熔池金屬由液態轉變為固態的過程，稱焊接熔池的一次結晶，即熔池的凝固過程。焊接熔池的一次結晶具有下列特點：
   1)熔池的體積小，冷卻速度大。弧焊時，熔池體積一般不超過30cm3，液態金屬的重量不超過200g，與鑄錠無法相比。加之受周圍冷金屬包圍.故冷卻速度極大，可達100℃/s，導致出現淬硬組織和結晶裂紋的可能性增大。
   2)熔池中的液態金屬處于過熱狀態。鋼材焊接時熔池平均溫度達(1770±100)℃，超過母材熔點，不僅使冶金反應更激烈，而且導致合金元素的燒損。
   3)熔池的結晶過程始終處于運動狀態，且熔化與結晶過程是同步進行的，呈現出熔池的前半部尚在熔化中，而后半部已開始結晶的特殊現象。此外，熔池還不時處 于電弧攪動，氣流于擾和熔滴過渡的沖擊。這種動態結晶過程，增加了結晶過程的復雜性，但卻有利于熔池中氣體和雜質的排除，得到較為純凈和致密的焊縫。
   4)熔池的結晶速度取決子電弧停留時間和散熱條件。電弧停留時間愈短(意味著焊接速度愈快)，熔池散熱條件愈好，則結晶速度愈快，所得晶粒也就愈細，反之亦然。
   5)熔池的一次結晶存在偏析現象。由于冷卻條件的不平衡，在同一晶核周圍的液體金屬仍存在結晶次序的先后，再加上結晶過程中熔池受熱的周期性變化，導致晶 體成長速率的周期性改變，結果造成了熔池結晶后成分的不均勻性，即謂之“偏析”。熔池的一次結晶過程可采取如下措施以改善焊接熔池的一次結晶：
    1)進行變質處理，以細化晶粒。
    2)振動緒晶。在熔池結晶時施加低頻機械振動、高頻超聲振動或電磁振動，有擊碎柱狀晶從而細化晶粒的作用。
    3)控制焊接熱輸入。調整焊接參數(如適當減小焊接電流和電弧電壓、加快焊接速度)，可有效地減小晶粒尺寸，可獲得較細的焊縫一次結晶組織。
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