裂紋影響焊接鋼板的安全使用，是一種非常危險(xiǎn)的工藝缺陷。焊接裂紋不僅發(fā)生在焊接過(guò)程中，而且有一定的潛伏期，而其他裂紋則發(fā)生在焊接后的再加熱過(guò)程中。根據(jù)焊接裂紋的位置、大小、成因和機(jī)理，可以用不同的方法對(duì)其進(jìn)行分類(lèi)。根據(jù)裂紋形成的條件，可分為四類(lèi)：熱裂紋、冷裂紋、再熱裂紋和分層撕裂。

　　1.過(guò)熱裂縫

　　大部分發(fā)生在接近固相線的高溫下，沿晶界分布(見(jiàn)界面)。但有時(shí)它可以在低于固相線的溫度下沿著“多邊形邊界”形成。熱裂紋通常出現(xiàn)在焊接金屬中，但也可能在焊接熔合線附近的焊接金屬(母材)中形成。根據(jù)其形成過(guò)程的特點(diǎn)，可分為以下三種情況。

　　2.晶體裂紋

　　它發(fā)生在焊縫金屬結(jié)晶過(guò)程結(jié)束時(shí)的“脆性溫度”區(qū)間。此時(shí)晶粒間有一薄層液體，所以金屬塑性極低。當(dāng)冷卻收縮不均勻引起的拉伸變形超過(guò)允許值時(shí)，沿晶界液層開(kāi)裂。消除晶體裂紋的主要冶金措施是調(diào)整成分，細(xì)化晶粒尺寸，嚴(yán)格控制形成低熔點(diǎn)共晶的雜質(zhì)元素，從而提高材料在脆性溫度范圍內(nèi)的塑性。此外，就設(shè)計(jì)和工藝而言，在該溫度范圍內(nèi)的內(nèi)部拉伸變形應(yīng)該最小化。

　　3.液化裂紋

　　主要產(chǎn)生于焊縫熔合線附近的母材，有時(shí)也產(chǎn)生于多層焊的第一道焊縫。其形成是由于焊縫熔合線外的金屬在焊接熱的作用下沿晶界局部熔化，隨后冷卻收縮導(dǎo)致液化層沿晶界開(kāi)裂。產(chǎn)生這種裂紋的原因有兩個(gè)：-在材料的晶界處有更多的低熔點(diǎn)物質(zhì);另一種是一些金屬化合物被快速加熱分解，但來(lái)不及擴(kuò)散，導(dǎo)致局部晶界——部分合金元素富集甚至共晶成分。防止這種裂紋的原則是嚴(yán)格控制雜質(zhì)含量，合理選擇焊接材料，盡量減少焊接熱的影響。

　　4.多邊裂紋

　　在固相線溫度以下形成。其特點(diǎn)是沿“多邊形邊界”分布，與-次晶粒邊界無(wú)明顯關(guān)系。它容易在單相奧氏體金屬中產(chǎn)生。這種現(xiàn)象可以解釋為由于高溫焊接過(guò)熱和結(jié)晶條件不平衡，在晶體中形成大量空位和位錯(cuò)，在-恒溫和應(yīng)力的作用下排列成亞晶粒邊界(多邊形晶界)，當(dāng)晶界與有害的富雜質(zhì)區(qū)域重合時(shí)，往往會(huì)形成微裂紋。消除這種缺陷的方法是加入能提高多邊形活化能的合金元素，如W、Mo、Ta等。在鎳鉻合金中;另一方面是減少焊接過(guò)程中的過(guò)熱和焊接應(yīng)力。

　　5.冷裂縫

　　根據(jù)產(chǎn)生的主要原因，可分為淬火裂紋、氫致延遲裂紋和變形裂紋。

　　6.淬火裂紋

　　鋼板馬氏體相變點(diǎn)(Ms)附近(見(jiàn)冷奧氏體相變圖)或200以下的裂紋主要發(fā)生在中高碳鋼、低合金高強(qiáng)度鋼和鈦合金等。主要發(fā)生在熱影響區(qū)和焊縫金屬中。裂紋方向?yàn)檠鼐Щ虼┚АＰ纬衫淞鸭y的主要因素是：金屬氫含量高;脆性組織或氫脆敏感組織;焊接約束應(yīng)力(或應(yīng)變)。

　　7.氫致延遲裂紋

　　在焊接鋼板的過(guò)程中，溶解在焊縫金屬中的氫擴(kuò)散、偏析到熱影響區(qū)，特別是容易開(kāi)裂的三軸拉應(yīng)力集中區(qū)，引起氫脆，即降低裂紋起始位置(或裂紋前沿)金屬的臨界應(yīng)力。當(dāng)這里的局部應(yīng)力超過(guò)這個(gè)臨界應(yīng)力時(shí)，就會(huì)引起開(kāi)裂。這種裂紋的形成具有明顯的時(shí)間延遲特征，這是由于氫擴(kuò)散和富集所需的時(shí)間(潛伏期)所致。這種裂紋的條件是氫和氫敏感組織的存在，同時(shí)存在較大的約束應(yīng)力。因此，它經(jīng)常發(fā)生在應(yīng)力集中嚴(yán)重的焊件根部和焊縫邊緣，以及過(guò)熱區(qū)域。預(yù)防措施包括：降低焊縫中的氫含量，如使用低氫焊條，嚴(yán)格干燥焊接材料;合理的預(yù)熱和后加熱;選擇低碳當(dāng)量的原料;降低約束應(yīng)力，避免應(yīng)力集中(見(jiàn)金屬氫)。

　　8.變形裂紋

　　這種裂紋的形成是不確定的，因?yàn)闅浜扛摺．?dāng)多層焊接或角焊中出現(xiàn)應(yīng)變集中時(shí)，拉伸應(yīng)變超過(guò)金屬的塑性變形能力。

　　9.再熱裂紋

　　一些低合金高強(qiáng)度鋼、珠光體耐熱鋼、奧氏體不銹鋼和鎳基合金焊接后在高溫加熱過(guò)程中產(chǎn)生。主要原因——一般認(rèn)為焊后再次加熱到500 ~ 700時(shí)，在熱影響區(qū)的過(guò)熱區(qū)，特殊碳化物析出引起的晶粒內(nèi)二次強(qiáng)化、某些弱化晶界的微量元素析出以及焊接應(yīng)力松弛過(guò)程中的附加變形集中在晶界上，導(dǎo)致晶間開(kāi)裂。因此，這類(lèi)裂紋具有沿晶開(kāi)裂的特征，均發(fā)生在應(yīng)力集中熱影響區(qū)嚴(yán)重的粗晶區(qū)。為了防止這種裂紋，首先在設(shè)計(jì)中應(yīng)選擇對(duì)再熱裂紋敏感性較低的材料，其次在此過(guò)程中應(yīng)盡可能降低近裂紋區(qū)域的內(nèi)應(yīng)力和應(yīng)力集中。

　　10.分層撕裂

　　主要產(chǎn)生于鋼板的角焊，其特點(diǎn)是平行于鋼板表面，沿軋制方向呈階梯狀發(fā)展。這種裂紋往往不局限于熱影響區(qū)，還會(huì)出現(xiàn)在遠(yuǎn)離表面的母材上。主要原因是由于金屬中非金屬夾雜物的分層分布，鋼板沿厚度方向的塑性低于沿軋制方向的塑性，分層撕裂是厚板角焊產(chǎn)生的厚度方向較大的焊接應(yīng)力造成的。

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