二、焊接接头的低倍组织检验
接头低倍检验要对接头经过解剖取样、制样（包括低倍组织显 示）后才能进行。
（一）焊接接头的低倍组织 切取一个熔化焊的单面焊接接头的横截面，经制样侵蚀显示宏 观组织，可见焊接接头分为三部分：焊缝中心为焊缝金属，靠 近焊缝的是热影响区，接头两边是未受焊接热影响的母材。
1. 焊缝金属 焊缝金属又称熔化焊缝，是由熔化金属凝固结晶而成。
如果热影响区的晶粒粗大，则焊缝中的柱状晶也粗大。
2．形成柱状晶
焊缝组织的第二个特征是焊缝金属大都长成长长的柱状晶， 成长方向与散热最快的方向一致，垂直于熔合线，向焊缝中 心发展。
在一般焊接条件下，焊缝不出现等轴晶，只有在特殊条件下 才形成等轴晶，例如弧坑中的组织，或大断面焊缝中的中、 上部形成少量等轴晶。
标准列出的金属熔化焊焊缝缺陷分为六大类： 裂纹、孔穴、固体夹杂、未熔合和未焊透、形状缺陷及上述以 外其他缺陷等。
形状缺陷是指焊缝的表面形状与原设计的几何形状有偏差。
包括：咬边、缩沟、焊缝超高、凸度过大、下塌、焊缝型面不 良、焊瘤、错边、角度偏差、下垂、烧穿、未焊满、焊脚不对 称、焊缝宽度不齐、表面不规则、根部收缩、根部气孔、焊缝 接头不良等共18种。
8．存在复杂的应力 由于熔池与母材间存在的温差巨大，使焊接接头产生很大的内 应力和变形，造成了焊接条件下的复杂转变应力。
焊接过程的以上特点，会直接影响焊缝金属和热影响区的 宏观组织和显微组织、焊接缺陷及焊接接头的性能。因此， 研究焊缝的各区组织、焊接缺陷和接头的性能，必须与焊 接过程的上述特点联系起来考虑。
第二节 焊接区域显微组织特征
一、焊缝金属的组织
为了便于观察和分析焊缝的铸态组织（一次结晶组织），先选 择一些冷至室温过程中不发生固态相变的金属材料，如奥氏体 不锈钢、Fe-Ni合金、铝合金等的焊缝组织来说明。
图9-7（P165）为不锈钢焊缝的凝固组织，箭头处表示熔合线位 置，熔合线以左部分为母材热影响区。可以看出焊缝组织具有 连接长大和形成柱状晶两个基本特征。
第六章 焊接接头组织分析
焊接接头的宏观检验 焊接组织浸蚀方法 焊接区域显微组织特征 焊接接头的缺陷
焊接过程是一个加热和冷却过程。包括在焊缝区金属的熔 化凝固结晶所形成焊缝金属，和在焊缝金属邻近部位的母 材由于传热所引起的加热及冷却（即热循环）作用而产生 的热影响区。
焊接工艺有部分类似于炼钢和铸造，又有部分与钢的热处 理相似。焊接过程是一个时间短、变化复杂而完整的物理 冶金过程，与普通冶金和通常的热处理有许多不同之处。
焊缝金属的组织： 铸态柱状晶，晶粒相当长，平行于传热方向（垂直于熔池壁方 向），在熔化金属（熔池）中部呈八字形分布的柱状树枝晶。
2. 母材热影响区 是母材上靠近熔化金属而受到焊接热作用发生组织和性能变化 的区域。 母材热影响区实际上是一个从液相线至环境温度之间不同温度 冷却转变所产生的连续多层的组织区。经适当侵蚀后容易受蚀， 在宏观试样上呈深灰色区域。
4. 局部加热、温差大 从冷态开始到加热熔化，形成熔池的温度可达2000℃以上，母材 又是冷态金属，两者温差巨大。并且随热源的移动局部受热区 也在不断移动，造成组织转变差异和整个接头组织不均匀。
5．冷却条件复杂 焊缝及热影响区的冷却方式以母材的金属热传导为主，自然冷 却是其次的。因此，在焊缝周围冷金属的导热作用下，焊缝和 热影响区的冷却速度很快，有时可达到淬火的程度。焊接后的 冷却速度还会受材料本身的导热性、板厚及接头的形状、钢板 焊前的初始温度（环境温度或预热温度）等因素的影响。
焊接过程的特点：
1. 加热温度高 电弧高温可达4000 - 7000℃，其熔池液态金属温度约为1 770 ℃±100℃，远高于通常的炼钢温度。近缝区的熔合线附近 一般都在1350℃以上。
2. 加热速度快 焊缝金属熔化与凝固及热影响区相变均在几秒钟内完成。
3. 高温停留时间短 一般几十秒之内就从Ac3以上温度冷却下来。
p.162 图9-1
3. 母材金属 即待焊接的材料，仍保持着母材原有组织。
（二）焊接接头低倍组织检验的内容
➢焊缝柱状晶的粗晶组织及结构形态； ➢焊接熔合线； ➢焊道横截面的形状及焊缝边缘结合、成形等情况； ➢热影响区的宽度； ➢多层焊的焊道层次及焊接缺陷，如焊接裂缝、气孔、夹杂； ➢接头的断口分析与其他检验方法（如金相、扫描电镜等微观 分析法）综合分析找出接头破断的原因。
焊接金相检验包括： 焊接接头的宏观检验，显微组织检验，焊接缺陷的检验。
第一节 焊接接头的宏观检验
一、焊接接头外观质量检验
焊接产品和焊接接头的外观质量检查通过肉眼或放大镜对焊接 接头进行的检查。
外观检查的内容很多，主要应检查各种焊接缺陷。按照GB/ T 6417-1986《金属熔化焊焊缝缺
焊缝金属的晶粒和熔合线附近母材热影响区内的晶粒是相连接 的。即焊缝金属凝固时，它的晶体是从与液态金属相接触的母 材热影响区的晶粒连接长大出来的。它们之间所以这样紧密相 连是由于熔合线附近未熔化的母材金属起着熔池模壁的作用， 起非自发晶核的作用。
因此焊缝金属的晶粒总是和熔合线附近的母材晶粘连接并保持 同一晶轴。
其他缺陷包括：电弧擦伤、飞溅、钨飞溅、表面撕裂、磨痕、 凿痕、打磨过量、定位焊缺陷及层间错位等9种。
缺陷分析还包括： 对焊接接头的小试样，进行试样断口形貌、冲击、拉伸后试样 外观形态，焊道的表面状态等缺陷进行分析。对大型焊接结构， 在运行一段时间后进行焊缝的受腐蚀和裂缝的检查等。
总之，通过焊接接头的外观质量检查，可以了解焊接结构和焊 接产品的全貌，产生缺陷的性质、部位，及其与焊接结构的整 体关系等情况，对评定和控制焊接质量，以及防止重大事故发 生都是必需的。
6. 偏析现象严重 焊接熔池体积小，焊缝金属从熔化到凝固只有几秒钟时间。在 如此短时间内，冶金反应是不平衡的，使焊缝金属的成分分布 不均匀，有时区域偏析很大。
7. 组织差别大 焊接过程中温度高，液体金属蒸发，化学元素烧损，有些元素 在焊缝金属和母材金属之间相互扩散，近缝区各段所处的温度 不同，冷却后焊接区的显微组织差别极大。