焊接裂纹

焊接裂纹

    在焊接应力及其它致脆因素的共同作用下，焊接过程中或焊接后，焊接接头中局部区域（焊缝或焊接热影响区）的金属原子结合力遭到破坏而出现的新界面所产生的缝隙，称为焊接裂纹，它具有尖锐的缺口和长宽比大的特征，焊接裂纹是最危险的缺陷，除降低焊接接头的力学性能指标外，裂纹末端的缺口易引起应力集中，促使裂纹延伸和扩散，成为结构断裂时效的起源，焊接技术条件中是不允许焊接裂纹存在的。

    在焊接接头中可能遇到各种类型的裂纹，按裂纹发生部位的焊缝金属中裂纹、热影响区裂纹或熔合线裂纹、根部裂纹、焊趾裂纹、焊道裂纹和弧坑裂纹，按裂纹的走向有纵向裂纹、横向裂纹、弧坑裂星形裂纹、按裂纹的尺寸有宏观裂纹和显微裂纹，按裂纹产生的机理有热裂纹、冷裂纹、再热裂纹和层状撕裂。

1、热裂纹。焊接过程中，焊缝和热影响区金属冷却到固相线附近的高温区域产生的焊接裂纹、称为热裂纹，又称为高温裂纹。

    热裂纹多发生在焊缝金属中，有时也出现热影响区或熔合线，热裂纹有沿着焊缝纵向，位于结晶中心线的纵向裂纹，也有垂直于焊缝的横向裂纹，或在弧吭中产生的星形弧坑裂纹，热裂纹可以显露于焊缝表面，也可以存在焊缝内部，其基本形貌特征是：在固相线附近高温下产生，沿奥氏体晶界开裂，热裂纹可分为结晶裂纹、液化裂纹和多边化裂纹三类。

1）、结晶裂纹。熔一次结晶过程中，在液相和固相并存的高温区，焊缝金属沿一次结晶晶界开裂的裂纹，称为结晶裂纹，通常热裂纹多指结晶裂纹、多数情况下结晶裂纹的断口呈高温氧化色彩，主要出现在焊缝中，个别情况下也产生在焊接热影响区。

产生条件：低熔点共晶偏析物（FeS）以片状液态薄膜聚集于晶界，焊接拉应力。

防止措施：通过控制产生条件的两方面着手，首先严格控制焊缝金属中C、Si、S、P、含量，提高焊缝金属的含Mn量，采用低氢型焊接材料，其次焊前要预热，减少焊后冷却速度，调整焊接规范，适当加大焊接坡口角度，以得到焊缝成形系数大的焊缝，必要时采用多层焊。

2）、液化裂纹，焊接过程中，在焊接热循环作用下， 存在于母材近缝区金属或多层焊缝的层间金属晶界的低熔点共晶物局部重新熔化开裂的裂纹，称为液化裂纹。

防止措施：控制和选用C、S、P含量较低而Mn含量较高的母材，焊接时采用低热输入量的焊接规范进行多道焊。

3）多边化裂纹。焊接时，焊缝或近缝区的金属处于固相线温度以下的高温区域，由于晶格缺陷（如空位和位错）的移动和聚集，形成二次边界，即多边化边界，从而引起边界高温强度和塑性减低，沿着多边化的边界产生开裂，称为多边化裂纹，这类裂纹常以任意方向贯穿树枝晶界，断口多呈现为高温低塑性断裂特征，多边化裂纹多发生在单相奥氏体合金的焊缝或近焊缝区金属中。

防止措施：在焊缝中加入Mo、W、Ti等细化晶粒的合金元素，阻止形成多边化边界，在工艺上采取小焊接应力措施。

                                                --沈阳威克创新焊接设备有限公司