焊接热裂纹及形成机理

焊接热裂纹及形成机理

形成机理：焊接热裂纹，它是在焊接生产过程中的高温条件下，由于化学成分，结构设计，热循环，焊接工艺等综合因素影响下，所产生的焊缝或热影响区开裂。

典型特征：沿结晶组织的晶界开裂（可以表现为微观裂纹，也可以是宏观裂纹）。

根据裂纹产生原因不同，大致分为以下五种：

第一种：结晶裂纹（凝固裂纹），它是在焊缝结晶过程中，在固相线附近的温度下，由于凝固金属的冷却收缩，熔池中的残余液体金属供应不足而产生；主要产生在含杂质S（硫）、P（磷）含量较多的碳钢、低合金钢和单相奥氏体钢的焊缝中。

第二种：高温液化裂纹，它是在焊接热循环峰值温度作用下，在近焊缝区或多层多道焊的层间部位的低熔共晶区被重新熔化，在拉应力作用下开裂；主要发生在焊接铬镍高强钢、奥氏体钢时，其母材和/或焊丝中的S（硫）、P（磷）、Si（硅）、C（碳）元素含量严重偏高时，液化裂纹倾向更加严重。

第三种：多边化裂纹，它是在焊缝或近焊缝区，在固相线附近温度的高温区，当刚凝固的金属，存在晶格缺陷（会形成多边化的晶界），这会使焊缝的强度和塑性都变得很差，在很小的拉应力作用下，焊缝或近焊缝区也会开裂；它多发生在纯金属和单相奥氏体合金中。

第四种：高温低塑性裂纹，它是当焊缝冷却到一定温度范围时，焊缝收缩应力引起的变形与冶金杂质元素偏高（会引起焊缝塑性偏低）的共同作用下，焊缝区或热影响区沿晶界开裂。

第五种：再热裂纹，它是在消除焊接残余应力的热处理或在服役过程中的热循环作用下，在热影响区的粗晶部位所产生的开裂；多发生在低合金高强钢，以及奥氏体高合金钢中。