焊接接头主要包括焊缝、熔合区和热影响区三个部分。(1)焊缝区域:焊缝金属在凝固过程中形成柱状铸态组织,主要由铁素体和少量珠光体构成。受到电弧吹力和保护气体的影响,焊缝底部和侧壁的柱状晶体会受到干扰,导致晶粒倾斜层状排列,晶粒得到细化。由于焊接材料中的合金元素渗透,焊缝金属中的锰和硅等元素含量可能高于母材,因此焊缝金属的性能通常不低于母材。(2)熔合区:该区域受到加热至固相线与液相线之间,金属熔化后凝固形成铸态组织。未熔化的母材金属因过高的加热温度而成为过热的粗晶粒,导致该区域的强度、塑性和韧性降低,并可能引发应力集中,成为裂纹和局部脆性破坏的起源。在低碳钢焊接接头中,尽管熔合区较窄,但对接头的性能有很大影响。(3)热影响区:热影响区因各点受热行悉带程度不同而分为过热区、正火区和部分相变区。a)过热区:过热区是热影响区中晶粒明显粗大的部分,被加热至AC3以上100~200°C至固相线温度区间,奥氏体晶粒急剧长大,形成过热组织,导致该区的塑性和韧性下降,对易淬火硬化的钢材而言,脆性更大。b)正火区:该区被加热至AC3至AC3以上100~200°C之间,金属发生重结晶,冷却后得到均匀而细小的铁素体和珠光体组织(正火组织),其力学性能优于母材。c)部分相变区:该区被加热至AC1~AC3之间的温度范围内,材料产生部分相变,即珠光体和部分铁素体发生重结晶,晶粒细化;未转变的铁素体保留较粗大的晶粒,冷却后导致材料晶粒大小不均,因此力学性能略逊于正火区。