第1个回答 2020-10-16
：焊接接头组织的观察及分析
一、 实验的意义：
随着科学技术的不断发展，焊接技术应用得越来越广泛。从我们日常生活用品到汽车、火车、轮船、桥梁等都离不开焊接技术的应用。而焊接质量的好坏决定于焊接接头的优劣。本次实验正是要观察焊接机头显微组织的变化规律。通过对几种不同的焊接接头显微组织的观察和分析，使我们对理论课讲述的有关内容有一个更直观的认识和更深刻的理解。
二、 实验的目的：
1、了解焊接方法对焊接热影响区大小的影响。
2、了解焊接规范对焊接热影响区大小的影响。
3、了解焊接热影响区对焊接接头性能的影响。
三、 实验所用的材料，仪器和设备：
1、材料：
低碳钢板（200X100X10mm）、结422焊条、自动焊焊丝、砂布、金相砂纸、抛光粉、4%的硝酸酒精腐蚀剂、无水乙醇等。
2、仪器和设备：
手弧焊机、埋弧焊机、工作台、无齿锯（俗称砂轮切片机）、砂轮机、抛光机、电吹风机、金相显微镜等。
四、 实验方式与程序：
本次实验所观察的焊接接头金相组织的母材（被焊金属）为低碳钢板。采用了两种焊接方法，一是埋弧自动焊，另一是手工电弧焊，其中手工电弧焊采用的焊接电流为150A和230A。下面以手工电弧焊为例介绍一下焊接接头金相试样的制作方法。
取一块200X100X10mm的低碳钢试板，用砂轮或钢丝刷除去表面的铁锈等污物，将其平置于工作台上。接通电焊机的电源，再将电焊机的焊接电流调至所需要的规范，然后在低碳钢试板中间堆焊成一道焊缝，待凉透后，用无齿锯将其焊缝部位（试板的中间部位）切成一块长40mm左右的试块。在焊接接头金相试样的切割过程中，需要向切口部位不停地浇水冷却，以避免所切试样的金相组织发生变化，然后进行焊接接头金相试样的制作。
由于时间的关系，本实验不进行焊接接头及其金相试样的制作，只观察焊接接头的金相组织。
焊接接头分为两部分：一是焊缝，另一是热影响区。
所谓焊接接头热影响区，是指母材在焊接电弧的热作用下而发生显微组织和性能变化的区域。在焊接过程中，熔池被快速加热到很高的温度，随后又快速冷却，因此使熔池附近的母材相当受到了一次不同规范的热处理。结果使焊接热影响区形成了四个部分，即熔合区、过热区、正火区和部分相变区。熔合区是焊缝（熔敷金属）和母材的交界区，在焊接电弧热的作用下，该区部分金属熔化，亦称此区为半熔化区。其显微组织中包含部分铸造组织和未熔化的、但因受热而长大的粗晶粒组织。在低碳钢焊接接头中，这一区域虽然最窄，但它却在很大程度上决定着焊接接头的性能。过热区对焊接接头有危害作用，该区受高温作用，晶粒急剧长大，甚至产生过热组织，从而使其塑性和冲击韧性降低。正火区于处Ac3稍高的温度，此区相当于做了一次正火处理，晶粒组织细小，因而其机械性能较好。部分相变区在Ac1和Ac3之间的温度范围，因此其珠光体和部分铁素体发生了重结晶转变，而部分铁素体却来不及转变，致使该区冷却后晶粒大小不均，使机械性能稍差。可以看出：焊接热影响区中的熔合区和过热区是性能最薄弱的部位。因此，为了提高焊接接头的质量，应尽量减小焊接热影响区的宽度。
本实验要求学生观察、认识、测量和比较三种焊接接头热影响区和显微组织变化形态与其尺寸的大小。每块金相试样的背面都用钢字打上符号，分别用A、B、C表示。其中试样A和B是采用手工电弧焊堆焊而成，试样C是采用埋弧自动焊堆焊而成。
