由上述分析可知，焊缝中结晶形态的变化，由熔合区直到焊缝中心，依次为：平面晶，胞状晶，树枝状晶，等轴晶。
在实际的焊缝金属中，由于被焊金属的成分、板厚、接头形式和熔池的散热条件不同，一般不具有上述的全部结晶形态。当焊缝金属成分不甚复杂时，熔合区将出现平面晶或胞状晶。当焊缝金属中合金元素较多时，熔合区的结晶形态往往是胞状树枝晶（或树枝状晶），焊缝金属中心则为等轴晶。
焊缝的结晶形态除了受被焊金属成分的影响外、还与焊接速度、焊接电流、板厚和接头形式等工艺因素有关。
（二）不易淬火钢焊接热影响区金属的组织变化
不易淬火钢包括低碳钢、16Mn等低合金钢。若以A3碳钢为例，根据其焊接热影响区金属的组织特征，可以分为四个区域（如图4-3所示）。
1、熔合区
紧邻焊缝的母材与焊缝交界处的金属称为熔合区或半熔化区。焊接时，该区金属处于局部熔化状态，加热温度在固液相温度区间。在一般熔化焊的情况下，此区仅有2-3个晶粒的宽度，甚至在显微镜下也难以辨认。但是，它对焊接接头的强度、塑性都有很大影响。
2、粗晶区
该区的加热温度范围为1100-1350℃。由于受热温度很高，使奥氏体晶粒发生严重的长大现象，冷却后得到晶粒粗大的过热组织，故称为过热区。此区的塑性差，韧性低，硬度高。其组织为粗大的铁素体和珠光体。在有的情况下，如气焊或导热条件较差时。甚至可获得魏氏体组织。
图4－3 A3碳钢焊接热影响区金属的组织
3、细晶区
此区加热温度在900℃-1100℃之间。在加热过程中，铁素体和珠光体全部转变为奥氏体，即产生金属的重结晶现象。由于加热温度稍高于900℃，奥氏体晶尚未长大，冷却将获得均匀而细小的铁素体和珠光体，相当于热处理时的正火组织，故又称为正火区或相变重结晶区。该区的组织比退火（或轧制）状态的母材组织细小。
4、不完全重结晶区
焊接时，加热温度在750-900℃之间的金属区域为不完全重结晶区。当低碳钢的加热温度超过750℃时，珠光体先转变为奥氏体．温度进一步升高时，部分铁素体逐步溶解于奥氏体中，温度越高，溶解的越多，直至900℃，铁素体将全部溶解在奥氏体中间。焊后冷却时又从奥氏体中析出细小的铁素体，一直冷却了750℃时，残余的残氏体就转变为共析组织一一珠光体。由此看出，此区只有一部分组织发生了相变重结晶过程，而始终未溶入奥氏体的铁素体，在加热时会发生长大，变成较粗大的铁素体组织，所以该区域金属的组织是不均匀的，晶粒大小不一，一部分是经过重结晶的晶粒细小的铁素体和珠光体，另一部分是粗大的铁素体。由于组织不均匀，因而机械性能也不均匀。
如果焊前母材为冷轧状态，则在温度为750℃以下的金属中，还存在一个结晶区。处于再结晶区的金属，在加热的过程中，将发生金属的再结晶过程，即经过冷变形后的碎粒再在结晶温度作用下重新排列的过程。
四、实验方法与步骤
（一）低碳钢焊接接头的金相分析
1、将己焊好的试件（以结422焊条在150X40X6mm的试件上堆焊），切成25X25mm 的试片，然后把试片四周用砂轮打去毛刺，并把四个角打磨成圆角。
2、用金相砂纸打磨试片。必须注意，研磨试片的砂纸要由粗到细、依次制作，不要使粗砂粒带到细的砂纸上。试片研磨完后，用清水冲洗，进行机械抛光，抛光后再用清水冲洗试片。
3、将抛光好的试片，用4%的硝酸酒精溶液腐蚀，大约经过5-10s左右，立即用清水冲洗，然后用无水乙醇轻轻擦去水分，并用吹风机吹干。
4、把己制备好的试片在显微镜下进行观察与分析。 分清焊接接头各区域后，仔细辩认各区域组织的特征。
第二部分 焊接接头X射线探伤实验
一、实验目的
1、XXQ－2005型X光机的构造及工作原理： 2、了解对接接头的X射线探伤的过程及目的；
3、掌握主要规范参数（管电流；管电压；曝光时间）对探伤灵敏度的影响； 4、了解X胶片暗室处理技术。 二、实验设备及材料
