㈠ 熔合区是如何形成的它为什么有时会成为整个焊接接头的薄弱区域
熔焊热源的高温集中熔化焊缝区金属，并向工件金属传导热量，必然引起焊缝及附近区域金属的组织和性为熔化焊缝区各点温度变化示意能发生变化。由于各点与焊缝中心距离不同，所受的最高加热温度不同，相当于对焊接接头区域进行了一次不同规范的热处理，因此焊接接头的各部位会出现不同的组织变化和性能变化。
整个焊接接头由焊缝区、熔合区、热影响区构成。
1、焊缝区
焊缝区是在焊接接头横截面上测量的焊缝金属的区域，焊缝区（熔焊时，是焊缝表面和熔合线所包围的区域。焊缝区在冷却过程中以熔合线上局部半熔化的晶粒为核心向内生长，生长方向为散热最快方向，最终成长为柱状晶粒。晶粒前沿伸展到焊缝中心，呈柱状铸态组织，此种结晶方式称为联生结晶。联生结晶过程使化学成分和杂质易在焊缝中心区产生偏析，引起焊缝金属力学性能下降，因此焊接时要以适当摆动和渗合金等方式加以改善。
2、熔合区
熔合区是焊接接头中焊缝金属向热影响区过渡的区域。该区很窄，两侧分别为经过完全熔化的焊缝区和完全不熔化的热影响区。熔合区的加热温度在合金的固 液相线之间。熔合区具有明显的化学不均匀性，从而引起组织不均匀，其组织特征为少量铸态组织和粗大的过热组织，因而塑性差，强度低，脆性大，易产生焊接裂纹和脆性断裂，是焊接接头最薄弱的环节之一。
3、热影响区
热影响区是焊缝两侧因焊接热作用没有熔化但发生金相组织变化和力学性能变化的区域。根据热影响区内各点受热情况的不同，热影响区可分为过热区、正火区和部分相变区。
1）、过热区
过热区是指热影响区内具有过热组织或晶粒显著粗大的区域。其加热温度为AC3以上100-200℃至固相线之间。该区内奥氏体晶粒急剧长大，形成过热组织，因此塑性和韧性差，也是焊接接头的一个薄弱环节。对易淬火硬化材料，该区的脆性会更大。
2）、正火区
正火区是指热影响区内相当于受到正火热处理的区域。加热温度为AC3至AC3+（100-200）℃之间。此温度区间与正火温度区间相同，金属完全发生重结晶，冷却后为均匀而细小的正火组织，力学性能明显改善，该区是焊接接头中组织和性能最好的区域。
3）部分相变区
部分相变区是指热影响区内组织发生部分转变的区域。加热温度在AC1至AC3之间。该区内的热温度在珠光体和部分铁素体发生重结晶，使晶粒细化，而另一部分铁素体来不及转变，冷却后成为粗大的铁素体与细晶粒珠光体的混合组织。由于晶粒大小不一，故该区力学性能较差。
熔焊方法不可避免地要出现熔合区和热影响区。这两个区域的大小和组织性能取决于被焊材料、焊接方法、焊接工艺参数等因素。焊接方法不同，上述两区的大小也不同，一般来说，加热能量集中或提高焊接速度可减小上述两区。
以上是针对低碳钢熔焊时的分析，而不同材料对加热的敏感性不同，熔合区和热影响区的表现形式也不一样。如易淬硬材料会产生淬硬组织，使焊接接头力学性能降低。
熔合区和热影响区的存在对提高焊接接头的性能不利，在熔焊过程中无法消除它，所以常采用焊后热处理的方式（正火或退火）来消除或改善。
㈡ 为什么焊缝中会形成柱状晶为什么钢铁中看不到,而镁,铝中能看到
柱状晶产生的原因是因为焊接过程中,焊接温度高于熔点很多,熔池容易过热,晶粒长大很内快,因此,在焊容缝中会形成柱状晶.
镁、铝等金属熔点相对于钢铁熔点较低,过热度要比钢铁大得多,因此有利于柱状晶长大,所以在镁铝焊缝中容易看到柱状晶.
