Q235热轧板(手工电弧焊)金相图

图1  2.2X

图2  6X

图3  60X                                                                          图4  100X

图5  100X                                                                          图6 100X

材料：Q235热轧板

工艺情况：手工电弧焊

浸蚀方法：

图1：经25%硝酸水溶液浸蚀

图2–6：经4%硝酸酒精溶液浸蚀

组织说明：

图1：焊接接头低倍组织形貌。

图2：为图1同一试样，浸蚀剂不同，放大倍率高些，各区域显示相同，但细节上有些差异。图中1、2区域为焊缝区，3区域为热影响区；4区域为母材。

焊缝区经历了熔化快速凝固过程，因此呈枝晶状(1区)；但由于多层焊，先焊层受后焊层高温影响，结晶形态消失(2区)。

焊缝中与热影响区接壤的区域为熔合区，常见到的熔合线是实际焊接热影响区与焊缝的边界线。熔合区成分及组织均呈现不均匀性，是焊接接头的薄弱环节，极易萌生裂纹而脆断。

各区域的细节可见图3～图6。

图3：为焊缝组织(图2中1区)，呈胞状树枝晶分布。片状与条状先共析铁素体沿柱晶晶界分布，晶内为魏氏组织铁素体与珠光体；部分区域为无碳贝氏体沿晶界向晶内成束平行生长。

图4：为焊缝组织(图2中1、2区域)。由于多层焊，原先的一次结晶组织受到以后热循环加热作用发生再结晶—图中右下方可见趋等轴状细晶。

焊缝区是由焊接熔池通过晶体成核、长大凝固而成。与熔池相接的母材晶粒表面是焊缝金属晶核生长的基底。因此，要获得较细的焊缝柱状晶，应控制焊接工艺以防止母材晶粒过热粗化。

焊缝结晶成长形态与组分过冷度有关。随凝固速度增大，过冷度变大，其结晶形态依次发展为平面晶、胞状晶、胞状枝晶、枝晶与等轴枝晶等形态。熔池的温度梯度、冷却速度，以及熔池的冶金过程均受焊接工艺参数的直接影响。如，当热量输入小时，熔池边缘温度梯度大，组分过冷度小，焊缝金属则趋向胞状晶或胞状枝晶长大。

图5：为熔合区组织(图2中1与3间区域)。图中部斜线方向浅色与深色交界处为焊缝—母材的界面区，上部为焊缝底部区组织(同图3)；下部为过热组织：先共析铁素体沿原奥氏体晶界析出，魏氏组织铁素体向晶内生长，黑色区域为珠光体。左下角为热影响区中不完全正火区的起始部分，铁素体与珠光体明显不均匀，魏氏组织逐渐消失。

对于碳素钢(尤其低碳钢)熔合区由于母材与焊缝金属的化学成分基本相似，因此其组织形态也相似，它的不均匀性不突出。在熔合界面上可看到焊缝柱晶粒与母材晶粒相联接，表明熔池凝固是以母材晶粒面为基底形核长大。

图6：为热影响区后部的组织(图2中3近4区域)。图右上角为焊缝方向。块状是共析铁素体，粗细不均；黑色珠光体，呈不均匀带状分布，保持原材料的带状组织形态；左下角基本为母材组织形态。该区域为热影响区中不完全正火区。

对于低碳钢，只要是熔化焊都会出现魏氏组织，铁素体构成网状分布；向母材方向，由于温度陡降，经历着不完全正火加热过程，组织过渡为细晶粒的铁素体—珠光体平衡复相组织，再后向轧制态的母材组织过渡。