图1为焊缝中心→近中心区→边缘区的组织分布，由图1(a)可以看出，焊缝中心主要为等轴晶分布，近中心区为胞状晶与树枝晶的混合组织。由图1(b)可知，在靠近热影响区的边缘区为少量的胞状晶。

在进行激光焊接时，激光束与基材作用时间短，当光束移开后，熔池金属迅速冷却，然后快速凝固。在靠近熔池边缘，由于与母材接触，液态金属的结晶速度比熔池中心大，这样使焊缝金属生成胞状晶。在近中心区，由于温度梯度没有边缘区高，成份过冷度大，导致该区焊缝金属多数按树枝晶长大。而在焊缝中心区域，熔池金属温度梯度很小，熔池中未熔化的悬浮质点为非自发形核的现成凝固表面，这些晶粒不受其他散热条件的影响，可以自由生长，促使焊缝形成等轴晶[2-5]。

2.2热影响区金相组织

图2热影响区的组织 500×

图2为焊接热影响区组织，由图2(a)可见：焊接的热影响区粗晶区主要是由针状马氏体组成，这是由于在靠近熔合线附近，温度在1350 oC，奥氏体晶粒明显长大，快速冷却后转变成了粗大的高碳针状马氏体。

由图2(b)可见，相变重合区主要是由较为细小的针状马氏体组成，这是因为，在这个区域，焊接时的温度在950 oC，奥氏体晶粒来不及长大，冷却速度没有熔合线附近快，冷却后转变成为细小的针状马氏体+铁素体+下贝氏体组织。

在相变不完全重合区，由于峰值温度在800 oC，而且Ac1以上时间短，只有部分组织奥氏体化，冷却后转变为细小针状马氏体+铁素体+上贝氏体+下贝氏体组织，如图2(c)所示。

2.3 ΧRD衍射分析

图3为3号试样的XRD衍射图谱。由衍射结果可以看出，焊接接头相组成除了基体相α—Fe外，还有Fe3C、FeSi等相。由于α—Fe的硬度较低，而Fe3C和FeSi的硬度比较高，这些相的存在，可以保证焊接区有良好的强韧性配合。

图3 焊接接头的 ΧRD衍射结果

2.4 显微硬度分析

图4 焊接接头的显微硬度曲线

三种焊接工艺的焊缝接头的硬度分布曲线从图4可以看出其硬度分布曲线的走向成三个明显的区域：一是中间突起的平台区域，这是焊缝区域，平均硬度为HV710，其硬度值要明显高于其他区域;二是从平台区域往两边各有一个斜率较大的坡度，说明硬度值在这个区域有一个明显的锐减，这部分是焊接热影响区，从上面的组织分析可以看出这部分还是有马氏体和贝氏体存在.所以硬度值还是比较高的;第三区又是一个硬度平台，这是基材组织，平均硬度为HV230左右。

3 小结

(1) 65Mn钢经激光焊接后，焊接区的组织发生了较大的变化，焊缝区组织依次为细小等轴晶→枝状晶→胞状晶。热影响区粗晶区为粗大的针状马氏体，相变重合区为细小针状马氏体+铁素体+下贝氏体，不完全相变重合区为针状马氏体+铁素体+上贝氏体+下贝氏体组织。

(2)焊接接头的基体相为α—Fe，其上分布有结晶析出的Fe3C、FeSi等相。

(3)焊接接头的硬度分布规律为：焊缝区域平均硬度最大，平均为HV710，在焊缝与热影响结合区达到最高值为HV770，从热影响区到基材硬度明显下降。