㈢ 焊缝组织是否有可能全部是等轴晶，为什么
不可能，等轴晶多出现在多层焊接时，因后一层焊缝相对前一层焊缝进行加热，使其发生相变再结晶，从而柱状晶消失，形成细小的等轴晶。
㈣ 焊缝有哪些金相组织特征区
①
铁素体
用符号F表示，其特点是强度和硬度低，但塑性和韧性很好。含铁素体多的钢（如低碳钢）就具有软面韧性好的特点。
②
渗碳体
是碳和铁的化合物（分子式Fe3C2），其性能与铁素体相反，硬而脆。随着钢中含碳量增加，渗碳体含量也增加，硬度、强度增加，塑性、韧性下降。
③
珠光体
是铁素体、渗碳体二者组成的机械混合物，用符号P表示，其性能介于铁素体和渗碳体之间，其硬度和强度比铁素体高。但是因为珠光体中的渗碳体要比铁素体少得多，所以珠光体脆性并不高。在高位显微镜下可以清楚地看到珠光体中的片状铁素体与渗碳体一层层地交替分布，随着片层密度增大、层间距减小，珠光体硬度和强度增高，但塑性和韧性下降，总的评价是，其力学性能介于铁素体和渗碳体之间，强度较高、硬度适中，有一定的塑性。
④
奥氏体
用符号A表示，其强度和硬度比铁素体高，塑性和韧性良好，无磁性。
⑤
马氏体
用符号M表示，有很高的强度和硬度，很脆，塑性很差，延展性很低，几乎不能承受冲击载荷。马氏体加热后容易分解为其他组织。
⑥
贝氏体
是铁素体和渗碳体的机械混合物，介于珠光体和马氏体之间的一种组织，用符号B表示。根据形成温度不同分为：粒状贝氏体、上贝氏体（B上）和下贝氏体（B下）。粒状贝氏体强度较低，但上仍较好的韧性；B上韧性最差，B下既具有较高的强度，又具有良好的韧性。
⑦
魏氏组织
是一种过热组织，由彼此交叉约60°的铁素体针片嵌入钢的基体而成的显微组织。碳钢过热，晶粒长大后，高温下晶粒粗大的奥氏体以一定的速度冷却时很容易形成魏氏组织，粗大魏氏组织使钢材（或焊缝）塑性、韧性下降，脆性增加。
⑧
莱氏体
大于727℃的莱氏体称为高温莱氏体；小于727℃的莱氏体称为低温莱氏体，莱氏体性能与渗碳体相似，硬度很高，塑性很差。
㈤ 焊接为什么产生热烈人
应该是热裂纹吧，我真佩服我自己，哈哈
一、焊接热裂纹的分类
热裂纹又可分为：结晶裂纹、高温液化裂纹、多边化裂纹。在这里将对常见的结晶裂纹、高温液化裂纹、多边化裂纹进行讨论、分析。
二、焊接热裂纹形成机理与影响条件
· 结晶裂纹形成机理与影响条件
结晶裂纹形成机理焊缝在结晶过程中先结晶的金属较纯，后结晶的金属杂质较多，并富集在晶界，这些杂质所形成的共晶都具有较低的熔点。低熔点共晶被排挤在柱状晶体交遇的中心部位，形成一种所谓《液态薄膜》，此时由于收缩而受到了拉伸应力，这时焊缝中的液态薄膜就成了薄弱地带，在拉伸应力的作用下就有可能在这个薄弱地带开裂而形成结晶裂纹。结晶裂纹多发生在焊缝中树枝状晶的交界处。
· 影响结晶裂纹的因素
①冶金因素的影响
结晶裂纹的冶金因素主要是合金状态图的类型、化学成分和结晶组织形态，随着合金状态图结晶温度区间的增大，结晶裂纹的倾向也增大。
②合金元素的影响
合金元素对产生结晶裂纹的影响十分复杂，但又非常重要，是影响裂纹最本质的因素。多种合金元素的相互影响，往往比单一元素复杂的多。如在碳钢和低合金钢中，硫磷都会增高结晶裂纹的倾向，即便是微量存在也会使结晶区间大为增加。钢中的碳元素是影响结晶裂纹的主要元素，并能加剧其他元素的有害作用，如硫、磷等元素。
③一次结晶组织形态的影响
焊缝在结晶后，晶粒的大小、形态和方向以及析出的初生相等对抗裂性都有很大的影响，一般来说晶粒越粗大，越易产生裂纹，柱状晶的方向越明显，则产生结晶裂纹的倾向就越大。
