16Mn低合金钢埋弧焊接头组织与性能分析.docx
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16Mn低合金钢埋弧焊接头组织与性能分析
1文献综述
1.1引言
焊接是通过加热、加压，或两者并用，使同性或异性两工件产生原子间结合的加工工艺和联接方式。
焊接应用广泛，既可用于金属，也可用于非金属。
焊接技术是随着金属的应用而出现的，古代的焊接方法主要是铸焊、钎焊和锻焊。
中国商朝制造的铁刃铜钺，就是铁与铜的铸焊件，其表面铜与铁的熔合线蜿蜒曲折，接合良好。
春秋战国时期曾侯乙墓中的建鼓铜座上有许多盘龙，是分段钎焊连接而成的。
经分析，所用的与现代软钎料成分相近。
古代焊接技术长期停留在铸焊、锻焊和钎焊的水平上，使用的热源都是炉火，温度低、能量不集中，无法用于大截面、长焊缝工件的焊接，只能用以制作装饰品、简单的工具和武器。
由于新技术的开发现代焊接技术有了长足的进步，使用范围不断扩大，新的焊接方法也层出不穷，光金属焊接方法就有40种以上。
其中埋弧焊更是因其固有优点在现代工业中得到了广泛的应用[1]。
1.2选题背景
1.2.1Q235钢的分类及特点
Q235为普通碳素结构钢。
Q代表的是这种材质的屈服度，后面的235，就是指这种材质的屈服值，在235左右。
并会随着材质的厚度的增加而使其屈服值减小。
Q235A，Q235B，Q235C，Q235D。
这是等级的区分，所代表的，主要是冲击的温度有所不同。
A，B，C，D，所不同的，指的是它们性能中冲击温度的不同。
分别为：
Q235A级，是不做冲击；Q235B级，是20℃常温冲击；Q235C级，是0℃冲击；Q235D级，是-20℃冲击。
在不同的冲击温度，冲击的数值也有所不同。
这种类型的钢材含碳量适中，具有良好的塑性、韧性、焊接性能、冷加工性能以及一定的强度，好的冷弯性能，在国民工业中得到广泛的应用。
大量生产钢板、型钢、钢筋，用以建造厂房的房架、高压输电铁塔、桥梁、车辆等。
其C、D钢含硫、磷量低，相当于优质碳素结构钢，质量好，适用于制造对可焊性及韧性要求较高的工程结构机械零部件，如机座、支架、受力不大的拉杆、连杆、销、轴、螺钉（母）、套圈等[2]。
1.2.2埋弧焊的原理
埋弧焊是低碳钢常用的焊接方法。
焊缝在形成过程中，焊接电弧在焊丝与工件之间燃烧，电弧热将焊丝端部及电弧附近的母材和焊剂熔化，熔化的金属形成熔池，熔融的焊剂成为溶渣，熔池受溶渣和焊剂蒸汽的保护，不与空气接触。
电弧向前移动时，电弧力将溶池中的液体金属推向溶池后方。
在随后的冷却过程中，这部分液体金属凝固成焊缝。
熔渣则凝固成渣壳，覆盖于焊缝表面，未熔化的焊剂可回收使用。
原理示意图见图1.1。
埋弧自动焊接时，引燃电弧、送丝、电弧沿焊接方向移动及焊接收尾等过程完全由机械来完成。
1.2.3埋弧自动焊的特点
埋弧自动焊是利用电弧作为热源的焊接方法，因此工件的坡口可开的较小，减少了填充金属量；焊接速度快效率高；焊剂的存在不仅能隔开熔化金属与空气的接触，而且使熔池金属较慢凝固。
液体金属与熔化的焊剂间有较多的时间进行冶金反应，减少了焊缝中产生气孔，裂纹等缺陷的可能性。
焊剂还可以向焊缝金属补充一些合金元素，提高焊缝金属的力学性能；焊接时工艺参数可通过自动调节保持稳定。
