低合金结构钢接接头显微组织

1、一、实验目的一、实验目的1、了解低合金结构钢焊接热影响区显微组织变化规律。、了解低合金结构钢焊接热影响区显微组织变化规律。2、了解低合金结构钢焊接冷裂纹形成条件及形貌特征。、了解低合金结构钢焊接冷裂纹形成条件及形貌特征。二、实验原理二、实验原理 焊接接头分为：焊接接头分为：焊缝区、半熔化区、过热区、完全重结晶焊缝区、半熔化区、过热区、完全重结晶区、不完全重结晶区。区、不完全重结晶区。 a）焊接前为退火或正火态时：焊接前为退火或正火态时：焊接后热影响区的组织可焊接后热影响区的组织可分为完全淬火区（分为完全淬火区（thac3）和不完全淬火区和不完全淬火区(th=ac1 ac3) 。 b）若母材焊接

2、前为调质态：若母材焊接前为调质态：则热影响区除存在上述两个则热影响区除存在上述两个区域之外，还可能存在不同程度的高温回火区（软化区）。区域之外，还可能存在不同程度的高温回火区（软化区）。三、实验报告要求三、实验报告要求 详见电子实验报告详见电子实验报告低合金结构钢与低碳钢焊接接头组织低合金结构钢与低碳钢焊接接头组织14mnnicrmoj606焊条焊条q235钢钢j422焊条焊条焊缝区焊缝区粗柱晶粗柱晶, b无碳无碳+ f先先沿晶界沿晶界分布分布,晶内为晶内为f针针+p少少粗柱晶粗柱晶,f先先+b无碳无碳沿晶沿晶界分布界分布,晶内为晶内为b粒粒+p少少过热区过热区f晶界晶界+m板板+b+(m+a

3、)组组元元粗大粗大f先先+fw+p完全重结晶区完全重结晶区f+p+ m(灰针灰针)+b等轴状等轴状f+p均匀分布均匀分布不完全重结晶区不完全重结晶区f大块大块+（ f+p）小块小块+ m少少+（b）少量少量f较大块较大块+（ f+p）小块小块母母 材材f+p+b粒粒，呈带状分布，呈带状分布f+p，粗大粗大试样试样区域区域金相组织金相组织低合金结构钢焊接接头宏观形貌低合金结构钢焊接接头宏观形貌焊趾焊趾焊根焊根熔合区熔合区焊缝焊缝热影响区热影响区母材区母材区低合金结构钢低合金结构钢正火态正火态焊接接头焊接接头组织全貌组织全貌焊缝区焊缝区过热区过热区不完全重结晶区不完全重结晶区完全重结晶区完全重结晶

4、区母材区母材区低合金结构钢低合金结构钢正火态正火态焊接接头焊接接头焊缝区焊缝区组织组织低合金结构钢低合金结构钢正火态正火态焊接接头焊接接头过热区过热区组织组织低合金结构钢低合金结构钢正火态正火态焊接接头焊接接头完全重结晶区完全重结晶区组织组织低合金结构钢低合金结构钢正火态正火态焊接接头焊接接头不完全重结晶区不完全重结晶区组织组织低合金结构钢低合金结构钢正火态正火态焊接接头焊接接头母材区母材区组织组织低合金结构钢低合金结构钢退火态退火态焊接接头焊接接头组织全貌组织全貌过热区过热区焊缝区焊缝区不完全重结晶区不完全重结晶区完全重结晶区完全重结晶区母材区母材区低合金结构钢低合金结构钢退火态退火态焊接接

5、头焊接接头焊缝区焊缝区组织组织低合金结构钢低合金结构钢退火态退火态焊接接头焊接接头完全重结晶与不完全重结晶与不完全重结晶过渡区完全重结晶过渡区组织组织低合金结构钢低合金结构钢退火态退火态焊接接头焊接接头不完全重结晶区不完全重结晶区组织组织低合金结构钢低合金结构钢退火态退火态焊接接头焊接接头不完全重结晶不完全重结晶区与母材过渡区区与母材过渡区组织组织低合金结构钢低合金结构钢退火态退火态焊接接头焊接接头母材区母材区组织组织低合金结构钢焊接接头低合金结构钢焊接接头延迟裂纹延迟裂纹之一之一 焊趾裂纹焊趾裂纹形貌形貌 焊趾区域焊趾区域母材区母材区 焊缝区焊缝区裂裂纹纹扩扩展展方方向向低合金结构钢焊接接头

6、低合金结构钢焊接接头延迟裂纹延迟裂纹之二之二 焊根裂纹焊根裂纹形貌形貌焊根裂纹起源焊根裂纹起源焊缝区焊缝区熔合区熔合区过热区过热区不完全重结晶区不完全重结晶区低合金结构钢焊接接头低合金结构钢焊接接头焊根裂纹焊根裂纹沿沿熔合区熔合区扩展走向扩展走向接焊根裂纹起源方向接焊根裂纹起源方向低合金结构钢焊接接头低合金结构钢焊接接头焊根裂纹焊根裂纹沿沿熔合区熔合区扩展走向扩展走向接焊根裂纹起源方向接焊根裂纹起源方向焊缝区焊缝区低合金结构钢焊接接头低合金结构钢焊接接头焊根裂纹焊根裂纹在在焊缝区焊缝区扩展走向扩展走向裂纹沿柱状晶晶界扩展裂纹沿柱状晶晶界扩展低合金结构钢焊接接头低合金结构钢焊接接头焊根裂纹焊根裂

7、纹在在完全淬火区完全淬火区扩展走向扩展走向裂纹裂纹低合金结构钢焊接裂纹产生的条件低合金结构钢焊接裂纹产生的条件一、力学条件、力学条件 在焊接过程中接头各区受热不均，由于受到焊接热循环在焊接过程中接头各区受热不均，由于受到焊接热循环的作用产生不均匀连续变化的组织梯度区域、同时由于热应的作用产生不均匀连续变化的组织梯度区域、同时由于热应变不均匀使整个接头处于复杂的应力变不均匀使整个接头处于复杂的应力应变状态。故焊接过应变状态。故焊接过程中产生的热应力、组织应力及附加的结构应力是构成焊接程中产生的热应力、组织应力及附加的结构应力是构成焊接接头金属开裂的力学条件。接头金属开裂的力学条件。二、冶金条件二

8、、冶金条件 因焊接加热及冷却速度很快，焊缝金属内会产生结晶偏因焊接加热及冷却速度很快，焊缝金属内会产生结晶偏析、钢中析、钢中s、p、si等发生偏聚形成低熔点共晶、氢含量过高、等发生偏聚形成低熔点共晶、氢含量过高、空位浓度增加、组织转变复杂等，在焊接应力空位浓度增加、组织转变复杂等，在焊接应力应变作用下应变作用下促使焊接裂纹产生和扩展。促使焊接裂纹产生和扩展。三、焊接工艺规范及焊接操作技术三、焊接工艺规范及焊接操作技术 工艺规范（如焊接线能量）不合适，焊接技术不高或不工艺规范（如焊接线能量）不合适，焊接技术不高或不遵循焊接操作规程等。遵循焊接操作规程等。低合金结构钢焊接延迟裂纹产生的条件低合金结构钢焊接延迟裂纹产生的条件 低合金结构钢焊接延迟裂纹的形核、扩展取决于焊低合金结构钢焊接延迟裂纹的形核、扩展取决于焊接接头的拘束应力、被焊