热裂纹

　　定义
　　焊接热裂纹(welding hot breaking)多产生于接近固相线的高温下，有沿晶界分布的特征，有时 也能在低于固相线的温度下沿着“多边化边界”形成。 焊接热裂纹通常产生于焊缝金属内，也可能在焊接熔 合线邻近的热影响区组织内(母材金属)。按裂纹产生 的机理、形态和温度区间不同，焊接热裂纹可分为:凝 固裂纹，液化裂纹，多边化裂纹和失塑裂纹4种。
　　凝固裂纹
　　凝固裂纹又称结晶裂纹，产生在焊缝金属凝固 过程后期的脆性温度区间。此时焊缝金属结晶接近完 成，但晶粒间尚存在着很薄的液相层，塑性很低。当由 冷却不均匀收缩而产生的拉伸变形超过临界值时，即 沿晶界液相层开裂。这种裂纹大多起源于树枝状晶的 最终汇合处，沿晶间扩展，严重时裂纹一直扩展到焊缝 表面，因而凝固裂纹断口上可发现明显的氧化色。凝固 裂纹常出现在含硫、磷(有时含硅，碳)较多的碳钢焊缝 中和单相奥氏体不锈钢、耐热钢、镍基合金及铝合金焊 缝中。防止凝固裂纹发生的冶金措施有:调整成分，细 化晶粒，严格控制会形成低熔点共晶的杂质元素含量， 以提高金属材料在脆性温度区间的塑性，缩小脆性温 度区间，并从焊接构件设计和焊接工艺上设法尽量减 少在脆性温度区间的拉伸应变。 液化裂纹在邻近焊接熔池的母材区或多层焊的 前一焊道上，因受焊接热影响而发生晶界液化，并在拉 伸应变下形成裂纹。
　　造成液化裂纹的原因
　　造成液化裂纹的原因：
　　(1)金属 材料的晶粒边界聚集较多的低熔点物质。
　　(2)由于快速 加热使某些金属化合物分解而来不及扩散，局部晶界 产生某些合金元素的富集而达到共晶成分，使局部组 织的熔点下降，在焊接热影响下促使局部晶界液化。防 止液化裂纹产生的措施有:严格控制母材的杂质含量; 合理选用焊接材料;制定合理的焊接工艺规范，尽量减 少焊接热作用。 多边化裂纹在焊缝金属凝固结晶不平衡的条件 下，在低于固相线温度的高温区域，沿多边形化边界形 成的热裂纹。它与一次结晶的晶界无明显关系，较多产 生于单相奥氏体金属中。
　　多边化裂纹形成的原因
　　多边化裂纹形成的原因是:由 于焊接的高温过热和不平衡的结晶条件，使奥氏体结 晶中形成大量空位和位错，在一定温度和应力作用下 排列成亚晶界—多边形化晶界，当此晶界与有害杂 质富集区重合时，往往会在拉应力作用下形成多边化 裂纹。防止多边化裂纹的措施有:加入可提高多边化激 活能的合金元素，如在镍一铬基单相奥氏体金属中加入 适量的钨、铝或担等元素，使多边形化晶界来不及形 成，可以有效地避免产生多边化裂纹;同时还应减少焊 接过热和焊接应力。 失塑裂纹又称高温低塑性裂纹。在焊接热影响 区或多层焊的前一焊道上，因焊接热循环的作用致使 塑性陡降，在拉伸应力下沿二次结晶晶界形成的热裂 纹。其裂纹敏感温度区域略低于再结晶温度。多数发生 在奥氏体钢和合金及少数高强度钢的焊接接头中。其 裂纹产生条件有些类同于多边化裂纹，但其裂纹形成 机制和裂纹形态却各不相同。防止此种裂纹的有效措 施是:精炼母材，减少有害杂质。