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熔焊时,不仅焊缝在焊接热源的作用下发生从熔化到固态相变等一系列变化,而且焊缝两侧未熔化的母材也会因焊接热传递的影响而产生组织和性能变化。此外,由母材到焊缝也存在着性能既不同于焊缝,又不同于母材的过渡区,这些均对焊接接头的性能产生较大的影响。

一、熔合区的组织和性能

熔合区是指在焊接接头中,焊缝向热影响区过渡的区域。该区范围很窄,甚至在显微镜下也很难分辨。

熔合区温度处于铁碳合金状态图中固相线和液相线之间。该区金属处于部分熔化状态(半熔化区),晶粒非常粗大,冷却后组织为粗大的过热组织,塑性、韧性很差。由于熔合区具有明显的化学不均匀性及组织不均匀性,所以往往是焊接接头产生裂纹或局部脆性破坏的发源地,是焊接接头中性能最差的区域。

二、焊接热循环

在焊接热源作用下,焊件上某点的温度随时间变化的过程称为焊接热循环。焊接热循环是针对焊件上某个具体的点而言的,当热源向该点靠近时,该点的温度随之升高直至达到最大值,随着热源的离开,温度又逐渐降低直至室温,该过程可用一条曲线来表示,叫做热循环曲线,如图5-14所示。在焊缝两侧距焊缝远近不同的各点,所经历的热循环不同,显然,距焊缝越近的各点,加热达到的最高温度越高;距焊缝越远的各点,加热达到的最高温度越低。