不同材料焊接接頭金相分析

1、LOGO不同材料焊接接頭組織的不同材料焊接接頭組織的金相觀察與分析金相觀察與分析Company Logo一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?對(duì)焊接接頭進(jìn)行金相組織分析，已成為焊接生產(chǎn)與科研中用以評(píng)判焊接接頭質(zhì)量優(yōu)劣，尋找焊接結(jié)構(gòu)失效原因的一種重要方法。 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簎初步掌握焊接接頭金相試樣的制備方法。u觀察焊接接頭的宏觀組織及焊接缺陷。u觀察低碳鋼Q235及管線鋼焊接接頭各區(qū)域的典型結(jié)晶形態(tài)及其分布特點(diǎn)。u掌握焊接接頭各區(qū)域的組織變化。 Company Logo二、實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)材料uQ235和X80焊接接頭試樣 各1塊u粗細(xì)金相砂紙 1套u(yù)平板玻璃 1塊u拋光機(jī) 1臺(tái)u吹風(fēng)機(jī) 1個(gè)u4%硝酸酒精溶液、酒精 若干u

2、脫脂棉 若干u10倍放大鏡 一支u金相顯微鏡 1臺(tái)u金相圖譜 1套Company Logo3.13.1熔化焊焊接接頭熔化焊焊接接頭 熔化焊是焊接成型中應(yīng)用最廣泛的一種焊接方法。 焊接接頭由焊縫金屬和焊接熱影響區(qū)金屬組成。三、實(shí)驗(yàn)原理熔化焊焊接接頭實(shí)物Company Logo3.23.2焊縫金屬的結(jié)晶（一次結(jié)晶）焊縫金屬的結(jié)晶（一次結(jié)晶） 分為兩種：自發(fā)形核與非自發(fā)形核 （1）自發(fā)形核（均勻形核） 以過冷液態(tài)金屬中存在的“相起伏”為基礎(chǔ)的形核。三、實(shí)驗(yàn)原理Company Logo均勻形核三、實(shí)驗(yàn)原理Company Logo 2）非自發(fā)形核：依靠液體中存在的固體雜質(zhì)或容器壁形核，則稱為非自發(fā)形核，

3、又稱非均勻形核。三、實(shí)驗(yàn)原理非均勻形核示意圖Company Logo 焊接時(shí)存在兩種非自發(fā)晶核質(zhì)點(diǎn)： 一種是合金元素，V,Ti，Nb等與C、N形成微小固相質(zhì)點(diǎn)，從而形成晶核，并細(xì)化晶粒； 另一種是現(xiàn)成表面，焊接熔池邊界，正是固液相的相界面，熔池邊界半熔化的母材晶粒表面為新相晶核的“基底”。這種稱為交互結(jié)晶或連生結(jié)晶。三、實(shí)驗(yàn)原理Company Logo晶粒長大： 晶核的長大方式有兩種，即均勻長大和樹枝狀長大。 當(dāng)晶體最易長大方向與散熱最快方向一致時(shí)，晶體便優(yōu)先得到成長，有的晶體由于取向不利于成長，晶粒的成長會(huì)被遏止，這就是選擇長大。選擇長大過程中形成焊縫中的柱狀晶。三、實(shí)驗(yàn)原理均勻長大樹枝狀長

4、大Company Logo金屬的樹枝晶金屬的樹枝晶金屬的樹枝晶金屬的樹枝晶金屬的樹枝晶金屬的樹枝晶冰的樹枝晶冰的樹枝晶三、實(shí)驗(yàn)原理Company Logou晶核形成后便向各方向生長，同時(shí)又有新的晶核產(chǎn)生。晶核不斷形成，不斷長大，直到液體完全消失。每個(gè)晶核最終長成一個(gè)晶粒，兩晶粒接觸后形成晶界。三、實(shí)驗(yàn)原理Company Logo3.33.3熔化焊焊接接頭特點(diǎn)熔化焊焊接接頭特點(diǎn) 焊接過程中，焊接接頭各部分經(jīng)受了不同的熱循環(huán)，因而所得組織各異。組織的不同，導(dǎo)致機(jī)械性能的變化。材料熱處理的特點(diǎn)：u整個(gè)熱處理過程均在可控制范圍內(nèi)，按人的意志實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)變。焊接熱循環(huán)的特點(diǎn)：u局部加熱。u熔池溫度高。u移動(dòng)速