· 液化裂纹形成机理与影响因素
液化裂纹形成机理液化裂纹是一种沿奥氏体晶界开裂的微裂纹，一般认为是由于焊接时近缝区金属或焊缝层面间金属，在高温下低熔点共晶组成物被重新熔化，在拉伸应力的作用下，沿奥氏体晶面开裂而形成的裂纹。
另外，在不平衡的加热和冷却条件下，由于金属间化合物分解和元素的扩散，造成了局部地区共晶成分偏高而发生局部晶间液化，同样也会产生液化裂纹。
液化裂纹的影响因素液化裂纹的形成机理与结晶裂纹基本一致，因此，影响因素也大致相同，也是冶金因素和力学因素共同作用的结果。冶金因素的影响与结晶裂纹影响因素一致。
从工艺因素影响来看，其中焊接线能量对液化裂纹有很大的影响，线能量越大，由于输入的热量多，晶界低熔相的熔化就越严重，晶界处于液态的时间就越长，因此液化裂纹的倾向也就越大。
另外，由于许多薄层焊道组成的焊缝，比几个厚焊层组成的焊缝的总应力低，因此，线能量的增加，不仅能促使晶界液化，而且也增加了焊缝的应力，使液化裂纹倾向增大。熔池的形状与产生液化裂纹有关，如焊缝的断面呈明显的倒草帽形，该处易产生液化裂纹。
· 多边化裂纹形成机理与影响因素
多边化裂纹形成机理多边化裂纹多数是在焊缝中产生，它是在结晶前沿已凝的固相晶粒中萌生出大量的晶格缺陷，并且在快速的冷却条件下，由于不易扩散，它们以过饱和状态保留于焊缝金属中，在一定温度和应力的条件下，晶格缺陷由高能部位向低能部位转化，即发生移动和聚集，从而形成二次边界，即所谓的“多边化边界”。
另外，母材热影响区在焊接热循环的作用下，由于热应变，金属中的畸变能增加，同样也会形成多边化边界。这种多边化的边界，一般情况下并不与一次晶界重合，在焊接后的冷却过程中，由于热塑性降低，导致沿多边化的边界产生裂纹。
· 多边化裂纹的影响因素
合金成分的影响
由分析我们知道，多边化所需的激活能越高，则晶格缺陷的移动和聚集就越慢，形成多边化的时间就越大，因此，焊缝金属中元素激活能量越低，就越容易产生多边化裂纹。
温度的影响
在形成多边化过程中，温度越高，所需时间就越短，因此，就会增加形成多边化裂纹的倾向。
三、焊接热裂纹防止措施
防止热裂纹的措施由于焊接时产生结晶裂纹的影响因素很多，因此，应抓住不同情况下产生裂纹的主要矛盾，根据大量的生产实践和研究所得，防止焊接结晶裂纹可以从以下两个方面着手。
· 冶金方
控制焊缝中硫、磷、碳等有害杂质的含量，它们不仅能形成低熔共晶，而且还能促使偏析，因此，这些元素将会大大增加裂纹的敏感性，因此尽可能的限制母材和焊接材料中的硫、磷、碳的含量。
根据标准规定：s、p都应小于0.03~0.04%，用于低碳钢和低合金钢的焊丝含碳量一般不超过0.12%，焊接高合金钢时要求更高，硫、磷含量必须控制在0.02%以下。对重要的焊接结构应采用碱性焊条或焊剂，能有效地控制有害杂质，防止结晶裂纹产生或降低倾向。
改善焊缝一次结晶、细化晶粒是提高抗裂性的重要途径。采用的办法是向焊缝中加入细化晶粒元素（如mo、v、ti、nb、zr、a1、稀土等），对于不锈钢焊接时，为了提高抗裂性、抗腐性，希望得到铁素体和奥氏体的双相组织焊缝。
工艺因素方面工艺方面主要是焊接规范、预热、接头形式和焊接顺序等，用工艺方法主要是改善焊接时的应力从而防止结晶裂纹。
· 焊接工艺及规范
经过实践证明，适当增加焊接线能量和提高预热温度，可以减小焊缝金属的应变率，从而降低结晶裂纹的倾向。
· 接头形式
