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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、了解焊接接頭三個區(qū)域即焊縫、熱影響、了解焊接接頭三個區(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、拋光機 6 6、電吹風(fēng)機、電吹風(fēng)機 7 7、4 4硝酸酒精溶液,無水乙醇、脫脂棉硝酸酒精溶液,無水乙醇、脫脂棉 等等 8
2、 8、維氏顯微鏡、維氏顯微鏡 焊接過程中,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)致機械性能的變化。對焊接接頭進(jìn)行金相分析和硬度檢測,是對接頭性能鑒定的不可缺少的環(huán)節(jié)。 熔化焊是通過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)晶體最易長大方向與散熱最快方向一致時,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
3、長會被遏止。這就是所謂選擇長大,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,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個晶粒的寬度,甚至在顯微鏡下也難以辨認(rèn)。但是,它對焊接接頭的強度、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)重的長大現(xiàn)象,冷卻后得到晶粒粗大的過熱組織,故稱為過熱區(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。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,加熱溫度在750-900之間的金屬區(qū)域為不完全重結(jié)晶區(qū)。當(dāng)?shù)吞间摰募訜釡囟瘸^750時,珠光體先轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體溫度進(jìn)一步升高時,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、卻時又從奧氏體中析出細(xì)小的鐵素體,一直冷卻了750時,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)晶過程,而始終未溶入奧氏體的鐵素體,在加熱時會發(fā)生長大,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,還存在一個結(jié)晶區(qū)。處于再結(jié)晶區(qū)的金屬,在加熱的過程中,將發(fā)生金屬的再結(jié)晶過程,即經(jīng)過冷變形后的碎粒再在結(jié)晶溫度作用下重新排列的過程。(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5-10s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)機吹干。 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)備將對接接頭如圖1-3制備試樣,按圖中所示逐個點進(jìn)行檢測; 2、 清理試樣表面,并根據(jù)試樣的材料、形狀、選擇壓頭、載
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