焊接裂纹的成因及分类

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，以致形成的新界面产生缝隙（称为焊接裂纹）。焊接裂纹具有尖锐的缺口和大长宽比的特征。焊接裂纹的形式是多种多样的，有的分布在焊缝表面，有的则分布在焊缝或热影响区中。通常把平行于焊缝的裂纹称为纵向裂纹，垂直于焊缝的裂纹称为横向裂纹，产生在弧坑中的裂纹称为弧坑裂纹，如图6-35所示。

图6-35 裂纹分布形式

a）纵向裂纹 b）横向裂纹 c）弧坑裂纹

焊接裂纹是一种危害性极大的缺陷，它除了降低焊接接头的强度外，还因裂纹末端存在着尖锐的缺口，因此会引起应力集中，致使裂纹扩展。当焊件承载后，这种裂纹将成为断裂的起源，所以在焊接接头中是不允许有裂纹存在的。按照裂纹产生的温度不同，通常把裂纹分为热裂纹和冷裂纹两大类。(www.xing528.com)

（1）热裂纹 产生热裂纹的主要原因为：当熔池冷却结晶时，由于收缩受到母材的阻碍，使熔池受到了一个拉应力的作用。熔池金属中的碳、硫等元素和铁形成低熔点的化合物，在熔池金属大部分凝固的状态下，低熔点化合物会以液态存在，形成液态薄膜。在拉应力的作用下，液态薄膜被破坏，从而形成热裂纹。

预防热裂纹的措施主要有：严格控制母材和焊接材料的化学成分，严格控制碳、硫和磷的含量；控制焊缝断面形状，焊缝宽深比要适当；对刚性较大的焊件，应选择合适的焊接参数、合理的焊接顺序和方向；必要时应采取预热和缓冷措施。

（2）冷裂纹 产生冷裂纹的主要原因为：焊缝金属在高温时溶解氢较多，低温时由于溶解度下降，焊缝金属中溶解的氢减少，析出的氢残存在固态金属中形成氢分子，从而形成很大的内压力，致使冷裂纹的产生。焊接接头内存在较大的内应力，若被焊工件的淬透性较大，则在冷却过程中会形成淬硬组织，从而形成冷裂纹。

预防冷裂纹的措施主要有：严格去除焊缝坡口附近和焊丝表面的油污、铁锈等污物，减少焊缝中氢的来源；选择合适的焊接参数，防止冷却速度过快形成淬硬组织；采取焊前预热和焊后缓冷的方法改善焊接接头的金相组织，以降低热影响区的硬度和脆性，加速焊缝中的氢向外扩散，起到减少焊接应力的作用；采用合理的装配、焊接顺序，以改善焊件的应力状态；重要的焊件焊后应立即进行消氢处理，以减少焊缝中的氢含量。