1.2.4埋弧自动焊相对于手工电弧焊的优点
（1）生产率高埋弧焊的焊丝伸出长度（从导电嘴末端到电弧端部的焊丝长度）远较手工电弧焊的焊条短，一般在50mm左右，而且是光焊丝，不会因提高电流而造成焊条药皮发红问题，即可使用较大的电流（比手工焊大5~10倍），因此，熔深大，生产率较高。
对于20mm以下的对接焊可以不开坡口，不留间隙，这就减少了填充金属的数量。
（2）焊缝质量高对焊接熔池保护较完善，焊缝金属中杂质较少，只要焊接工艺选择恰当，较易获得稳定高质量的焊缝。
（3）劳动条件好除了减轻手工操作的劳动强度外，电弧弧光埋在焊剂层下，没有弧光辐射，劳动条件较好。
埋弧自动焊至今仍然是工业生产中最常用的一种焊接方法。
适于批量较大，较厚较长的直线及较大直径的环形焊缝的焊接。
广泛应用于化工容器、锅炉、造船、桥梁等金属结构的制造。
这种方法也有不足之处，如不及手工焊灵活，一般只适合于水平位置或倾斜度不大的焊缝；工件边缘准备和装配质量要求较高、费工时；由于是埋弧操作，看不到熔池和焊缝形成过程，因此，必须严格控制焊接规范[3]。
1.2.5埋弧自动焊的应用范围
（1）焊缝类型和焊件厚度凡是焊缝可以保持在水平位置或倾斜度不大的焊件，不管是对接、角接和搭接接头，都可以用埋弧焊焊接，如平板的拼接缝、圆筒形焊件的纵缝和环缝、各种焊接结构中的角缝和搭接缝等。
埋弧焊可焊接的焊件厚度范围很大。
除了厚度在5mm以下的焊件由于容易烧穿，埋弧焊用得不多外，较厚的焊件都适于用埋弧焊焊接。
目前，埋弧焊焊接的最大厚度已达650mm。
（2）焊接材料种类随着焊接冶金技术和焊接材料生产技术的发展，适合埋弧焊的材料已从碳素结构钢发展到低合金结构钢、不锈钢、耐热钢以及某些有色金属，如镍基合金、铜合金等。
此外，埋弧焊还可在基体金属表面堆焊耐磨或耐腐蚀的合金层。
铸铁因不能承受高热输入量引起的热应力，一般不能用埋弧焊焊接。
铝、镁及其合金因没有适用的焊剂，目前还不能使用埋弧焊焊接。
铅、锌等低熔点金属材料也不适合用埋弧焊焊接。
可以看出，适宜于埋弧焊的范围是很广的。
最能发挥埋弧焊快速、高效特点的生产领域是造船，锅炉，化工容器，大型金属结构和工程机械等工业制造部门，是当今焊接生产中普遍使用的焊接方法之一[4]。
埋弧焊还在不断发展之中，如多丝埋弧焊能达到厚板一次成形；窄间隙埋弧焊可使特厚板焊接提高生产效率，降低成本；埋弧堆焊能使焊件在满足使用要求的前提下节约贵重金属或提高使用寿命。
这些新的、高效率的埋弧焊方法的出现，更进一步拓展了埋弧焊的应用范围。
1.2.6埋弧半自动焊
埋弧半自动焊主要是软管自动焊，其特点是采用较细直径（2mm或2mm以下）的焊丝，焊丝通过弯曲的软管送入熔池。
电弧的移动是靠手工来完成，而焊丝的送进是自动的。
半自动焊可以代替自动焊焊接一些弯曲和较短的焊缝，主要应用于角焊缝，也可用于对接焊缝[5]。
1.2.7冲击韧性
结构件的脆性破坏是我们所最不希望的，它没有事先的警告，实难于防范。
所以，我们要重视对材料脆性破坏的认识。
正如用硬度间接判断强度一样，可用冲击韧性来判断材料韧性（拉伸曲线下的面积）的好坏。
1912年当年最为豪华、号称永不沉没的泰坦尼克号（Titanic）首航沉没于冰海，成了20世纪令人难以忘怀的悲惨海难。
多年来，出版了不少回忆录、小说，演出了不少戏剧、电影。