焊接接头形式不同，将影响接头的受力状态，结晶条件和热的分布等，因而结晶裂纹的倾向也不同，在设计和施工时应特别注意，如表面堆焊和熔深较浅的对接焊缝抗裂性较高，熔深较大的对接和各种角接、搭接、t型接头和外角接焊缝抗裂性较差，因为这些焊缝所承受得应力正好作用在焊缝的结晶面上，而这个面是晶粒之间联系较差，杂质聚集的地方，故易于引起裂纹。
对于厚板焊接结构，施工时常用多层焊，裂纹倾向比单层焊有所缓和，但对各层的熔深应注意控制。
· 焊接技术
接头处尽量避免应力集中（错边、咬肉、未焊透等），也是降低裂纹倾向的有效方法。
· 焊接次序
施工时焊接次序是很重要的，同样的焊接方法和焊接材料，焊接次序不同，具有不同的结晶裂纹倾向。
总的原则是尽量使大多数焊缝能在较小刚度条件下焊接，使焊缝的受力较小。例如，锅炉板与管束的焊接，采用同心圆式和平行线式都不利于应力疏散，只有采用放射交叉式的焊接次序才能分散应力。
在一般情况下，尽可能采用对称施焊，以利分散应力，减小裂纹倾向。
通过以上分析和讨论，只要我们在设计和施工过程中，认真选材，科学制定施工程序，在很大程度上可以有效的防止焊接热裂纹的产生，从而可以防止由于焊接裂纹而导致事故的发生。
㈥ 焊接冶金基本原理问题
熔焊热源的高温集中熔化焊缝区金属，并向工件金属传导热量，必然引起焊缝及附近区域金属的组织和性为熔化焊缝区各点温度变化示意能发生变化。由于各点与焊缝中心距离不同，所受的最高加热温度不同，相当于对焊接接头区域进行了一次不同规范的热处理，因此焊接接头的各部位会出现不同的组织变化和性能变化。
整个焊接接头由焊缝区、熔合区、热影响区构成。
1、焊缝区
焊缝区是在焊接接头横截面上测量的焊缝金属的区域，焊缝区（熔焊时，是焊缝表面和熔合线所包围的区域。焊缝区在冷却过程中以熔合线上局部半熔化的晶粒为核心向内生长，生长方向为散热最快方向，最终成长为柱状晶粒。晶粒前沿伸展到焊缝中心，呈柱状铸态组织，此种结晶方式称为联生结晶。联生结晶过程使化学成分和杂质易在焊缝中心区产生偏析，引起焊缝金属力学性能下降，因此焊接时要以适当摆动和渗合金等方式加以改善。
2、熔合区
熔合区是焊接接头中焊缝金属向热影响区过渡的区域。该区很窄，两侧分别为经过完全熔化的焊缝区和完全不熔化的热影响区。熔合区的加热温度在合金的固 液相线之间。熔合区具有明显的化学不均匀性，从而引起组织不均匀，其组织特征为少量铸态组织和粗大的过热组织，因而塑性差，强度低，脆性大，易产生焊接裂纹和脆性断裂，是焊接接头最薄弱的环节之一。
3、热影响区
热影响区是焊缝两侧因焊接热作用没有熔化但发生金相组织变化和力学性能变化的区域。根据热影响区内各点受热情况的不同，热影响区可分为过热区、正火区和部分相变区。
1）、过热区
过热区是指热影响区内具有过热组织或晶粒显著粗大的区域。其加热温度为AC3以上100-200℃至固相线之间。该区内奥氏体晶粒急剧长大，形成过热组织，因此塑性和韧性差，也是焊接接头的一个薄弱环节。对易淬火硬化材料，该区的脆性会更大。
2）、正火区
正火区是指热影响区内相当于受到正火热处理的区域。加热温度为AC3至AC3+（100-200）℃之间。此温度区间与正火温度区间相同，金属完全发生重结晶，冷却后为均匀而细小的正火组织，力学性能明显改善，该区是焊接接头中组织和性能最好的区域。
3）部分相变区
部分相变区是指热影响区内组织发生部分转变的区域。加热温度在AC1至AC3之间。该区内的热温度在珠光体和部分铁素体发生重结晶，使晶粒细化，而另一部分铁素体来不及转变，冷却后成为粗大的铁素体与细晶粒珠光体的混合组织。由于晶粒大小不一，故该区力学性能较差。
