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如何理解焊接热影响区的组织分布图?

发布时间: 2019-10-22作者：baile100浏览量：

答:焊接热影响区组织分布图见图1-29。它按不易火钢与易淬火钢两类显示在分布图上。

图1-29焊接热影响区的分布图
1—熔合区；2一过热区；3一正火区；4—不完全重结品区；
5—母材；6—完全淬火区；7一不完全淬火区；8一回火区

(1)不易淬火钢的组织分布不易淬火钢是指在焊后空冷条件下不易形成马氏体的钢种，如低碳钢、16Mn、15MnV和15MnT等。对这类钢种按图1-29可划分为四个特征区域。
1)熔合区。熔合区为紧靠焊缝的母材部位，加热温度在液相线和固相线之间，所以又叫半熔化区。该区范围很窄，但由于该区在化学成分和组织性能上存在较大的不均匀性，所以对接头的强度和塑性具有很大的影响，在许多情况下熔合区是产生裂纹和脆性破坏的发源地。

2)过热区。加热温度在固相线以下到晶粒开始急剧长大的温度(约在1100℃)范围内的区域叫过热区。由于加热温度高，冷却后会得到粗大的过热组织，所以又称粗品区，与熔合区一样，该区也容易产生脆化和裂纹，是接头的薄弱环节。
3)相变重结品区(正火区)。该区加热温度在A以上到晶粒开始急剧长大的范围内。一般温度低于1100℃时，奥氏体晶粒未显著长大，因此在空气中冷却后会得到均匀而细小的铁素体和珠光体，相当于热处理时的正火组织，所以又叫正火区。该区综合力学性能一般比母材好，是热影响区中组织性能最好的区域。
4)不完全重结晶区。该区的加热温度处于A至A3之间，因此在加热过程中，原来的珠光体全部转变为细小的奥氏体，而铁素体仅部分熔入奥氏体，剩余部分继续长大，成为粗大的铁素体；冷却时，奥氏体转变为细小的铁素体和珠光体粗大的铁素体仍保留下来。所以该区的特点是组织不均匀，晶粒大小不一，导致力学性能不均匀以上四个区域是低碳钢、低合金钢焊接热影响区的主要组织特征。但若母材焊前经过冷加工变形，则在加热温度处于Aa-450℃的范围内就会产生再结品过程，可使加工硬化消失，强度下降，塑性、韧性提高。对于低碳钢，按热影响区各点经历的热循环，铁一渗碳各区段的划分如图1-30中铁一渗碳体相图所示。各区的组织特征及性能特点见表1-12。
由表1-12可看出，在低碳钢的热影响区中，除过热区会产生韧性较差的粗大魏氏组织以外，其他各区段主要为铁素体和珠光体组织，只是品粒大小及均匀度不同。

对于不易淬火的低合金钢(如16Mn等),各区段的组织与低碳钢基本相似，只是由于加了少量的合金元素，淬硬倾向比低碳钢大，除铁素体和珠光体外，还可能出现少量的贝氏体与马氏体组织。若在快速冷却条件下(如厚板的焊条电弧焊)更易出现马氏体组织。
热影响区的宽度受多种因素的影响，如焊接方法、板厚(包括坡口形式)、热输入及焊接工艺等。用不同焊接方法焊接低碳钢时热影响区各区平均尺寸见表1-13

(2)易淬火钢的组织分布易淬火钢是指在焊接空冷条件下容易淬火形成马氏体的钢种，如低碳调质钢(18 MnMoNb)、中碳钢(45钢)和中碳调质高强度钢(30 CrMnSi)等。这类钢焊接热影响区的组织分布与母材焊前的热处理状态(即供货状态)有关。
若母材焊前是正火或退火状态，则热影响区的组织分布可分为：
1)完全淬火区。该区的加热温度处于固相线到A之间。由于这类钢淬硬倾向大，因此冷却时将淬火形成粗大的马氏体。根据冷却速度的不同，该区内还可能出现马氏体与贝氏体的混合组织。
2)不完全淬火区。该区加热温度在A3~Aa之间，相当于不完全重结晶区。冷却时奥氏体会转变成马氏体，粗大的铁素体依然保留下来，从而形成马氏体与铁素体的混合组织，故叫不完全淬火区。若母材碳含量和含合金元素较少，或冷却速度较慢时，也可能出现贝氏体、索氏体或珠光体。
若母材焊前为调质状态，除上述两个区域外，还存在一个回火软化区。

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