1985年以后，探险家们数次深潜到12,612英尺深的海底研究沉船，起出遗物。
1995年2月美国《科学大众》（PopularScience）杂志发表了RGannon的文章，标题是『WhatReallySankTheTitanic』,副标题是“为什么‘不会沉没的’船在撞上一个冰山后3小时就沉没了？
一项新的科学研究回答了80年未解之谜”。
作者出示了图1.2-3两个冲击试验结果。
左面的试样取自海底的Titanic号，右面的是近代船用钢板的冲击试样。
由于早年的Titanic号采用了含硫高的钢板，韧性很差，特别是在低温呈脆性。
所以，冲击试样是典型的脆性断口。
近代船用钢板的冲击试样则具有相当好的韧性[6]。
图1.2-3Titanic号钢板（左图）和近代船用钢板（右图）的冲击试验结果
图1.4是建造中的Titanic号。
Gannon的文章指出，在水线上下都由10张30英尺长的高含硫量脆性钢板焊接成300英尺的船体。
船体上可见长长的焊缝。
船在冰水中撞击冰山而裂开时，脆性的焊缝无异于一条300英尺长的大拉链，使船体产生很长的裂纹，海水大量涌入使船迅速沉没。
这是钢材韧性与人身安全的一个突出例证。
图1.4建造中的Titanic号，可以看到船身上长长的焊缝
1.2.8冲击韧性实验
当环境温度下降时，常用结构钢的切变屈服强度上升，促使脆断倾向增大。
因此，对所有可能在低温下服役的结构零件用材料都应当评定材料的这种倾向。
不过在光滑试样的静载实验中，这种趋势不够明显，而理论和经验都表明，利用缺口试样，进行加载速度很高的冲击试验，就可以借助于相应的冲击吸收功的测定来突出这种倾向。
因此，冲击试验被广泛应用于评定材料的缺口敏感性和冷脆倾向。
此外由于冲击功或冲击韧性对冶金缺陷和加工质量敏感，所以冲击试验还可用于评定冶金质量和工艺质量。
通常采用摆锤式冲击试验装置进行缺口试样的冲击弯曲（简支梁）试验以测定试样冲断的冲击吸收功，其原理如图1.5所示。
将具有一定重量G的摆锤举至一定高度H，使其具有一定势能（G·H），然后释放，在摆锤下落至最低位置处将缺口试样冲断。
摆锤在冲断试样时失去的能量即为破坏试样所做功，称为吸收功AK。
势能GH与AK的能量差值使摆锤上升到高度h，所以
AK＝G（H－h）（1.1）
式中AK的单位是J（N·m）。
金属材料标准冲击试验的性能指标除上述的冲击吸收功外，还有冲击韧性值。
不过，后者并无特殊意义，它只是用缺口底部横截面SN除相应冲击吸收功AK的一个商：
aK＝AK／SN（1.2）
冲击韧性值越高代表材料的韧性越好[7-8]。
图1.5冲击试验示意图
1.3国内外发展现状
1.3.1现状概述
埋弧焊（含埋弧堆焊及电渣堆焊等）是一种重要的焊接方法，其固有的焊接质量稳定、焊接生产率高、无弧光及烟尘很少等优点，使其成为压力容器、管段制造、箱型梁柱等重要钢结构制作中的主要焊接方法。
近年来，虽然先后出现了许多种高效、优质的新焊接方法，但埋弧焊的应用领域依然未受任何影响。
从各种熔焊方法的熔敷金属重量所占份额的角度来看，埋弧焊约占10%左右，且多年来一直变化不大。
当焊丝确定以后（通常取决于所焊的钢种），配套用的焊剂则成为关键材料，它直接影响焊缝金属的力学性能（特别是塑性及低温韧性）、抗裂性能、焊接缺陷发生率及焊接生产率等。
焊丝与焊剂的配用重量比为焊丝：
