熱裂紋

焊接熱裂紋(welding hot breaking)多產生於接近固相線的高温下，有沿晶界分佈的特徵，有時也能在低於固相線的温度下沿着“多邊化邊界”形成。 焊接熱裂紋通常產生於焊縫金屬內，也可能在焊接熔合線鄰近的熱影響區組織內(母材金屬)。按裂紋產生的機理、形態和温度區間不同，焊接熱裂紋可分為：凝固裂紋，液化裂紋，多邊化裂紋和失塑裂紋四種。

凝固裂紋又稱結晶裂紋，產生在焊縫金屬凝固過程後期的脆性温度區間。此時焊縫金屬結晶接近完成，但晶粒間尚存在着很薄的液相層，塑性很低。當由冷卻不均勻收縮而產生的拉伸變形超過臨界值時，即沿晶界液相層開裂。這種裂紋大多起源於樹枝狀晶的最終匯合處，沿晶間擴展，嚴重時裂紋一直擴展到焊縫表面，因而凝固裂紋斷口上可發現明顯的氧化色。凝固裂紋常出現在含硫、磷(有時含硅，碳)較多的碳鋼焊縫 中和單相奧氏體不鏽鋼、耐熱鋼、鎳基合金及鋁合金焊縫中。防止凝固裂紋發生的冶金措施有：調整成分，細化晶粒，嚴格控制會形成低熔點共晶的雜質元素含量， 以提高金屬材料在脆性温度區間的塑性，縮小脆性温度區間，並從焊接構件設計和焊接工藝上設法儘量減少在脆性温度區間的拉伸應變。

造成液化裂紋的原因是:（1）金屬 材料的晶粒邊界聚集較多的低熔點物質。（2）由於快速 加熱使某些金屬化合物分解而來不及擴散，局部晶界 產生某些合金元素的富集而達到共晶成分，使局部組織的熔點下降，在焊接熱影響下促使局部晶界液化。防 止液化裂紋產生的措施有:嚴格控制母材的雜質含量; 合理選用焊接材料;制定合理的焊接工藝規範，儘量減 少焊接熱作用。 多邊化裂紋在焊縫金屬凝固結晶不平衡的條件 下，在低於固相線温度的高温區域，沿多邊形化邊界形 成的熱裂紋。它與一次結晶的晶界無明顯關係，較多產 生於單相奧氏體金屬中。

多邊化裂紋形成的原因是:由於焊接的高温過熱和不平衡的結晶條件，使奧氏體結晶中形成大量空位和位錯，在一定温度和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，往往會在拉應力作用下形成多邊化裂紋。防止多邊化裂紋的措施有:加入可提高多邊化激活能的合金元素，如在鎳一鉻基單相奧氏體金屬中加入適量的鎢、鋁或鉭等元素，使多邊形化晶界來不及形成，可以有效地避免產生多邊化裂紋;同時還應減少焊 接過熱和焊接應力。

失塑裂紋又稱高温低塑性裂紋。在焊接熱影響區或多層焊的前一焊道上，因焊接熱循環的作用致使塑性陡降，在拉伸應力下沿二次結晶晶界形成的熱裂紋。其裂紋敏感温度區域略低於再結晶温度。多數發生在奧氏體鋼和合金及少數高強度鋼的焊接接頭中。其裂紋產生條件有些類同於多邊化裂紋，但其裂紋形成機制和裂紋形態卻各不相同。防止此種裂紋的有效措施是：精煉母材，減少有害雜質。