焊接接頭性能評(píng)價(jià)綜合實(shí)驗(yàn)PPT課件

1、1 1、觀察與分析焊縫的各種典型結(jié)晶形態(tài)。、觀察與分析焊縫的各種典型結(jié)晶形態(tài)。 2 2、掌握低碳鋼焊接接頭各區(qū)域的組織變化。、掌握低碳鋼焊接接頭各區(qū)域的組織變化。 3 3、了解焊接接頭三個(gè)區(qū)域即焊縫、熱影響、了解焊接接頭三個(gè)區(qū)域即焊縫、熱影響區(qū)、母材的硬度差別區(qū)、母材的硬度差別 1 1、金相砂紙，從、金相砂紙，從180180目一目一12001200目目 2 2、平板玻璃、平板玻璃 3 3、低碳鋼焊接接頭試片、低碳鋼焊接接頭試片 4 4、金相顯微鏡、金相顯微鏡 5 5、拋光機(jī)、拋光機(jī) 6 6、電吹風(fēng)機(jī)、電吹風(fēng)機(jī) 7 7、4 4硝酸酒精溶液，無(wú)水乙醇、脫脂棉硝酸酒精溶液，無(wú)水乙醇、脫脂棉 等等 8

2、 8、維氏顯微鏡、維氏顯微鏡 焊接過(guò)程中，焊接接頭各部分經(jīng)歷了不同熱循環(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。對(duì)焊接接頭進(jìn)行金相分析和硬度檢測(cè)，是對(duì)接頭性能鑒定的不可缺少的環(huán)節(jié)。 熔化焊是通過(guò)加熱使被焊金屬的聯(lián)接處達(dá)到熔化狀態(tài)，焊縫金屬凝固后實(shí)現(xiàn)金屬的焊接。聯(lián)接處的母材和焊縫金屬具有交互結(jié)晶的特征，圖1-1為母材和焊縫金屬交互結(jié)晶的示意圖。由圖可見，焊縫金屬與聯(lián)接處母材具有共同的晶粒，即熔池金屬的結(jié)晶是從熔合區(qū)母材的半熔化晶粒上開始向焊縫中心成長(zhǎng)的。這種結(jié)晶形式稱為交互結(jié)晶或聯(lián)生結(jié)晶。當(dāng)晶體最易長(zhǎng)大方向與散熱最快方向一致時(shí)，晶體便優(yōu)先得到成長(zhǎng)，有的晶體由于取向不利于成長(zhǎng)，晶粒的成

3、長(zhǎng)會(huì)被遏止。這就是所謂選擇長(zhǎng)大，并形成焊縫中的柱狀晶。焊縫中結(jié)晶形態(tài)的變化，由熔合區(qū)直到焊縫中心，依次為：平面晶，胞狀晶，樹枝狀晶，等軸晶。1、熔合區(qū)緊鄰焊縫的母材與焊縫交界處的金屬稱為熔合區(qū)或半熔化區(qū)。焊接時(shí)，該區(qū)金屬處于局部熔化狀態(tài)，加熱溫度在固液相溫度區(qū)間。在一般熔化焊的情況下，此區(qū)僅有2-3個(gè)晶粒的寬度，甚至在顯微鏡下也難以辨認(rèn)。但是，它對(duì)焊接接頭的強(qiáng)度、塑性都有很大影響。2、粗晶區(qū)該區(qū)的加熱溫度范圍為1100-1350。由于受熱溫度很高，使奧氏體晶粒發(fā)生嚴(yán)重的長(zhǎng)大現(xiàn)象，冷卻后得到晶粒粗大的過(guò)熱組織，故稱為過(guò)熱區(qū)。此區(qū)的塑性差，韌性低，硬度高。其組織為粗大的鐵素體和珠光體。在有的情況下

4、，如氣焊或?qū)釛l件較差時(shí)。甚至可獲得魏氏體組織。3、細(xì)晶區(qū)此區(qū)加熱溫度在900-1100之間。在加熱過(guò)程中，鐵素體和珠光體全部轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，即產(chǎn)生金屬的重結(jié)晶現(xiàn)象。由于加熱溫度稍高于900，奧氏體晶尚未長(zhǎng)大，冷卻將獲得均勻而細(xì)小的鐵素體和珠光體，相當(dāng)于熱處理時(shí)的正火組織，故又稱為正火區(qū)或相變重結(jié)晶區(qū)。該區(qū)的組織比退火（或軋制）狀態(tài)的母材組織細(xì)小。4、不完全重結(jié)晶區(qū)焊接時(shí)，加熱溫度在750-900之間的金屬區(qū)域?yàn)椴煌耆亟Y(jié)晶區(qū)。當(dāng)?shù)吞间摰募訜釡囟瘸^(guò)750時(shí)，珠光體先轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體溫度進(jìn)一步升高時(shí)，部分鐵素體逐步溶解于奧氏體中，溫度越高，溶解的越多，直至900，鐵素體將全部溶解在奧氏體中間。焊后冷

5、卻時(shí)又從奧氏體中析出細(xì)小的鐵素體，一直冷卻了750時(shí)，殘余的殘氏體就轉(zhuǎn)變?yōu)楣参鼋M織一一珠光體。由此看出，此區(qū)只有一部分組織發(fā)生了相變重結(jié)晶過(guò)程，而始終未溶入奧氏體的鐵素體，在加熱時(shí)會(huì)發(fā)生長(zhǎng)大，變成較粗大的鐵素體組織，所以該區(qū)域金屬的組織是不均勻的，晶粒大小不一，一部分是經(jīng)過(guò)重結(jié)晶的晶粒細(xì)小的鐵素體和珠光體，另一部分是粗大的鐵素體。由于組織不均勻，因而機(jī)械性能也不均勻。如果焊前母材為冷軋狀態(tài)，則在溫度為750以下的金屬中，還存在一個(gè)結(jié)晶區(qū)。處于再結(jié)晶區(qū)的金屬，在加熱的過(guò)程中，將發(fā)生金屬的再結(jié)晶過(guò)程，即經(jīng)過(guò)冷變形后的碎粒再在結(jié)晶溫度作用下重新排列的過(guò)程。（一）低碳鋼焊接接頭的金相分析 1、將己焊好

6、的試件（以結(jié)422焊條在150X40X6mm的試件上堆焊），切成25X25mm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。 2、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。 3、將拋光好的試片，用4%的硝酸酒精溶液腐蝕，大約經(jīng)過(guò)5-10s左右，立即用清水沖洗，然后用無(wú)水乙醇輕輕擦去水分，并用吹風(fēng)機(jī)吹干。 4、把己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)辯認(rèn)各區(qū)域組織的特征。了解焊接接頭三個(gè)區(qū)域即焊縫、熱影響區(qū)、母材的硬度差別。 1、試樣準(zhǔn)備將對(duì)接接頭如圖1-3制備試樣，按圖中所示逐個(gè)點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)； 2、 清理試樣表面，并根據(jù)試樣的材料、形狀、選擇壓頭、載