焊接裂紋

多產生於接近固相線的高温下，有沿晶界（見界面）分佈的特徵；但有時也能在低於固相線的温度下，沿“多邊形化邊界”形成。熱裂紋通常多產生於焊縫金屬內，但也可能形成在焊接熔合線附近的被焊金屬（母材）內。按其形成過程的特點，又可分為下述三種情況。

產生於焊縫金屬結晶過程末期的“脆性温度”區間，此時晶粒間存在着薄的液相層，因而金屬塑性極低，由冷卻的不均勻收縮而產生的拉伸變形超過了允許值時，即沿晶界液層開裂。消除結晶裂紋的主要冶金措施為通過調整成分，細化晶粒，嚴格控制形成低熔點共晶的雜質元素等，以達到提高材料在脆性温度區間的塑性；此外，從設計和工藝上儘量減少在該温度區間的內部拉伸變形。

主要產生於焊縫熔合線附近的母材中，有時也產生於多層焊的先施焊的焊道內。形成原因是由於在焊接熱的作用下，焊縫熔合線外側金屬內產生沿晶界的局部熔化，以及在隨後冷卻收縮時引起的沿晶界液化層開裂。造成這種裂紋的情況有二：一是材料晶粒邊界有較多的低熔點物質；另一種是由於迅速加熱，使某些金屬化合物分解而又來不及擴散，致局部晶界出現一些合金元素的富集甚至達到共晶成分。防止這類裂紋的原則為嚴格控制雜質含量，合理選用焊接材料，儘量減少焊接熱的作用。

是在低於固相線温度下形成的。其特點是沿“多邊形化邊界”分佈，與一次結晶晶界無明顯關係；易產生於單相奧氏體金屬中。這種現象可解釋為由於焊接的高温過熱和不平衡的結晶條件，使晶體內形成大量的空位和位錯，在一定的温度、應力作用下排列成亞晶界（多邊形化晶界），當此晶界與有害雜質富集區重合時，往往形成微裂紋。消除此種缺陷的方法是加入可以提高多邊形化激活能的合金元素,如在Ni-Cr合金中加入W、Mo、Ta等;另一方面是減少焊接時過熱和焊接應力。

根據引起的主要原因可分為淬火裂紋、氫致延遲裂紋和變形裂紋。

產生在鋼的馬氏體轉變點(Ms)附近(見過冷奧氏體轉變圖)或在200℃以下的裂紋，主要發生於中、高碳鋼，低合金高強度鋼以及鈦合金等，主要產生部位在熱影響區以及焊縫金屬內。裂紋走向為沿晶或穿晶。形成冷裂紋的主要因素有:①金屬的含氫量偏高;②脆性組織或對氫脆敏感的組織；③焊接拘束應力（或應變）。

焊接過程中溶於焊縫金屬內的氫向熱影響區擴散、偏聚，特別是在容易啓裂的三軸拉應力集中區富集，引起氫脆，即降低金屬在啓裂位置（或裂紋前端）的臨界應力，當此處的局部應力超過此臨界應力時，就造成開裂。這種裂紋的形成有明顯的時間延遲的特徵，其原因在於氫擴散富集需要時間(孕育期)。產生此種裂紋的條件是存在着氫和對氫敏感的組織，同時又有較大的拘束應力。因此，它常產生在嚴重應力集中的焊件根部和縫邊，以及過熱區。防止的措施包括：①降低焊縫中的含氫量，例如採用低氫焊條，嚴格烘乾焊接材料等；②合理的預熱及後熱；③選用碳當量較低的原材料；④減小拘束應力，避免應力集中(見金屬中氫)。

這種裂紋的形成不一定是因為氫含量偏高，在多層焊或角焊縫產生應變集中的情況下，由於拉伸應變超過了金屬塑性變形能力而產生。

產生於某些低合金高強度鋼、珠光體耐熱鋼、奧氏體不鏽鋼以及鎳基合金焊後的再次高温加熱過程中。其主要原因一般認為當焊後再次加熱到 500～700℃時，在熱影響區的過熱區內,由於特殊碳化物析出引起的晶內二次強化，一些弱化晶界的微量元素的析出，以及使焊接應力鬆弛時的附加變形集中於晶界，而導致沿晶開裂。因此，這種裂紋具有晶間開裂的特徵，並且都發生在有嚴重應力集中的熱影響區的粗晶區內。為了防止這種裂紋的產生，首先在設計時要選擇再熱裂紋敏感性低的材料，其次從工藝上要儘量減少近縫區的內應力和應力集中問題。

主要產生於厚板角焊時，見附圖。其特徵為平行於鋼板表面，沿軋製方向呈階梯形發展。這種裂紋往往不限於熱影響區內，也可出現在遠離表面的母材中。其產生的主要原因是由於金屬中非金屬夾雜物的層狀分佈，使鋼板沿板厚方向塑性低於沿軋製方向，另外由於厚板角焊時在板厚方向造成了很大的焊接應力，所以引起層狀撕裂。通常認為片狀硫化物夾雜危害最大，而層狀硅酸鹽和過量密集的氧化鋁夾雜物也有影響。防止這種缺陷，主要應在冶金過程中嚴格控制夾雜物的數量和分佈狀態。另外，改進接頭設計和焊接工藝，也有一定的作用。

焊接件中最常見的一種嚴重缺陷。金屬的焊接性中包括了兩大類的問題：一類是焊接引起的材料性能變壞，使焊件失掉了材料原來特有的性能，如不鏽鋼焊後失掉其耐蝕性等；另一類是在焊接接頭或其附近的母材內產生裂紋和氣孔等缺陷。