半熔化区较窄，处于液相线与固相线之间，二保焊机处于半熔化状态，即液固共存，其中紧靠熔合区的一部分铸铁以重新熔化成液体，紧靠热影响区的另一部分铸铁通过石墨片中的碳与扩散作用，转变为诶被碳所饱和的奥氏体。
由于电弧焊过程中，该区加热非常快，故可能有些石墨片中的碳未能向四周扩散完，成为细小片残留。此去冷却速度最快，故液态铸铁在共晶转变温度区间转变成莱氏体，即共晶渗碳体加高温故相奥氏体。继续冷却，则为碳所饱和的奥氏体析出二次渗碳体。
当冷却至共析温度转变区间，已析出二次渗碳体后的奥氏体，二保焊机转变为珠光体，最后得到的是珠光体加一次和二次渗碳体的白口组织。而进口冷金属工件一侧的奥氏体，由于快速冷却，容易转变为马氏体，出现淬硬倾向。
在采用熔化焊时，除冷却速度对该区焊后组织有重要影响外，焊缝区的化学成分对半熔化区的组织及宽二保焊机度有重要影响。因该二区都曾处于高温且紧密相连，能进行一定的扩散。
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