焊剂=1.1～1.6，视焊接接头类型、所用焊剂种类、焊接规范参数而定。
与熔炼焊剂相比，烧结焊剂用量较为节省，约可少用20%左右。
我国采用焊剂量在5万吨左右波动，其中70%约为熔炼焊剂，余为非熔炼焊剂。
欧美工业发达国家以非熔炼型焊剂为主，约在80%、90%以上，但仍然有熔炼型焊剂生产销售，熔炼焊剂这种持久的生产力与其固有的一些特点有关。
我国的锰矿资源比较缺乏，特别是适于生产熔炼焊剂的品位高、磷含量低、铁含量低的锰矿就更少了。
全国仅在广西、云南、湖南等省有锰矿矿脉，经过多年开采，符合生产焊剂的锰矿商品日渐紧张。
为取代高锰渣系焊剂，研制、推广中锰、低锰焊剂已成为客观需要的紧迫任务。
随着含适量锰焊丝的生产供应的扩大，中锰、低锰渣系焊剂应该有广阔的市场。
1.3.2新技术
兰州大学夏天东、周游和李浩河开发了一种高效焊接技术--添加合金粉末埋弧焊。
采用普通埋弧焊和添加合金粉末埋弧焊技术，焊接了20G和16MnR钢，结果表明，添加合金粉末埋弧自动焊技术能够采用大线能量（因为添加的合金粉末改善了焊缝组织，焊缝深宽比显著提高，而焊缝及HAZ组织晶粒没有粗化），焊接工艺性能良好，焊接熔敷速率是传统埋弧焊的2倍，接头角变形明显减小，焊接接头的力学性能满足要求。
在满足焊接接头力学性能要求的前提下，提高熔敷速率可以提高生产率。
用常规的埋弧焊（SAW）焊接中厚板结构，如果提高熔敷速率，就要加大焊接线能量，其结果是焊接熔池变大，母材熔化量增加，焊缝化学成分变差，焊缝组织粗化，焊接热影响区扩大并且性能变坏。
添加合金粉末的埋弧焊（submergedarcweldingwithalloyedmetalpowders，SAW-AMP）是一种能够提高熔敷速率，又不使焊接接头性能变差的高效焊接技术。
基本做法是在坡口中预先铺放一层金属粉末（或金属细粒、切断的短焊丝等），然后进行埋弧焊。
国外从60年代末期至今一直在研究、开发和应用这种技术，已研究了系列合金粉末、焊剂和合金粉末添加装置，广泛用于造船、压力容器、重型机器、桥梁、建筑和海洋石油平台等领域[9]。
董克权与黎剑锋用仿真方法确定25钢的双丝埋弧焊焊接工艺参数，建立ANSYS仿真的有限元模型。
采用双椭球形热源模型对焊接过程进行仿真，求出了正、背两面焊接在一系列总热输入作用下的熔深，然后根据正背两面焊接熔深的要求优选了两组焊接工艺参数，最后以选定的焊接工艺参数进行焊接试验。
试验结果表明，焊接质量优良。
用有限元仿真确定焊接参数可有效减少试验次数，缩短生产周期，节省人力和物力[10]。
另外近年来，在我国还出现了一种钢筋的新的焊接方法，即竖向钢筋电弧——电渣压力焊。
与以前的钢筋搭接手工电弧焊法相比，可节约钢材15%以上，生产率大大提高，焊接材料消耗费用也有所降低，确有取代后者的发展趋势，应用日益广泛[11]。
该方法主要使用熔炼焊剂，它起到维弧、电渣加热、金属凝固模体等作用。
目前我国熔炼焊剂的五分之一左右用于竖向钢筋的焊接[12]。
1.4实验研究内容及意义
1.4.1研究意义
Q235钢材和埋弧焊技术应用广泛，而且常常搭配在一起使用，对Q235埋弧焊接头组织和冲击韧性研究有利于提高其焊接质量及能源和焊材的使用效率，有助于缩短我国与国外同行业间的技术差距，减少能源和矿产资源的浪费，推动产业现代化。