l、XXQ－2005型X光机一台,象质剂一套； 2、工业用X光照像胶片若干张，试板若干个； 3、显影夜，定影夜等； 4、冷光源强光观片灯一台。 三、XXQ一2005型X光机的结构特征
现在用的最普遍的X射线管是玻璃外壳的真空两极管。它的阴极是由钨丝绕成，当通以电流加热时，钨丝就在白炽状态下放出自由电子。电子在阳极高电压作用下加速，以十分巨大的速度撞击阳极而产生X射线。当调节阴极（灯丝）电压，增大灯丝电流，阴极温度提高时，发射电子数目就会增加，X射线强度随着管电流（毫安）增加而增加，当增加X射线管阳极高压时，电子就会以更高速度撞击阳极靶，此时产生的X射线波长更短，能量更强，透照厚度更大。
1、X射线发生器
X射线发生器为组合式，X射线管、高压变压器与绝缘气体一起封装在桶状铝壳内。X射线发生器一端装有风扇和散热器，作冷却之有。所用绝缘气体对于高压具有良好的介电性能。另外还有温度继电器、气体压力表、连接电缆插座、冷却风扇等组成。每一种型号的探伤机都由控制器、X射线发生器、电源电缆、连接电缆等组成；x射线管的构造见图4－4。
图4－4 x射线管结构示意图
2、控制器
控制器为箱式结构，内有四块电路板及其它电子元器件，所有的操作按钮均设置在面板上，X射线管电压和管电流在控制器内自动稳定。管电压及曝光时间均可预置，电源电压的波动可通过控制器本身自动调节，以保证获得稳定的X射线；曝光时间及故障代码由数码管显示。X射线发生器出现过电压、过电流及温度过高现象时，控制器可以自动保护。
四、射线照相法原理
x射线和γ射线所以能在无损检验技术中得到广泛的应用，主要是因为它能穿透普通
光线不能穿透的物质；它在物质中具有衰减作用和一定的衰减规律，以及它对某些物质发生光化学作用。
射线具有穿透金属或其它物质的能力。其透过率随被透照物质的种类、厚度或密度而不同。射线照相法原理如图4-5所示。X射线透过被检物体时，有缺陷部位（如气孔、非金属夹渣等）与基本金属对射线吸收能力不同。缺陷部位所含的空气或非金属夹杂物对射线的吸收能力大大低于金属对射线的吸收能力。因而如图4－5所示，透过有缺陷部位射线强度高于无缺陷部位射线强度，在x射线慈光胶片上对应的有缺陷部位将接受较多的，射线粒子，从而形成黑度较大的缺陷影像。
图4-5 X射线照相原理
五、管电压及曝光时间的选择
曝光曲线是曝光条件与与工间厚度之间的关系曲线。有了它就可以迅速查出不同被检工件厚度所应用的管电压和曝光时间，避免了因透照条件不当而影响底片质量，或因临时摸索实验条件而影响检验进度。
在应用曝光曲线时，首先要测出被检验工件的厚度，然后在曝光曲线的横座标上找
出这一厚度值来，由此点平行纵座标向上引一直线，其直线与曝光曲线相交，再由此交点引平行横座标的直线与纵座标相交，纵座标所示的管电压或曝光时间即为该厚度工件所需的曝光条件。
在实际探伤中，被检材料不同时要有不同的曝光曲线。为了便利起见，人们从大量实验中制作一条钢铁条件的嘟光曲，对于其它材料可以利用等效系数进行换算的表。表4－1列出了几种常用材料时等效系数，可供探伤时参考。
表 4－1 几种材料的等效系数
图4－6为XXQ-2005射线机对A3钢的曝光曲线.
图4－6 曝光曲线应用示意图
现以图4－6和表4－1举例说明曲线和表的应用：
如果有一被检焊缝，其母材钢板厚为25毫米，算上焊缝加强高度本内总厚为28毫米。在其它透照条件都固定的前提下，要用爆光曲线查找曝光条件，就在厚度座标轴上找出28毫米，再作与纵座标平行的直线，与200，180，160，140千伏的直线相交如点，从这四点再作平行横座标的直线与纵座标相交又得四点，即为我们所要求的爆光量；考虑底片的清晰度和摄影密度要取最佳方案，即取电压较低的一点，即140千伏，用100(毫