 变化 ❖熔合区：温度处于固相线和液 相线之间。晶粒粗大，化学成分 和组织极不均匀，冷却后为过热 组织和新结晶的铸态组织，塑性、 韧性很差，是焊接接头的危险地 带，常产生裂纹和脆性破坏。 ❖过热区：温度在固相线以下和 1100℃之间。形成特殊的过热组 织，晶粒粗大，晶内有大量铁素 体片，易产生粗晶脆化，塑性、 韧性很差。 ❖重结晶（正火）区：加热温度 范围在Ac3 ～1100℃。因加热速度 快，高温停留时间短，冷却后获 得均匀细小的铁素体+珠光体，其 塑性、韧性都较好。甚至优于母 材。 ❖不完全重结晶区：加热温度范 围在Ac3 ～Ac1线之间，部分金属重 结晶后变为细小的铁素体+珠光体 组织，部分铁素体来不及转变， 晶粒大小、力学性能不均匀。 过热区 重结晶区 不完全重结晶区
B149s ty 18/58 140o 0.53 1300 1200 L+y L+Fc122-- ding) 1100 1148 1000 2.11 80g 能 2) 热影响区组 70 b217 727 50 织和性能的 400 织与性能的变化 300 a+FeaC 变化 200 100 1-熔合区；2-过热区； w(C)/% 3-重结晶区； 圆2-29FeFe,C相国 4-部分重结晶区；5母材： 1500 6-完全淬火区； 若焊前处于正火或退火状态， 7-部分淬火区；8-回火区 在完全淬火区6，加热温度在 1100 M 固相线到Ac间，焊后冷却获 M+F 得M组织；不完全淬火区7则 Acl 形成M和F混合组织 500 Sa/T回 若焊前为淬火4（低温）回火 S/mm 状态，除有前面两个影响区外， 在温度低于Ac的区域，还会 不易淬火钢 2 3 5 出现回火区8，组织是回火索 易淬钢（退火） 6 5 氏体或回火屈氏体。 易淬火钢（淬火） 6 8
1-熔合区；2-过热区； 3-重结晶区； 4-部分重结晶区；5-母材； 6-完全淬火区； 7-部分淬火区；8-回火区 四、焊接接头的组织性能 2、焊接接头金属组织与性能的变化 2）热影响区组 织和性能的 变化 ❖ 对于易淬火钢而言 ✓ 若焊前处于正火或退火状态， 在完全淬火区6，加热温度在 固相线到Ac3间，焊后冷却获 得M组织；不完全淬火区7则 形成M和F混合组织 ✓ 若焊前为淬火+（低温）回火 状态，除有前面两个影响区外， 在温度低于Ac1的区域，还会 出现回火区8，组织是回火索 氏体或回火屈氏体。 第一节 熔焊 (fusion welding) 18 /58 M M +F S回/T回
19/58 第一节熔焊(fusion welding) 低碳钢焊接热影响区尺寸 (mm 焊接方法 过热区 热影响区 埋弧自动焊 0.8-12 2.3-4.0 四、焊接接头的组织性能 钨极氩弧焊 2.13.2 5.0-6.2 2、焊接接头金属组织与性能的变 焊条电弧焊 2.23.5 6.0-8.5 电渣焊 18-20 25~30 3)提高焊接接头质量的措施 熔合区与过热区性能比较差， 应使之尽可能减小 选用焊接热影响区小的焊接方法，如埋弧自动焊等 正确选择焊接规范（焊条直径wire diameter、焊接电流 welding current、电弧电压arc voltage及焊接速度 welding speed)。在保证焊接质量的条件下，增加焊接速 度、减小焊接电流都可使焊接热影响区减小。 冬焊后热处理。一般采用正火处理，使焊缝和焊接热影响区 的组织转变为均匀的细晶
第一节 熔焊 (fusion welding) 四、焊接接头的组织性能 2、焊接接头金属组织与性能的变化 3）提高焊接接头质量的措施 ❖ 熔合区与过热区性能比较差，应使之尽可能减小 ❖ 选用焊接热影响区小的焊接方法，如埋弧自动焊等 ❖ 正确选择焊接规范（焊条直径 wire diameter、焊接电流 welding current 、电弧电压 arc voltage及焊接速度 welding speed ）。在保证焊接质量的条件下，增加焊接速 度、减小焊接电流都可使焊接热影响区减小。 ❖ 焊后热处理。一般采用正火处理，使焊缝和焊接热影响区 的组织转变为均匀的细晶。 低碳钢焊接热影响区尺寸（mm） 焊接方法 过热区 热影响区 埋弧自动焊 0.8~1.2 2.3~4.0 钨极氩弧焊 2.1~3.2 5.0~6.2 焊条电弧焊 2.2~3.5 6.0~8.5 电渣焊 18~20 25~30 19 /58