焊接接头的显微组织有焊缝（熔敷金属）、焊接热影响区（熔合区、过热区、正火区、部分相变区）和母材（被焊金属）三个部分。焊缝和母材的显微组织比较容易认识。焊缝的显微组织成柱状，且方向垂直于焊接热影响区。母材是低碳钢材料，其显微组织与焊接前一样，依然是珠光体（P）和铁素体（F）。要测量焊接热影响区的大小，应该先弄清楚其中各区的分布形态。焊接热影响区的显微组织虽然形态各异，但是每个区域都有其独有的特征，其中过热区和正火区的特征最明显。过热区的晶粒粗大，正火区的晶粒细小而且这两个区在焊接热影响区中的尺寸最大。部分相变区比正火区和过热区窄，却比熔合区宽，在100倍的放大倍数下观察其显微组织，看得到它的珠光体的边缘不像母材和正火区那样棱角分明，而是比较圆滑且形态呈开花状。在焊接热影响区中，最不容易分辨的即是熔合区，而且它又是焊接热影响区中最窄的区域。熔合区的显微组织是粗大的晶粒和部分铸造组织。
观察和认识了焊接接头的显微组织之后，再开始测量焊接热影响区的大小，即分别测量熔合区、过热区、正火区和部分相变区的大小。怎样测量焊热影响区的大小呢？用金相显微镜的目镜测量其大小时，应该使标尺垂直于该区。因为焊缝的结晶方向垂直于焊热影响区，所以旋动目镜，使标尺的方向与焊缝的结晶方向平行，标尺的方向要随着载物台的移动而随时调整。测量的数据应该是平均值，怎样取平均值呢？一是边观察显微组织边移动载物台，看哪个部位有代表性，然后取值；二是在某一个区域里任意地测三点后取平均值。将所测得实验数据数据填写在下面的表中：
区域
焊缝区
熔合区
过热区
正火区
部分相变区
母材
组织及宽度
焊接方法
组织
组织
宽度
组织
宽度
组织
宽度
组织
宽度
组织
手弧焊
150A （A）
手弧焊
230A （B）
埋弧
自动焊 (C)
通过对三种焊接接头热影响区的显微组织的观察、认识、测量和比较，即可看出：虽然母材都是低碳钢。但焊接方法和焊接规范不同时，焊接热影响区的大小截然不同，埋弧自动焊的焊接热影响区明显小于手工电弧焊的焊接热影响区。当母材相同，且焊接方法相同，只是焊接规范有所不同时，如A、B两试样采用相同的焊接速度，试样A是采用150A电流堆焊而成，试样B是采用230A电流堆焊而成，结果焊接热影响区的大小不同。焊接电流大的试样焊接热影响区宽，而焊电流小的试样焊接热影响区窄。
五、 实验报告内容：
1、按实验报告纸的要求逐项填写。
2、按实验指导书中的表格形式画一个表格，并逐项填写清楚。
3、画出焊接热影响区中的熔合区、过热区、正火区和部分相变区与铁—碳合金状态图相对应的图示。
4、分别论述焊接方法与焊接规范对焊接热影响区大小的影响规律。
5、焊接热影响区对焊接接头的性能有什么影响？
第2个回答 2020-10-16
如何保护焊接接头组织式样
一、焊缝成形差 焊缝成形差主要表现在焊缝波纹不美观，且不光亮；焊缝弯曲不直，宽窄不一，接头太多；焊缝中心突起，两边平坦或凹陷；焊缝满溢等。
1.产生原因 ⑴焊接规范选择不当； ⑵焊枪角度不正确； ⑶焊工操作不熟练； ⑷导电嘴孔径太大； ⑸焊接电弧没有严格对准坡口中心； ⑹焊丝、焊件及保护气体中含有水分； 2.防止措施 ⑴反复调试选择合适的焊接规范； ⑵保持焊枪合适的倾角； ⑶加强焊工技能培训； ⑷选择合适的导电嘴径； ⑸力求使焊接电弧与坡口严格对中； ⑹焊前仔细清理焊丝、焊件；保证保护气体的纯度。
二、裂纹 铝及铝合金焊缝中的裂纹是在焊缝金属结晶过程中产生的，称为热裂纹，又称结晶裂纹。其形式有纵向裂纹、横向裂纹（往往扩展到基体金属），还有根部裂纹、弧坑裂纹等等。裂纹将使结构强度降低，甚至引起整个结构的突然破坏，因此是完全不允许的。
