奥林巴斯体视显微镜SZ61观察熔深焊接样品

使用奥林巴斯体视显微镜 SZ61 观察熔深焊接样品，需结合其格里诺光学系统的大景深、高对比度特性，以及焊接样品的金相分析需求。以下为针对性操作指南与分析要点：

一、样品制备：确保熔深清晰呈现

取样与切割

沿焊缝垂直方向取样（推荐等离子切割），保留焊缝中心及热影响区，避免边缘变形。

标记焊缝编号（如 “焊缝 1-3 点位置"），确保后续测量可追溯。

研磨抛光

粗磨：使用 240# 砂纸去除切割毛刺，至焊缝截面平整（注意避免过热导致组织变化）。

精磨：依次换用 800#、1200#、2000# 砂纸，每级旋转 90° 打磨，直至无明显划痕。

抛光：使用 0.5μm 金刚石喷雾，在呢绒布上抛光至镜面（焊缝与母材界限模糊时停止，避免过度抛光）。

化学腐蚀

碳钢 / 低合金钢：4% 硝酸酒精溶液擦拭 5-10 秒，至焊缝熔合线清晰显现（腐蚀不足可用棉签轻擦）。

不锈钢：10% 草酸电解腐蚀（DC 电压 6V，时间 10-15 秒），突出晶粒边界。

关键：腐蚀后立即酒精冲洗并吹干，防止氧化干扰观察。

二、SZ61 显微镜参数设置：优化熔深观察

光路与照明

模式选择：反射光（SZ2-ILLC 同轴光源）为主，斜射光（侧光角度 30°-45°）辅助增强立体感（适合凹凸焊缝）。

亮度调节：LED 光源强度 50%-70%（过亮易反光，过暗丢失细节），开启自动白平衡（避免色彩偏差）。

景深利用：低倍（6.7×-10×）下景深达 20mm，可快速定位焊缝整体；高倍（20×-45×）时微调焦，逐层观察熔合线细节。

放大倍率策略

初筛：10× 目镜 + 0.5× 辅助物镜（总 6.7×-45×），全景观察焊缝轮廓、咬边缺陷。

精测：切换 15× 目镜（总 10×-67.5×），配合 2× 辅助物镜（总 20×-135×），聚焦熔合线与母材交界处（需注意高倍景深变浅，需缓慢微调）。

测量校准

加载目镜测微尺，通过载物台标准尺校准（10× 下 1 格 = 10μm）。

软件测量：使用 SZ61TR 的点线测量功能，在熔合线最深处（母材熔化低点）垂直测量熔深值（精度 ±5μm）。

三、分区域观察要点：熔深分析的核心

焊缝宏观形态

熔宽 / 熔深比：低倍下测量焊缝宽度（W）与熔深（D），理想 D/W≈0.5-0.7（过小易未熔合，过大易烧穿）。

焊趾角度：观察焊缝与母材过渡区，锐角（＜90°）提示咬边，需记录位置与深度。

熔合线细节

锯齿状边界：高倍（40× 以上）下观察熔合线锯齿形态，锯齿越深（如＞200μm），表示热输入合适，冶金结合良好。

未熔合判定：若熔合线平直且有明显黑线，可能为未熔合缺陷，需结合腐蚀程度确认。

热影响区（HAZ）

观察 HAZ 宽度（低碳钢约 2-4mm），晶粒粗细变化（粗晶区提示过热，需关注硬度）。

裂纹检测：斜光照射下，HAZ 细微裂纹会因反光呈现亮线，需与磨痕区分（磨痕方向单一，裂纹呈树枝状）。

四、操作技巧与注意事项

快速定位法

先用手机微距拍摄样品整体，标记焊缝位置，导入显微镜软件作为参考图，减少寻像时间。

避免伪像干扰

抛光痕：若视野出现平行亮线，需检查抛光布是否污染，或补抛 1-2 分钟。

腐蚀不均：局部过腐蚀区域呈暗黑色，可用细砂纸轻磨后重新腐蚀。

安全与维护

切割时佩戴护目镜，腐蚀剂使用橡胶手套（硝酸酒精需通风）。

每次使用后清洁载物台，避免金属碎屑划伤物镜（SZ61 工作距离 110mm，需注意样品高度）。

五、典型案例：低碳钢焊缝熔深测量

样品：Q235 钢对接焊缝，电流 180A，速度 30cm/min。

观察：15× 目镜 + 1× 物镜（总 22.5×），熔合线呈波浪状，母材熔化深度 2.8mm（符合 AWS D1.1 标准≥2.5mm）。

结论：热输入合适，熔深达标，HAZ 无裂纹，焊接质量合格。

通过以上流程，SZ61 的大景深与精准色彩还原能力可有效支撑熔深焊接样品的定性（缺陷识别）与定量（熔深测量）分析，满足工业质检与工艺优化需求。