热影响区与熔合区的组织和性能

2019-07-0509:54:09热影响区与熔合区的组织和性能已关闭评论

热影响区各点的最高加热温度不同。因此,其组织变化也不相同。图4.2.1为低碳钢焊接接头的组织变化。左图为焊接接头各点最高加热温度曲线,右图为简化的碳钢相图。低碳钢的热影响区可分为过热区、正火区和部分相变区。

图4.2.1 低碳钢焊接接头的组织变化

(1)过热区

最高加热温度1 100℃以上的区域,晶粒粗大,甚至产生过热组织,称为过热区。过热区的塑性和韧性明显下降,是热影响区中力学性能最差的部位。

(2)正火区

最高加热温度从A c3至1 100℃的区域,焊后空冷得到晶粒较细的正火组织,称为正火区。正火区的力学性能较好。

(3)部分相变区

最高加热温度从A c1至A c3的区域,只有部分组织发生相变,称为部分相变区。此区晶粒不均匀,性能也较差。

熔合区是被加热到固相线和液相线之间的区域。焊接过程中,母材是部分熔化,熔化的金属凝固成铸态组织,未熔化金属因加热温度过高而成为过热粗晶。该区化学成分不均匀,组织粗大,往往是粗大的过热组织或粗大的淬硬组织和铸态组织的混合组织,其性能常是焊接接头中最差的。

总之,熔合区和热影响区中的过热区是焊接接头中力学性能最差的薄弱部位,会严重影响焊接接头的质量。因此,应尽可能地减小其范围。

2.1.3 改善熔合区和热影响区性能的方法

熔合区和热影响区在焊接过程中是不可避免的。对一般的低碳钢结构,用手弧焊或埋弧自动焊方法进行焊接时,熔合区和热影响区较窄,危害性较小,焊后不必进行热处理即可使用。但对于其他金属材料或重要的钢结构,特别是采用电渣焊时,焊后常需要进行正火处理,以细化晶粒,改善焊接接头的性能。对于不能实施焊后热处理的焊件或结构,可通过正确选择焊接方法和焊接规范的途径来尽可能减小熔合区和热影响区的范围。

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