1.4.2主要研究内容
查阅相关文献，了解埋弧焊工艺及原理，了解冲击韧性试验原理，对低碳钢埋弧焊相关知识有一定了解，选择合理的焊材与实验工艺参数。
使用不同的焊接工艺参数搭配不同的焊剂对Q235进行埋弧自动焊，对采用不同工艺及焊剂所得的焊缝分别进行金相显微分析，观察焊缝组织，并用冲击实验进行焊缝性能测试，分析其断口形貌特征。
最后对比分析各组实验结果并得出结论。
2实验材料、设备及方法
2.1实验材料
实验材料为Q235B普通碳素钢板材（300mm×300mm×10mm），使用的焊丝牌号H08MnA，焊丝直径Φ4mm，焊剂牌号：
HJ431酸性熔炼焊剂；SJ101碱性烧结焊剂，成分为SiO2+TiO2（20~30wt.%），CaO+MgO（25~35wt.%），Al2O3+MnO（15~30wt.%），CaF2（15~25wt.%），S≤0.06，P≤0.08。
板材、焊丝及焊剂的化学成分如表2.1、表2.2和表2.3所示[13]。
实验前需采用铣床将Q235B板材切成100mm×50mm的小块以备焊接时使用。
采用紫铜板材（200mm×50mm×25mm）做焊接垫板，同样使用铣床加工成如图2.1所示的尺寸。
表2.1母材化学成分（wt.%）
牌号
C
Mn
Si
S
P
Fe
Q235B
0.12~0.20%
0.30~0.67
≤0.30
≤0.045
≤0.045
bal.
表2.2焊丝化学成分（wt.%）
牌号
C
Mn
Si
Cr
Ni
Cu
S
P
Fe
H08MnA
≤0.10
0.35~0.60
≤0.03
≤0.20
≤0.30
≤0.20
≤0.03
≤0.03
bal.
表2.3焊剂化学成分（wt.%）
焊剂牌号
SiO2
CaF2
CaO
MgO
MnO
Al2O3
FeO
S≤
P≤
HJ431
40~44
3~7
≤8
5~8
32~38
≤6
≤1.8
0.06
0.08
图2.1铜垫板截面图（单位：
mm）
2.2实验设备
本实验中所需的实验设备有：
立卧铣床、自动埋弧焊焊机、铜垫板、鼓风式烘干箱、数字冲击韧性试验机、电火花线切割机、金相显微镜、扫描电子显微镜、数字显微硬度计、4%硝酸酒精溶液、抛光机及砂纸。
各仪器在实验过程中的作用分别如下：
立卧铣床：
用于加工焊件、垫板和冲击试样；
自动埋弧焊焊机（如图2.2所示）：
用于焊接焊件；
铜垫板：
用于承接焊液和导热；
鼓风式烘干箱:
用于焊前烘干焊丝；
数字冲击韧性试验机（如图2.3所示）：
用于测试焊件在冲击载荷下的韧性；
电火花线切割机：
用于加工冲击试样的夏比U型缺口；
金相显微镜：
用于观察和拍摄焊件的微观组织结构；
扫描电子显微镜：
用于观察和拍摄冲击试样断口处的形貌特征；
数字显微硬度计（如图2.4所示）：
用于测试焊件不同组织处的硬度；
抛光机：
用于抛光金相试样；
砂纸：
用于打磨金相试样和焊前手工清理铁锈。
图2.2自动埋弧焊焊机图2.3数字冲击韧性试验机
图2.4数字显微硬度计
2.3实验方法和过程
2.3.1实验方法
焊接装配如图2.5所示。
开始采用的是单面焊双面成型工艺，装配间隙4mm,焊接电流取750A、800A和850A三个参数，电压采用40V，结果出现了焊不透的现象如图2.6和图2.7所示，焊件背面无法成型。
受实验设备所限，经多次试验依然如此。
