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焊接裂紋是焊接件中最常見的一種嚴(yán)重缺陷。在焊接應(yīng)力及其他致脆因素共同作用下，焊接接頭中局部地區(qū)的金屬原子結(jié)合力遭到破壞而形成的新界面所產(chǎn)生的縫隙。它具有尖銳的缺口和大的長寬比的特征。
焊接裂紋主要分為熱裂紋、冷裂紋、再熱裂紋、層狀撕裂。

1.熱裂紋     

多產(chǎn)生于接近固相線的高溫下，有沿晶界（見界面）分布的特征；但有時也能在低于固相線的溫度下，沿“多邊形化邊界”形成。熱裂紋通常多產(chǎn)生于焊縫金屬內(nèi)，但也可能形成在焊接熔合線附近的被焊金屬（母材）內(nèi)。按其形成過程的特點，又可分為下述三種情況。

液化裂紋：主要產(chǎn)生于焊縫熔合線附近的母材中，有時也產(chǎn)生于多層焊的先施焊的焊道內(nèi)。形成原因是由于在焊接熱的作用下，焊縫熔合線外側(cè)金屬內(nèi)產(chǎn)生沿晶界的局部熔化，以及在隨后冷卻收縮時引起的沿晶界液化層開裂。造成這種裂紋的情況有二：一是材料晶粒邊界有較多的低熔點物質(zhì)；另一種是由于迅速加熱，使某些金屬化合物分解而又來不及擴(kuò)散，致局部晶界出現(xiàn)一些合金元素的富集甚至達(dá)到共晶成分。防止這類裂紋的原則為嚴(yán)格控制雜質(zhì)含量，合理選用焊接材料，盡量減少焊接熱的作用。

多邊化裂紋：是在低于固相線溫度下形成的。其特點是沿“多邊形化邊界”分布，與一次結(jié)晶晶界無明顯關(guān)系；易產(chǎn)生于單相奧氏體金屬中。這種現(xiàn)象可解釋為由于焊接的高溫過熱和不平衡的結(jié)晶條件，使晶體內(nèi)形成大量的空位和位錯，在一定的溫度、應(yīng)力作用下排列成亞晶界（多邊形化晶界），當(dāng)此晶界與有害雜質(zhì)富集區(qū)重合時，往往形成微裂紋。消除此種缺陷的方法是加入可以提高多邊形化激活能的合金元素，如在Ni-Cr合金中加入W、Mo、Ta等；另一方面是減少焊接時過熱和焊接應(yīng)力。

2.冷裂紋   

根據(jù)引起的主要原因可分為淬火裂紋、氫致延遲裂紋和變形裂紋。

淬火裂紋：產(chǎn)生在鋼的馬氏體轉(zhuǎn)變點(Ms)附近(見過冷奧氏體轉(zhuǎn)變圖)或在200℃以下的裂紋，主要發(fā)生于中、高碳鋼，低合金高強(qiáng)度鋼以及鈦合金等，主要產(chǎn)生部位在熱影響區(qū)以及焊縫金屬內(nèi)。裂紋走向為沿晶或穿晶。形成冷裂紋的主要因素有：①金屬的含氫量偏高；②脆性組織或?qū)浯嗝舾械慕M織；③焊接拘束應(yīng)力（或應(yīng)變）。

氫致延遲裂紋：焊接過程中溶于焊縫金屬內(nèi)的氫向熱影響區(qū)擴(kuò)散、偏聚，特別是在容易啟裂的三軸拉應(yīng)力集中區(qū)富集，引起氫脆，即降低金屬在啟裂位置（或裂紋前端）的臨界應(yīng)力，當(dāng)此處的局部應(yīng)力超過此臨界應(yīng)力時，就造成開裂。這種裂紋的形成有明顯的時間延遲的特征，其原因在于氫擴(kuò)散富集需要時間(孕育期)。產(chǎn)生此種裂紋的條件是存在著氫和對氫敏感的組織，同時又有較大的拘束應(yīng)力。因此，它常產(chǎn)生在嚴(yán)重應(yīng)力集中的焊件根部和縫邊，以及過熱區(qū)。防止的措施包括：①降低焊縫中的含氫量，例如采用低氫焊條，嚴(yán)格烘干焊接材料等；②合理的預(yù)熱及后熱；③選用碳當(dāng)量較低的原材料；④減小拘束應(yīng)力，避免應(yīng)力集中(見金屬中氫)。

變形裂紋：這種裂紋的形成不一定是因為氫含量偏高，在多層焊或角焊縫產(chǎn)生應(yīng)變集中的情況下，由于拉伸應(yīng)變超過了金屬塑性變形能力而產(chǎn)生。

3.再熱裂紋       

產(chǎn)生于某些低合金高強(qiáng)度鋼、珠光體耐熱鋼、奧氏體不銹鋼以及鎳基合金焊后的再次高溫加熱過程中。其主要原因一般認(rèn)為當(dāng)焊后再次加熱到500～700℃時，在熱影響區(qū)的過熱區(qū)內(nèi)，由于特殊碳化物析出引起的晶內(nèi)二次強(qiáng)化，一些弱化晶界的微量元素的析出，以及使焊接應(yīng)力松弛時的附加變形集中于晶界，而導(dǎo)致沿晶開裂。因此，這種裂紋具有晶間開裂的特征，并且都發(fā)生在有嚴(yán)重應(yīng)力集中的熱影響區(qū)的粗晶區(qū)內(nèi)。為了防止這種裂紋的產(chǎn)生，首先在設(shè)計時要選擇再熱裂紋敏感性低的材料，其次從工藝上要盡量減少近縫區(qū)的內(nèi)應(yīng)力和應(yīng)力集中問題。

4.層狀撕裂     

要產(chǎn)生于厚板角焊時，見附圖。其特征為平行于鋼板表面，沿軋制方向呈階梯形發(fā)展。這種裂紋往往不限于熱影響區(qū)內(nèi)，也可出現(xiàn)在遠(yuǎn)離表面的母材中。其產(chǎn)生的主要原因是由于金屬中非金屬夾雜物的層狀分布，使鋼板沿板厚方向塑性低于沿軋制方向，另外由于厚板角焊時在板厚方向造成了很大的焊接應(yīng)力，所以引起層狀撕裂。通常認(rèn)為片狀硫化物夾雜危害最大，而層狀硅酸鹽和過量密集的氧化鋁夾雜物也有影響。防止這種缺陷，主要應(yīng)在冶金過程中嚴(yán)格控制夾雜物的數(shù)量和分布狀態(tài)。另外，改進(jìn)接頭設(shè)計和焊接工藝，也有一定的作用。