焊接热裂纹及其分类和特征

热裂纹是在焊接过程中，焊缝和热影响区金属冷却到固相线附近的高温区时所产生的焊接裂纹，其特征是沿原奥氏体晶界开裂。根据所焊金属的材料不同（低合金高强度钢、不锈钢、铝合金和某些特种金属等），产生热裂纹的形态、温度区间和主要原因也各不相同。根据产生原因，热裂纹可分为结晶裂纹、液化裂纹和多边化裂纹三类。

结晶裂纹又称为凝固裂纹，是焊接生产中最常见的热裂纹形式。通常所说的焊接热裂纹就是指结晶裂纹。结晶裂纹只产生在焊缝中，多呈纵向分布在焊缝中心，也有呈弧形分布在焊缝中心线两侧，而且这些弧形裂纹与焊波呈垂直分布（见图8-2）。通常纵向裂纹较长、较深，而弧形裂纹较短、较浅。焊缝中心线两侧的弧形裂纹是在平行生长的柱状晶晶界上形成的。在焊缝中心线上的纵向裂纹恰好处在从焊缝两侧生成的柱状晶的汇合面上。弧坑裂纹也属于结晶裂纹，它产生于焊缝收尾处。

图8-2 结晶裂纹的位置、走向与 焊缝结晶方向的关系

1—柱状晶界 2—焊缝表面焊波 3—弧坑裂纹 4—焊缝中心线两侧的弧形结晶裂纹 5—沿焊缝中

心线的纵向结晶裂纹(www.xing528.com)

液化裂纹多为微裂纹，尺寸很小，一般在0.5mm以下，个别达1mm，一般只有在金相磨片上作显微观察时才能发现。近缝区上的液化裂纹多发生在母材向焊缝凸进去的部位，该处熔合线向焊缝侧凹陷而过热严重。有些情况下，液化裂纹还出现在焊缝熔合线的凹陷区（距表面3～7mm）和多层焊的层间过热区，如图8-3所示。尽管液化裂纹的尺寸很小，但常成为冷裂纹、再热裂纹、脆性破坏和疲劳断裂的发源地，所以应当给予足够的重视。

图8-3 液化裂纹的分布形态

a）近缝区液化裂纹 b）多层焊层间的液化裂纹

多边化裂纹是由于在高温时塑性很低而造成的，故又称高温低塑性裂纹。其特点是：在焊缝金属中裂纹的走向与一次结晶并不一致，常以任意方向贯穿于树枝状结晶中；裂纹多发生在重复受热的多层焊层间金属中及热影响区，其位置并不都靠近熔合区；裂纹附近常伴随有再结晶晶粒出现；断口无明显的塑性变形痕迹，呈现高温低塑性开裂特征。