研究决定改用预留间隙双面焊工艺。
区别于单面焊双面成型工艺该工艺需在焊件正反两面各焊接一次，正面焊接后必须用角磨机对背面进行清根处理，其具体工艺参数详见表2.4[14]。
图2.5焊接装配示意图
图2.6焊件正面图2.7焊件没有焊透，背面无法成型
表2.4自动埋弧焊工艺参数
试件材料
编号
焊剂种类
装配间隙（mm）
焊丝直径（mm）
焊接电流（A）
电弧电压（V）
焊接速度（m/h）
Q235B
1#
SJ101
2
4
550
24
27.5
2#
2
4
600
24
27.5
3#
HJ431
2
4
550
24
27.5
4#
2
4
600
24
27.5
2.3.2实验过程
（1）焊前准备
用砂纸手工去除焊件表面的铁锈，到露出光鲜的金属面为止。
再用丙酮溶液去除焊件表面的油污。
埋弧焊用的焊丝和焊剂对焊缝金属的成分、组织和性能影响极大。
因此焊接前必须清除焊丝表面的氧化皮、铁锈及油污等。
焊剂保存时要注意防潮，使用前必须按规定的温度烘干待用，SJ101碱性焊剂350℃保温2小时，HJ431酸性熔炼焊剂250℃保温2小时。
（2）焊接
首先使用手工电弧焊将待焊的两板材端部进行定位焊，以确保焊缝装配间隙为2mm。
再按如图2.5所示组装焊件。
开启焊机电源，如表2.4所示调整焊接电流与电压。
启动模拟焊接，确保焊缝与焊丝移动路径在一条直线上。
调整焊丝伸出量，使之与焊件相接触。
最后加注焊剂，开始焊接。
焊后清除正面渣壳，背面进行清根处理，然后翻过来按上述调试方法焊接背面。
（3）制备试样
使用铣床加工出7mm×7mm×55mm的冲击试样，使其中心位于焊缝中心和母材上，如图2.8所示，余料留作制备金相试样之用。
然后使用电火花线切割机在切好的冲击件上切出夏比U型缺口，如图2.9所示。
图2.8冲击试样截取位置示意图
图2.9冲击试样加工尺寸图
（4）冲击试验
本试验在室温20℃下进行，首先放下摆锤清零，输入实验条件，然后取摆，使用专用钳子摆放试样，使其缺口背对摆锤，最后启动摆锤冲击试样。
（5）观察并拍摄冲击断口形貌
取1#件和3#件的冲击试样，截取距断口8mm的一段试样，将截取面磨平用以制备扫描电镜试样。
使用扫描电镜观察并拍摄冲击断口的宏观和微观形貌。
（6）制备、观察并拍摄金相组织
首先使用砂纸打磨相面，依次使用250号、400号、600号、800号、1000号、金相砂纸，以所有划痕都朝向一个方向为准，将试样旋转90度换用下一标号砂纸打磨。
然后使用抛光机配合Cr2O3抛光剂抛光试样，至金相显微镜下看不到明显划痕为止。
最后使用4%的硝酸酒精溶液腐蚀2秒钟，洗净烘干后用金相显微镜观察并拍摄试样的微光组织结构。
（7）测量显微硬度
首先要对金相试样底面进行打磨使之水平，以减少由试样不平所带来的误差。
开启电源，选择维氏显微硬度模式，将载荷调整到200g，在显微镜下将两个标尺重合并清零，然后按照显微硬度计的使用说明书测量各试样焊缝、熔合线、热影响区和母材的显微硬度。
3实验结果与分析
3.1接头宏观形貌
经测量4个焊件的焊缝外观形状尺寸均在允许范围内，焊接质量达到合格以上，具体为埋弧焊I型焊缝，焊缝余高0~3mm，b＋8mm≤焊缝宽度≤b＋28mm（b为实际装配值）[15]。