熔焊方法不可避免地要出现熔合区和热影响区。这两个区域的大小和组织性能取决于被焊材料、焊接方法、焊接工艺参数等因素。焊接方法不同，上述两区的大小也不同，一般来说，加热能量集中或提高焊接速度可减小上述两区。
以上是针对低碳钢熔焊时的分析，而不同材料对加热的敏感性不同，熔合区和热影响区的表现形式也不一样。如易淬硬材料会产生淬硬组织，使焊接接头力学性能降低。
熔合区和热影响区的存在对提高焊接接头的性能不利，在熔焊过程中无法消除它，所以常采用焊后热处理的方式（正火或退火）来消除或改善。
㈦ 解释为什么热影响区会形成不同的组织区域
实际焊接接头中，焊接热影响区HAZ只是一个较小范围的局部区域，一般宽度只有几个毫米。又由于HAZ的显微组织存在梯度性，可分为组织特征极不相同的许多很小的区域。
一、不易淬火钢的组织分布
特点：焊接空冷条件下不易形成马氏体。如低碳钢，16Mn，15MnV和15MnTi等。
按加热温度和组织特征可划分为过热区、正火区、部分正火区和再结晶区四个区域。如图所示。
1、过热区
温度在固相线至1100℃之间，宽度约1～3mm。焊接时，该区域内奥氏体晶粒严重长大，冷却后得到晶粒粗大的过热组织，塑性和韧度明显下降。
2、相变重结晶区
温度在1100℃～Ac3之间，宽度约1.2～4.0mm。焊后空冷使该区内的金属相当于进行了正火处理，故其组织为均匀而细小的铁素体和珠光体，力学性能优于母材。
3、不完全重结晶区
加热温度在Ac3～Ac1之间。焊接时，只有部分组织转变为奥氏体；冷却后获得细小的铁素体和珠光体，其余部分仍为原始组织，因此晶粒大小不均匀，力学性能也较差。
4、再结晶区
如果母材焊前经过冷加工变形，温度在Ac1～450℃之间，还有再结晶区 。该区域金属的力学性能变化不大，只是塑性有所增加。如果焊前未经冷塑性变形，则热影响区中就没有再结晶区。
二、易淬火钢的组织分布
特点：空冷下容易淬火形成马氏体。如18MnMoNb、30CrMnSi等。
1、完全淬火区
焊接时热影响区处于AC3以上的区域，由于这类钢的淬硬倾向较大，故焊后得到淬火组织（马氏体）。在靠近焊缝附近（相当于低碳钢的过热区），由于晶粒严重长大，故得到粗大的马氏体，而相当于正火区的部位得到细小的马氏体。
2、不完全淬火区
母材被加热到AC1～ AC3温度之间的热影响区，在快速加热条件下，铁素体很少溶入奥氏体，而珠光体、贝氏体、索氏体等转变为奥氏体。在随后快冷时，奥氏体转变为马氏体。原铁素体保持不变，并有不同程度的长大，最后形成马氏体-铁素体的组织，故称不完全淬火区。
如果母材在焊前是调质状态，那么焊接热影区的组织，除在上述的完全淬火和不完全淬火区之外，还可能发生不同程度的回火处理，称为回火区（低于AC1 以下的区域）。
在焊接快速加热和连续冷却的条件下，相转变属于非平衡转变，焊接热影响区常见的组织有铁素体、珠光体、魏氏组织、上贝氏体、下贝氏体、粒状贝氏体、低碳马氏体、高碳马氏体及 M-A 组元等。
㈧ 为什么焊接热影响区会出现粗晶与细晶交织混合
“我想知道为什么热影响区没有熔化却能发生晶粒长大”
因为这个区域虽然在焊接过程中维持固态，但是的组织发生了奥氏体化转变，部分区域内的奥氏体是过热的，所以奥氏体晶粒长大明显，冷却后得到粗大的晶粒。
㈨ 焊接接头的组成及特点是什么
（一）焊接接头由焊缝金属和热影响区组成。
