This paper proposes the temper bead welding (TBW) technique as an alternative to post-weld heat treatment (PWHT) by varying the polarity between the deposited layers while other welding variables remain the same. The work was conducted to study the effect of changing welding polarities using the shielded metal arc welding (SMAW) process on microstructure, microhardness, grain size, weld bead geometry and distortion of low carbon steel AISI 1020. The results show that higher heat input, larger heat affected zone (HAZ) and higher distortion was noticed when applying DC- polarity. It was also found that welding using the DC + polarity produced higher concentration of pearlite structure in all regions of the weld when compared with DC- polarity. The amount of pearlite structure decreased with increasing the heat input when using DC- polarity. In addition, high heat input and slow cooling rate would lead to a greater tendency for formation of ferrite structure from the grain boundaries than pearlite. Analysis of the test results showed that there is a marked decrease in hardness in the HAZ and weld zone regions in both DL cases as some of the weld passes would have been partially tempered by subsequent passes. Samples welded using the DC + polarity showed an overall higher hardness value, smaller grain size and preferable weld bead geometry in comparison with the DC- polarity. It can be concluded that for efficient tempering, the additional layers should be welded using DC- polarity since the heat distribution is larger and thus can temper the underneath layers adequately.

本文提出了回火焊道 (TBW) 技术作为焊后热处理 (PWHT) 的替代方法，通过改变熔敷层之间的极性而其他焊接变量保持不变。开展这项工作是为了研究使用保护金属电弧焊 (SMAW) 工艺改变焊接极性对低碳钢 AISI 1020 的微观结构、显微硬度、晶粒尺寸、焊道几何形状和变形的影响。结果表明，较高的热输入，当应用直流极性时，注意到更大的热影响区 (HAZ) 和更高的失真。还发现与 DC- 极性相比，使用 DC+ 极性的焊接在焊缝的所有区域产生更高浓度的珠光体结构。当使用直流极性时，珠光体结构的数量随着热量输入的增加而减少。此外，与珠光体相比，高热量输入和缓慢冷却速度会导致从晶界形成铁素体结构的趋势更大。测试结果分析表明，在两种 DL 情况下，HAZ 和焊缝区域的硬度都显着降低，因为一些焊道会被后续焊道部分回火。与 DC- 极性相比，使用 DC + 极性焊接的样品显示出整体更高的硬度值、更小的晶粒尺寸和更好的焊缝几何形状。可以得出结论，为了有效回火，附加层应使用直流极性焊接，因为热量分布更大，因此可以充分回火底层。与珠光体相比，高热量输入和缓慢冷却速度将导致从晶界形成铁素体结构的趋势更大。测试结果分析表明，在两种 DL 情况下，HAZ 和焊缝区域的硬度都显着降低，因为一些焊道会被后续焊道部分回火。与 DC- 极性相比，使用 DC + 极性焊接的样品显示出整体更高的硬度值、更小的晶粒尺寸和更好的焊缝几何形状。可以得出结论，为了有效回火，附加层应使用直流极性焊接，因为热量分布更大，因此可以充分回火底层。与珠光体相比，高热量输入和缓慢冷却速度将导致从晶界形成铁素体结构的趋势更大。测试结果分析表明，在两种 DL 情况下，HAZ 和焊缝区域的硬度都显着降低，因为一些焊道会被后续焊道部分回火。与 DC- 极性相比，使用 DC + 极性焊接的样品显示出整体更高的硬度值、更小的晶粒尺寸和更好的焊缝几何形状。可以得出结论，为了有效回火，附加层应使用直流极性焊接，因为热量分布更大，因此可以充分回火底层。测试结果分析表明，在两种 DL 情况下，HAZ 和焊缝区域的硬度都显着降低，因为一些焊道会被后续焊道部分回火。与 DC- 极性相比，使用 DC + 极性焊接的样品显示出整体更高的硬度值、更小的晶粒尺寸和更好的焊缝几何形状。可以得出结论，为了有效回火，附加层应使用直流极性焊接，因为热量分布更大，因此可以充分回火底层。测试结果分析表明，在两种 DL 情况下，HAZ 和焊缝区域的硬度都显着降低，因为一些焊道会被后续焊道部分回火。与 DC- 极性相比，使用 DC + 极性焊接的样品显示出整体更高的硬度值、更小的晶粒尺寸和更好的焊缝几何形状。可以得出结论，为了有效回火，附加层应使用直流极性焊接，因为热量分布更大，因此可以充分回火底层。与 DC 极性相比，晶粒尺寸更小，焊道几何形状更佳。可以得出结论，为了有效回火，附加层应使用直流极性焊接，因为热量分布更大，因此可以充分回火底层。与 DC 极性相比，晶粒尺寸更小，焊道几何形状更佳。可以得出结论，为了有效回火，附加层应使用直流极性焊接，因为热量分布更大，因此可以充分回火底层。