1#、2#件使用碱性焊剂，焊缝表面通体呈灰白色，纹理疏松宽大，而且还存在着渣壳留下的凹坑；3#、4#件使用酸性焊剂，焊缝表面通体呈光亮的银白色，纹理紧密细致，且较为平整；由此可见酸性焊剂的表面成形性要优于碱性焊剂。
对比1#、3#件小电流件与2#、4#件大电流件可发现：
随电流增大焊缝宽度明显增加。
另外，值得一提的是碱性焊剂的渣壳轻轻一敲就能脱落，而酸性焊剂的渣壳脱离其来就相对困难一些。
3.2接头冲击韧性
3.2.1冲击韧性值结果与分析
接头冲击韧性试验结果详见表3.1。
表3.1冲击韧性试验结果
编号
冲击吸收功（J）
冲击韧性（J/cm2）
1#
39.253
108.405
53.871
148.774
2#
55.686
153.786
56.066
154.834
3#
37.061
102.350
34.044
94.018
4#
41.448
114.464
40.805
112.691
母材
59.665
164.776
56.547
156.164
从表3.1可以看出：
（1）母材的冲击韧性高于焊缝；
（2）2#件的冲击韧性大于1#件，4#件的冲击韧性大于3#件，即相同焊剂下采用大电流的焊缝的韧性较好；
（3）1#件的冲击韧性大于3#件，2#件的冲击韧性大于4#件，即相同电流下使用碱性焊剂的焊缝的韧性较好。
电流适中的情况下碱性焊剂焊缝的冲击韧性能接近母材。
3.2.2断口形貌特征与分析
对550A电流下的酸、碱性焊缝冲击断口进行形貌观察如图3.1所示，可以看出总体上断口呈灰暗色泽，碱性焊剂焊缝断口边缘处可观察到明显的剪切唇。
酸性焊剂焊缝断口未见明显的剪切唇。
图3.1冲击断口宏观形貌：
a-1#，b-3#
图3.2为两种材料的冲击断口显微形貌，由图可以看出1#件断口形貌以韧窝为主，韧窝的边缘类似尖棱，故亮度较大，韧窝底部比较平坦，图像亮度较低。
有些韧窝的中心部位有第二相较颗粒，由于小颗粒的尺寸很小，入射电子束能在其表面激发出较多的二次电子，所以这种颗粒往往是比较亮的。
韧窝断口是穿晶韧性断裂。
相当对于1#件，3#件的断口主要以解理断口为主，同时存在着少量韧窝，解理裂纹从一个晶粒扩展到相邻晶粒内部时，在晶界处（过界时）开始形成河流花样（解理台阶）。
解理断裂是一种沿着某特定的晶体学晶面产生的穿晶脆性断裂[16]。
图3.2冲击断口微观形貌（距U型缺口较近）：
a-1#，b-3#
在距离U型缺口稍远的位置如图3.3所示。
1#件的韧窝尺寸有所减小，同时密度大大增加；相比较而言3#件中的韧窝较为稀疏，尺寸也较1#件偏大，同时其河流花样变得更加明显。
由此认为在相同电流下，采用碱性焊剂的1#件其冲击断裂的微观机理为穿晶韧性断裂，而采用酸性焊剂的3#件其冲击断裂的微观机理为穿晶韧性断裂与穿晶脆性断裂同时存在的混合型断裂。
图3.3冲击断口微观形貌（距U型缺口较远）：
a-1#，b-3#
3.3显微硬度结果及分析
显微硬度结果如表3.2所示，经Origin6.1处理后可得图3.4如下：
图3.4显微硬度结果：
a-1#，b-2#，c-3#，d-4#
首先要说明的是6号点位于熔合线附近，11号点开始进入母材区。
2#件问题较多先从它说起。
首先1、2点相对于其它件硬度较大，仔细观察发现在直到熔合线
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