1）焊缝金属：焊接加热时，焊缝处的温度在液相线以上，母材与填充金属形成共同熔池，冷凝后成为铸态组织。在冷却过程中，液态金属自熔合区向焊缝的中心方向结晶，形成柱状晶组织。由于焊条芯及药皮在焊接过程中具有合金化作用，焊缝金属的化学成分往往优于母材，只要焊条和焊接工艺参数选择合理，焊缝金属的强度一般不低于母材强度。
2）热影响区：在焊接过程中，焊缝两侧金属因焊接热作用而产生组织和性能变化的区域。
（二）低碳钢的热影响区分为熔合区、过热区、正火区和部分相变区。
1）熔合区 位于焊缝与基本金属之间，部分金属焙化部分未熔，也称半熔化区。加热温度约为1 490～1 530°C，此区成分及组织极不均匀，强度下降，塑性很差，是产生裂纹及局部脆性破坏的发源地。
2）过热区 紧靠着熔合区，加热温度约为1 100～1 490°C。由于温度大大超过Ac3，奥氏体晶粒急剧长大，形成过热组织，使塑性大大降低，冲击韧性值下降25%～75%左右。
3）正火区 加热温度约为850～1 100°C，属于正常的正火加热温度范围。冷却后得到均匀细小的铁素体和珠光体组织，其力学性能优于母材。
4）部分相变区 加热温度约为727～850°C。只有部分组织发生转变，冷却后组织不均匀，力学性能较差。
㈩ 分析焊缝和熔合区的化学不均匀性，为什么会形成这种不均匀性
通常，被焊的两异种材料的成分差异愈大，则焊缝卫生级不锈钢管与焊缝两侧或焊缝一侧母材卫生级熔合区的另一种成分不均匀性，产生于焊接过程中的液相熔池卫生级不锈钢管一侧的不均匀搅拌区。熔池的边缘层母材卫生级不锈钢管份额较高日‘未被搅拌均匀，其原因是熔池边缘的温度较其平均温度低，距电弧电流中心较远，电磁搅拌力也较弱，卫生级不锈钢管的流动性较差，被熔化下来的母材卫生级不锈钢管处于液态的时一间较短。在比较严币的情况下，甚至可以看到成块的母材卫生级不锈钢管以岛屿或半岛状贴近于焊缝边缘。这种成分不均匀性的程度与焊接土艺参数大小有关，特别是与施焊过程中均匀性和稳定性关系更大。在高度自动化的焊接条件下，焊缝不均匀混合区的不均匀程度可以得到控制;而手土弧焊时一，很难达到施焊过程焊接土艺参数的均匀性和稳定性，除了操作技能影响外，也与人的体力疲劳和精神状态有密切联系。
不锈钢管的成分差异也愈大。焊缝卫生级不锈钢管同母材卫生级不锈钢管之间也就形成一个异种材料的连接副。焊接过程中，在这个连接副中，一侧是固态的A(或B)母材卫生级不锈钢管，一侧是D成分的液态焊接熔池。高温下，A(或B),D之间会发生儿素的扩散(包括某些情况下的上升扩散)，由D进入A(或B)的儿素浓度在固相表ICI最高，向内逐渐降低，如图5-2所不。由A(或B)扩散进入D的儿素则由于液体的流动而均匀化，并不影响该局部的焊缝卫生级不锈钢管成分。焊缝一侧(或两侧)的不均匀性决定于A(或B)和D的成分和各组成儿素的木性，这是不可避免的;但其扩散的深度和最终的浓度梯度，则受到温度的高低和高温下停留时一间的影响。这是焊缝一侧(或两侧)的固相形成成分不均匀性的一个来源。
若成分不同，及其性能也不同的材料焊接在一起，卫生级不锈钢管接头的性能不仅决定于其中最弱者一，而日往往由于两者一的不同或不均匀而出现新的矛盾。例如由于构成腐蚀电池，异种卫生级不锈钢管焊接接头的耐腐蚀寿命，可能比其中任一材料的腐蚀寿命都大大缩短;强度、塑性、弹性模量差异也可导致应力应变集中，因而提前发生断裂;此外诸如热膨胀率、热导率等的差异也会导致热应力应变和热疲劳损伤等。因此，异种材料焊接接头的成分不均匀性和性能的不均匀性，应当受到特别关注。