不易淬火鋼的焊接熱影響區(qū)特點

不易淬火鋼，如低碳鋼和合金元素較少的低合金高強鋼(16Mn、15MnTi、15MnV鋼)，在固態(tài)下合金中除了有同素異構轉(zhuǎn)變外，還有成分變化和第二相析出，即共析轉(zhuǎn)變和Fe3C的析出，其焊接熱影響區(qū)可分為過熱區(qū)、重結晶區(qū)、不完全重結晶區(qū)和再結晶區(qū)等四個區(qū)段。

⑴過熱區(qū)(又稱粗晶區(qū))該區(qū)緊鄰焊縫，溫度范圍是從晶粒急劇長大的溫度開始，一直到固相線的溫度區(qū)間為止，對低碳鋼為1100～1490℃。該區(qū)母材中的鐵素體和珠光體全部變?yōu)閵W氏體，奧氏體晶粒長得非常粗大，冷卻后使金屬的沖擊韌度大大降低，一般比基本金屬低25%～30%，是熱影響區(qū)中的薄弱環(huán)節(jié)。

⑵重結晶區(qū)(又稱正火區(qū)域或細晶區(qū))指過熱區(qū)以下，加熱溫度在A3以上的區(qū)域，對低碳鋼為900～1100℃。空冷后得到均勻而細小的鐵素體和珠光體，相當于熱處理中的正火組織。重結晶區(qū)由于晶粒細小均勻，因此既具有較高的強度，又有較好的塑性和韌性，這是熱影響區(qū)中綜合力學性能最好的區(qū)域。但由于整個焊接接頭的性能取決于接頭中的最薄弱區(qū)域，所以該區(qū)性能雖好，但卻發(fā)揮不了作用。

⑶不完全重結晶區(qū)(又稱不完全正火區(qū)或部分相變區(qū))指加熱溫度在Ac1～Ac3之間的區(qū)域，對低碳鋼為750～900℃。該區(qū)母材中的全部珠光體和部分鐵素體轉(zhuǎn)變?yōu)榫Я１容^細小的奧氏體，但仍保留部分鐵素體。冷卻時，奧氏體又轉(zhuǎn)變?yōu)榧毿〉蔫F素體和珠光體，而未溶入奧氏體的鐵素體不發(fā)生轉(zhuǎn)變，晶粒比較粗大，故冷卻后的組織晶粒大小極不均勻，所以力學性能也不均勻，強度有所下降。

⑷再結晶區(qū)指加熱溫度在450℃～Ac1之間的區(qū)域，對低碳鋼為450～750℃。對于經(jīng)過壓力加工，即經(jīng)過塑性變形的母材，晶粒發(fā)生破碎現(xiàn)象，在此溫度區(qū)域內(nèi)，再次變成完整的晶粒，稱為再結晶。在本區(qū)域沒有發(fā)生同素異構轉(zhuǎn)變，組織沒有變化，因此金屬的力學性能變化不大，僅塑性稍有改善。對于焊前未經(jīng)塑性變形的母材，本區(qū)不出現(xiàn)。