什么是焊接裂纹，有哪些危害？

作者：洛阳吉力电焊学校张老师  来源：张老师  发布时间：2021-07-05 10:53

一、什么是裂纹

焊接裂纹，是焊接件中最常见的一种严重缺陷。

在焊接应力及其他致脆因素共同作用下，焊接接头中局部地区的金属原子结合力遭到破坏，而形成的新界面所产生的缝隙。

焊接裂纹

裂纹的危害：

它具有尖锐的缺口和大的长宽比的特征。裂纹影响焊接件的安全使用，是一种非常危险的工艺缺陷。

焊接裂纹不仅发生于焊接过程中，有的还有一定潜伏期，有的则产生于焊后的再次加热过程中。

二、热裂纹

多产生于接近固相线的高温下，有沿晶界（见界面）分布的特征；但有时也能在低于固相线的温度下，沿“多边形化边界”形成。

热裂纹通常多产生于焊缝金属内，但也可能形成在焊接熔合线附近的被焊金属（母材）内。

热裂纹

三、冷裂纹

根据引起的主要原因可分为淬火裂纹、氢致延迟裂纹和变形裂纹。

冷裂纹

淬火裂纹

产生在钢的马氏体转变点(Ms)附近(见过冷奥氏体转变图)、或在200℃以下的裂纹，主要发生于中、高碳钢，低合金高强度钢以及钛合金等，主要产生部位在热影响区以及焊缝金属内。

裂纹走向为沿晶或穿晶。

形成冷裂纹的主要因素有：

①金属的含氢量偏高;

②脆性组织或对氢脆敏感的组织；

③焊接拘束应力（或应变）。

氢致延迟裂纹

焊接过程中溶于焊缝金属内的氢向热影响区扩散、偏聚，特别是在容易启裂的三轴拉应力集中区富集，引起氢脆，即降低金属在启裂位置（或裂纹前端）的临界应力，当此处的局部应力超过此临界应力时，就造成开裂。

因此，它常产生在严重应力集中的焊件根部和缝边，以及过热区。

防止的措施包括：

①降低焊缝中的含氢量，例如采用低氢焊条，严格烘干焊接材料等；

②合理的预热及后热；

③选用碳当量较低的原材料；

④减小拘束应力，避免应力集中(见金属中氢)。

变形裂纹

这种裂纹的形成不一定是因为氢含量偏高，在多层焊或角焊缝产生应变集中的情况下，由于拉伸应变超过了金属塑性变形能力而产生。

四、再热裂纹

产生于某些低合金高强度钢、珠光体耐热钢、奥氏体不锈钢以及镍基合金焊后的再次高温加热过程中。

其主要原因一般认为当焊后再次加热到 500～700℃时，在热影响区的过热区内,由于特殊碳化物析出引起的晶内二次强化，一些弱化晶界的微量元素的析出，以及使焊接应力松弛时的附加变形集中于晶界，而导致沿晶开裂。

因此，这种裂纹具有晶间开裂的特征，并且都发生在有严重应力集中的热影响区的粗晶区内。

五、层状撕裂

主要产生于厚板角焊时，见附图。其特征为平行于钢板表面，沿轧制方向呈阶梯形发展。这种裂纹往往不限于热影响区内，也可出现在远离表面的母材中。

其产生的主要原因是由于金属中非金属夹杂物的层状分布，使钢板沿板厚方向塑性低于沿轧制方向，另外由于厚板角焊时在板厚方向造成了很大的焊接应力，所以引起层状撕裂。

通常认为片状硫化物夹杂危害最大，而层状硅酸盐和过量密集的氧化铝夹杂物也有影响。