堆焊修复焊丝的一次结晶组织是指焊缝金属从液态凝固结成固态时形成的组织。这种结晶组织的特点对堆焊修复焊丝焊缝的力学性能，特别是冲击韧度以及热裂倾向有着重大的影响。未经热处理的堆焊修复焊丝焊缝一次结晶组织的特点：
（1）联生结晶长大
焊缝初次结晶的晶粒与熔合线附近母材的晶粒相连接。也就是说，堆焊修复焊丝的焊缝金属凝固时，晶粒是以下列方式形成的，液态金属以与其相接触的母材固态晶粒为晶核而结晶长大，并联生成一个完整的晶体。
（2）柱状晶
焊接熔池的快速冷却促使了快速结晶而形成方向性很明显的柱状晶体。这种晶体的尺寸较大，其增长方向与散热方向平行。
（3）等轴晶
当焊接熔池的体积较大、冷却速度较低的条件下，焊接熔池的中心部位由于各方向的冷却速度大致相同，使晶体朝多方向成长而形成所谓的等轴晶体。堆焊修复焊丝在电渣焊焊缝中，由于具备了上述结晶条件，在其中心部位，常可观察到这种等轴晶体。
（4）初次结晶的显微偏析
焊接熔池的快速凝固必然造成不平衡的结晶条件，并导致初次结晶中化学元素的显微偏析。这是因为在结晶过程中，总是纯度较高的液态金属由于熔点较高而首先结晶，随着晶体主干的形成和长大，富集杂质元素的液体金属，由于熔点较低被正在成长的晶体排挤到相邻晶体之间或相对成长的二排晶体之间。低熔点相较终在这些部位凝固，并在柱状晶体的相交处形成脆弱面。这在很大程度上降低了堆焊修复焊丝焊缝的力学性能，并为焊缝金属的显微裂纹和宏观裂纹提供了形成的条件。
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