Дефекты микроструктуры выявляют с помощью макро и микрошлифов, при изучении которых особое внимание нужно уделять околошовной зоне сварного шва.

Большая часть выделяемого при сварке тепла удаляется в свариваемый металл через околошовные участки. Характер распространения тепла практически одинаков при всех методах сварки.

Часть металла около шва, которая подвергалась нагреву, в результате чего произошло изменение структуры и свойств ( или только свойств ) основного металла, называют зоной термического влияния.  

Околошовная зона является обязательным спутником шва при всех видах электрической сварки плавлением. Ширина ее изменяется от 8 до 30 мм в зависимости от способа и режима сварки, состава и толщины основного металла.

При сварке низкоуглеродистых сталей различают следующие структурные участки в зоне термического влияния.

Первый участок зоны примыкает непосредственно к месту шва. Основной металл на этом участке находится в твердо -жидком состоянии. Здесь и происходит собственно сварка, т.е. формирование кристаллитов шва на частично сплавленных зернах основного металла. Участок имеет 0,1-0,4 мм в ширину. Свойства этого участка во многих случаях определяют качество сварного соединения.

Второй участок околошовной зоны, получивший название участка перегрева ( участка крупного зерна ), включает металл, нагретый до температуры примерно 1200° до температуры плавления. Металл на этом участке претерпевает аллотропические превращения.  Характер вторичной структуры металла на этом участке зависит от его состава и термического цикла сварки. В тех случаях, когда перегрев сочетается с последующей закалкой, местами на втором участке околошовной зоны обладает худшими свойствами ( меньшая пластичность, меньшая стойкость против перехода в хрупкое состояние ), чем основной металл вне зоны термического влияния.

Задача выбора рациональной технологии сварки сводится в первую очередь к обеспечению наименьшего ухудшения свойств металла на этом участке. Ширина второго участка изменяется от 1 до 3 мм.

Третий участок околошовной зоны – участок перекристаллизации

( нормализации ). Он включает металл, приобретший в процессе нагрева полностью аустенитную структуру.

Благодаря перекристаллизации при нагреве и охлаждении происходит значительное изменение зерен металла, что способствует получению высоких механических свойств. Ширина третьего участка в зависимости от вида и режима сварки изменяется от 1,2 до 4,0 мм.

Четвертый участок – участок неполной перекристаллизации включает часть металла, нагретого от 725 до 900°. Металл подвергается в процессе нагрева и охлаждения только частичной перекристаллизации. Структура стали, прошедшей частичную перекристаллизацию, весьма своеобразна. В ней наряду со старыми, более крупными зернами феррита, не подвергавшимся перекристаллизации, появляются новые, более мелкие зерна феррита и  перлита, прошедшие перекристаллизацию. Механические свойства такой смешанной структуры невысоки.

Участок рекристаллизации представляет собой температурный интервал (450 - 725˚ ), в котором происходит рекристаллизация зерен феррита и их обломков, образовавшихся в результате предварительной пластической деформации. Структура такого участка состоит из равноосных зерен феррита и перлита, в то время как основной металл имеет структуру в виде вытянутых неравноосных кристаллических обломков.

Далее расположен участок, нагретый до температуры около 100˚ до температуры 500°. Этот участок в процессе сварки не претерпевает видимых структурных изменений. Однако при сварке низкоуглеродистых сталей, содержащих повышенное количество газов, на узком участке, нагретом до температуры 100-300°, наблюдается резкое падение ударной вязкости, оно вызвано, вероятно, старением металла после холодной деформации.

Так как этот участок расположен вне зоны концентрации напряжений, наличие его в большинстве случаев не представляет непосредственной опасности для работоспособности конструкции.

Следовательно, изменение структуры в участках зоны термического влияния приводит в большинстве случаев к ухудшению механических свойств металла. Поэтому возможные изменения структуры в околошовной зоне следует учитывать при проведении сварочного процесса и принимать меры для получения более благоприятных структур или смягчения данной структуры.

Для каждого сварочного изделия разрабатывают наиболее рациональную технологию сварки, иногда довольно сложную – с применением подогрева, термической обработки и других операций.