一次结晶-电焊培训

一次结晶-电焊培训

熔焊时，液体熔池从高温冷却到常温，中间经过两次组织变化过 程，第一次是从液态转变成固态时的结晶过程，称为一次结晶，第二 次是当焊缝金属温度降至相变温度时，又发生了组织转变，这叫焊缝 的二次结晶。焊接熔池一次结晶过程如图所示。

一次结晶是在液态金属中发生的n熔焊时，随着巨弧的移去，熔 池液态金属温度降低，原子间的活动能力逐渐減小。温度降低到熔点 时，液体金属中有一些原子就开始最先排列起来，形成所谓的“晶 核” n然后晶核就依裳吸附周围液体中的原子进行生长，称为“长 大” o

由于液体熔池中的热量主要是通过熔台线向母材方向散失，因此 接触熔合线处的一层浹体金属降温最快，并苣先凝固开始结晶，如图 1-15 (a)所示。由于晶体不可能向已凝固的金属扩散，所以晶体向 着与散热方向相反的方向长大，如图(b)所示n晶体向两侧方 向的生长也很快受到相邻的正在生长晶体的阻挡，因此主要的生长方 向是指向熔池中心，并形成柱状结晶，如图(c)所示。当柱状 昂体不断长大到互相接触时，焊缝这一截面的结晶过程就结束，如图 1-15 (d)所示。

焊接熔池中的一次结晶，通常是在不平衡的冷却条件下进行的， 容易出现偏析现象n偏析是指台金中各组成元素在结昂时分布不均匀 的现象。例如低碳钢，当在昂界上碳和其他杂质元素的含量比钢的平 均含量略高些，就称为碳或杂质在昌界上的偏析，焊缝中的偏析主要 有显微偏析、区域偏析和层状偏析三种。

影响显微偏析的重要因素是金属的化学成分。金属的化学成分不 同，金属开始结晶和结昂完了的区间就不相同，结晶区间越大，就越 容易产生显微偏析n —般低碳钢焊接时，由于结晶开始和结束的温度 区间不犬，所以显微偏析现象不严重；但高碳钢和合金钢焊接时，显 微偏析很严重，常常会导致热裂纹等缺陷，所以高碳钢和合金钢在焊 后必须进行扩散和细化晶粒的热处理工艺n

整个焊缝金属范围内的合金元素分布不均匀的现象称为区域偏 析，对焊缝的橫截面来说，焊缝的周界结晶早，金属成分纯，而低熔 点合金元素和杂质集中在焊缝横截面中部，形成区域偏析。影响区域 偏析的因素主要有焊接材料、冷却速度、焊缝断面形状等。

周期性的结晶造成昌体沿着生长方向溶质含量和杂质含量周期性 地变动，一层含量高，一层含量低，交替分布的偏析现象称为层状偏 析。