5、度快。u高溫停留時(shí)間短。u自然冷卻。三、實(shí)驗(yàn)原理Company Logo三、實(shí)驗(yàn)原理Company Logo 低碳鋼低碳鋼根據(jù)焊接熱影響區(qū)內(nèi)各區(qū)段在焊接過程中所達(dá)到的最高溫度范圍不同，按距焊縫由近及遠(yuǎn)依次分為：三、實(shí)驗(yàn)原理熔合區(qū)熔合區(qū)（固相線-液相線，母材與焊縫交界的部位 ） 過熱區(qū)過熱區(qū)（1100-固相線 ，低碳鋼過熱區(qū)晶粒粗大，主要是魏氏組織W ）完全正火區(qū)完全正火區(qū)（AC3-1100，即正火區(qū) ，晶粒細(xì)小均勻，綜合力學(xué)性能最好的區(qū)域。）不完全正火區(qū)不完全正火區(qū)（AC1-AC3，部分相變區(qū)）Company Logo低碳鋼焊接接頭宏觀照片三、實(shí)驗(yàn)原理Company Logo粗晶區(qū)粗晶區(qū) 低碳

6、鋼焊接接頭組織焊縫焊縫熔合區(qū)熔合區(qū)三、實(shí)驗(yàn)原理正火區(qū)正火區(qū) 魏氏組織魏氏組織部分相交區(qū)部分相交區(qū)部分相交區(qū)部分相交區(qū)Company Logo焊縫焊縫 熔合區(qū)熔合區(qū) 粗晶區(qū)粗晶區(qū) 正火區(qū)正火區(qū) 母材母材 管線鋼焊接接頭組織三、實(shí)驗(yàn)原理Company Logo3.4焊接接頭的金相分析方法 焊接接頭的金相分析包括宏觀和顯微分析兩個(gè)方面。三、實(shí)驗(yàn)原理宏觀分析用肉眼、放大鏡、或低倍顯微鏡（100）觀察與分析焊縫成形、焊縫金屬結(jié)晶方向和宏觀缺陷等。顯微分析借助于光學(xué)顯微鏡或電子顯微鏡（100）進(jìn)行觀察、分析焊縫的結(jié)晶形態(tài)、焊接熱影響區(qū)的組織、分布特點(diǎn)以及微觀缺陷等。Company Logo四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步

7、驟4.1實(shí)驗(yàn)內(nèi)容u 自制Q235鋼與管線鋼焊接接頭試樣。u 對(duì)實(shí)驗(yàn)室制備好的Q235與管線鋼試樣進(jìn)行金相組織觀察、分析和比對(duì)。Company Logo4.2實(shí)驗(yàn)步驟u制樣：將已焊好的試件(以結(jié)422焊條在150803mm的試件上堆焊)，切成2525mm的試片，然后把試片四周用砂輪打去毛刺，并把四個(gè)角打磨成圓角。u拋磨：用金相砂紙打磨試片。必須注意，研磨試片的砂紙要由粗到細(xì)、依次制作，不要使粗砂粒帶到細(xì)的砂紙上。試片研磨完后，用清水沖洗，進(jìn)行機(jī)械拋光，拋光后再用清水沖洗試片。u腐蝕：將拋光好的試片，用4的硝酸酒精溶液腐蝕，大約經(jīng)過510s左右，立即用清水沖洗，然后用無水乙醇輕輕擦去水分，并用吹風(fēng)

8、機(jī)吹干。u觀察與分析：把已制備好的試片在顯微鏡下進(jìn)行觀察與分析。分清焊接接頭各區(qū)域后，仔細(xì)辨認(rèn)各區(qū)域組織的特征，在顯微鏡下，測(cè)定焊接熱影響區(qū)各區(qū)域的組織。繪制各區(qū)域組織示意圖。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟Company Logo五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 5.1實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理u 繪制焊接接頭的宏觀圖形。包括焊縫形狀、鱗片、枝狀晶及其成長方向，并簡單說明相互關(guān)系。u 繪制自已制作的焊接接頭焊縫、熱影響區(qū)各區(qū)域的顯微組織示意圖，注明試樣制作條件、放大倍數(shù)等。5.2實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析u 說明各區(qū)域組織的生成機(jī)理及其對(duì)焊接接頭性能的影響。u 解釋同一焊縫中存在不同結(jié)晶形態(tài)的原因。從理論上分析實(shí)驗(yàn)中觀察到的結(jié)果，分別說明各焊縫組織從熔合區(qū)到焊縫中心變化的趨