在合金中的溶质浓度C0不变时，晶化速度R越快，晶型从平面晶过渡到胞状晶、树枝状晶体，最后得到等轴晶。当溶质浓度C0、结晶速度R达到一定时，随液相温度梯度的增大，精密的20号碳钢管结晶形态的演化方向正好相反，由等轴晶、枝晶逐渐向平面晶转变。

以上研究结果对于分析精密的20号碳钢管焊缝金属凝固结晶组织、改善焊缝金属性能、防止缺陷等都具有重要的指导作用，具有重要的指导意义。1.精密的20号碳钢管焊缝实际结晶形态焊接熔池中成分过冷的情况因焊缝部位不同而产生不同的焊缝结晶形态。因精密的20号碳钢管熔池边界温度梯度G大，结晶速率R较小，组分过冷接近于零，从而形成了平面晶。

从熔融界面到精密的20号碳钢管焊缝中心过渡，温度梯度G逐渐减小，结晶速度逐渐增大，晶型由平面晶型变为胞状晶、胞状枝晶，一直到等轴晶的方向发展。根据20号高精密钢管焊接凝固组织的金相观察，上述晶型有明显的变化趋势。由于精密的20号碳钢管的化学成分、厚度和接缝形式的不同，实际焊缝不一定具有上述全部结晶形态。

从数据可以看出，纯度为99.99%(质量分数)的铝焊接在熔接线附近为平面晶体；精密的20号碳钢管焊接中心为细胞晶体；纯度为99.6%(质量分数)的铝焊接出现细胞枝结晶，等轴结晶可以出现在焊接中心。

2. 精密的20号碳钢管焊接参数对熔池结晶形貌的影响(1)焊接电流的影响。在较小的电流条件下，精密的20号碳钢管焊缝形成胞状组织；当电流增大时，产生胞状枝晶；电流继续增大，出现较粗的胞状树枝晶。(2)随着焊接速度的提高，熔池中心的温度梯度会大大降低。在快速焊接过程中，精密钢管20号焊缝中心经常出现大量等轴晶体；低速焊接时，熔线附近出现细胞晶体，焊缝中心出现细胞晶体。

精密的20号碳钢管焊接接头化学成分不均匀性在熔池结晶过程中，由于冷却速度过快，熔池金属中的化学成分未扩散，精密20号碳钢管合金元素分布不均匀，熔池金属凝固后出现偏析。此外，熔合区焊缝边界处还存在明显的化学成分不均匀，这是焊接接头的薄弱部位。1.焊缝内的化学成分不均匀性，熔池金属在结晶过程中因未及时扩散而显示出化学成分不均匀。

举例来说，在低碳钢焊缝晶界，碳素含量略高于焊缝平均碳含量，称为晶界偏析，属于微观偏析。这将影响焊缝的组织性能，严重时会导致20号高精密无缝钢管焊接裂纹。