·716· 工程科学学报，第37卷，第6期 (a) 500um 500um (d) 熔宽 熔深 熔深 500um 500μm 图1焊缝接头横藏面宏观组织形貌.(a)Q:(b)Q2:(c)Q:(d)Q4 Fig.1 Macroscopic cross-section morphology of the weld joints:(a)Q (b)Q2 (c)Q3:(d)Q 1.6 20 1.27 1.2 1.04 0.99 15 Q. 0.81 送 Q 0.8 10 0.4 0 0.86 .20 1.50 2.00 0.8 1.2 1.6 2.0 焊接速度m·min-) 焊接速度m·min 图2不同焊接速度下的焊缝熔深比 图3焊缝中8铁素体含量随焊接速度变化 Fig.2 Weld penetration ratio at different welding speeds Fig.3 8-ferrite content in the weld seam at different welding speeds 氏体 冷却速度逐渐加快，焊缝组织的凝固过程在8y两相 在图4中，激光焊缝组织中有板条状和岛状两类 区停留的对应时间缩短.由于δy固态转变由扩散 组织，其中板条状组织是魏氏体奥氏体+铁素体，岛状 过程控制，快的冷却速度导致8相没有足够的时间转 组织则是铁素体+岛状奥氏体.从图中可以看出，焊 化成更多的Y相，从而在凝固初期已经在铁素体晶界 缝中存在大量的魏氏体组织2围，枝晶状组织发达. 处形核的魏氏体奥氏体板条未能长大，从而使板条状 在焊速最慢(Q)时，组织中剩余的铁素体较少，奥氏 组织更加细化 体组织粗化，有大量的魏氏体奥氏体，奥氏体板条间间 从图6中看出，随着焊接速度的不断加快，岛状组 隙很小；在焊速最高(Q)时，焊缝中存在较多的残余 织增多，同时奥氏体岛状颗粒细化，8的含量越来越 铁素体，并出现较多的岛状组织. 多.这是由于结晶初期在铁素体晶粒内均匀形核的奥 为了进一步研究焊缝中的板条状和岛状组织的结 氏体颗粒在快速冷却的条件下，其固态相变受到抑制， 构，用扫描电镜对这两种组织进行了分析，如图5和图 导致颗粒未能长大，从而高温δ铁素体在室温的残留 6所示.从图5中可以看出，随着焊接速度的加快，板 量更多，最后得到的组织形貌为铁素体基体+奥氏体 条状组织中魏氏体奥氏体板条变窄，铁素体板条变宽 岛状颗粒组织 从FeCr-Ni伪二元相图分析，随焊接速度不断增加， 仔细观察焊缝组织发现，在焊缝的局部区域出现工程科学学报，第 37 卷，第 6 期 图 1 焊缝接头横截面宏观组织形貌． (a) Q1 ; (b) Q2 ; (c) Q3 ; (d) Q4 Fig． 1 Macroscopic cross-section morphology of the weld joints: (a) Q1 ; (b) Q2 ; (c) Q3 ; (d) Q4 图 2 不同焊接速度下的焊缝熔深比 Fig． 2 Weld penetration ratio at different welding speeds 氏体． 在图 4 中，激光焊缝组织中有板条状和岛状两类 组织，其中板条状组织是魏氏体奥氏体 + 铁素体，岛状 组织则是铁素体 + 岛状奥氏体． 从图中可以看出，焊 缝中存在大量的魏氏体组织［12 － 13］，枝晶状组织发达． 在焊速最慢(Q1 ) 时，组织中剩余的铁素体较少，奥氏 体组织粗化，有大量的魏氏体奥氏体，奥氏体板条间间 隙很小;在焊速最高(Q4 ) 时，焊缝中存在较多的残余 铁素体，并出现较多的岛状组织． 为了进一步研究焊缝中的板条状和岛状组织的结 构，用扫描电镜对这两种组织进行了分析，如图 5 和图 6 所示． 从图 5 中可以看出，随着焊接速度的加快，板 条状组织中魏氏体奥氏体板条变窄，铁素体板条变宽． 从 Fe--Cr--Ni 伪二元相图分析，随焊接速度不断增加， 图 3 焊缝中 δ-铁素体含量随焊接速度变化 Fig． 3 δ-ferrite content in the weld seam at different welding speeds 冷却速度逐渐加快，焊缝组织的凝固过程在 δ--γ 两相 区停留的对应时间缩短． 由于 δ→γ 固态转变由扩散 过程控制，快的冷却速度导致 δ 相没有足够的时间转 化成更多的 γ 相，从而在凝固初期已经在铁素体晶界 处形核的魏氏体奥氏体板条未能长大，从而使板条状 组织更加细化． 从图 6 中看出，随着焊接速度的不断加快，岛状组 织增多，同时奥氏体岛状颗粒细化，δ 的含量越来越 多． 这是由于结晶初期在铁素体晶粒内均匀形核的奥 氏体颗粒在快速冷却的条件下，其固态相变受到抑制， 导致颗粒未能长大，从而高温 δ-铁素体在室温的残留 量更多，最后得到的组织形貌为铁素体基体 + 奥氏体 岛状颗粒组织． 仔细观察焊缝组织发现，在焊缝的局部区域出现 ·716·