1.产生原因 ⑴焊缝隙的深宽比过大； ⑵焊缝末端的弧坑冷却快； ⑶焊丝成分与母材不匹配； ⑷操作技术不正确。
2.防止措施 ⑴适当提高电弧电压或减小焊接电流，以加宽焊道而减小熔深； ⑵适当地填满弧坑并采用衰减措施减小冷却速度； ⑶保证焊丝与母材合理匹配； ⑷选择合适的焊接参数、焊接顺序，适当增加焊接速度，需要预热的要采取预热措施。 三、气孔 在铝及铝合金MIG焊中，气孔是最常见的一种缺陷。要彻底清除焊缝中的气孔是很难办到的，只能是最大限度地减小其含量。按其种类，铝焊缝中的气孔主要有表面气孔、弥散气孔、局部密集气孔、单个大气孔、根部链状气孔、柱状气孔等。
气孔不但会降低焊缝的致密性，减小接头的承载面积，而且使接头的强度、塑性降低，特别是冷弯角和冲击韧性降低更多，必须加以防止。
1.产生原因 ⑴气体保护不良，保护气体不纯； ⑵焊丝、焊件被污染； ⑶大气中的绝对湿度过大；耐磨焊条 ⑷电弧不稳，电弧过长； ⑸焊丝伸出长度过长、喷嘴与焊件之间的距离过大； ⑹焊丝直径与坡口形式选择不当； ⑺在同一部位重复起弧，接头数太多。 2.防止措施 ⑴保证气体质量，适当增加保护气体流量，以排除焊接区的全部空气，消除气体喷嘴处飞溅物，使保护气流均匀，焊接区要有防止空气流动措施，防止空气侵入焊接区，保护气体流量过大，要适当适当减少流量； ⑵焊前仔细清理焊丝、焊件表面的油、污、锈、垢和氧化膜，采用含脱氧剂较高的焊丝； ⑶合理选择焊接场所； ⑷适当减少电弧长度； ⑸保持喷嘴与焊件之间的合理距离范围； ⑹尽量选择较粗的焊丝，同时增加工件坡口的钝边厚度，一方面可以允许允许使用大电流，也使焊缝金属中焊丝比例下降，这对降低孔率是行之有效的； ⑺尽量不要在同一部位重复起弧，老板娘重复起弧时要对起弧处进行打磨或刮除清理；一道焊缝一旦起弧后要尽量焊长些，不要随意断弧，以减少接头量，在接头处需要有一定的焊缝重叠区域。
四、烧穿
1.产生原因 ⑴热输入量过大； ⑵坡口加工不当，焊件装配间隙过大； ⑶点固焊时焊点间距过大，焊接过程中产生较大的变形量； 操作姿势不正确。
3.防止措施 ⑴适当减小焊接电流、电弧电压，提高焊接速度； ⑵加大钝边尺寸，减小根部间隙； ⑶适当减小点固焊时焊点间距； ⑷焊接过程中，手握焊枪姿势要正确，操作要熟练。
五、未焊透
1.产生原因 ⑴焊接速度过快，电弧过长； ⑵坡口加工不当，装配间隙过小； ⑶焊接技术较低，操作姿势掌握不当； ⑷焊接规范过小； ⑸焊接电流不稳定。
2.防止措施 ⑴适当减慢焊接速度，压低电弧； ⑵适当减小钝边或增加要部间隙； ⑶使焊枪角度保证焊接时获得最大熔深，电弧始终保持在焊接熔池的前沿，要有正确的姿势； ⑷增加焊接电流及电弧电压，保证母材足够的热输入获得量； ⑸增加稳压电源装置或避开开用电高峰。
六、未熔合
1.产生原因 ⑴焊接部位氧化膜或锈未清除干净； ⑵热输入不足； ⑶焊接操作技术不当。 2.防止措施 ⑴焊前仔细清理待焊处表面； ⑵提高焊提高电流、电弧电压，减速小焊接速度； ⑶焊接时要稍微采用运条方式，在坡口面上有瞬间停歇，焊丝在熔池的前沿，提高焊工技术。
七、夹渣
1.产生原因 ⑴焊前清理不彻底； ⑵焊接电流过大，导致电嘴局部熔化混入熔池而形成夹渣； ⑶焊接速度过高。
2.防止措施 ⑴加强焊接前的清理工作，多道焊时，每焊完一道同样要进行焊缝清理； ⑵在保证熔透的情况下，适当减少焊接电流，大电流焊接时，导电嘴不要压得太低； ⑶适当降低速度，采用含脱氧剂较高的焊丝，提高电弧电压。