热影响区裂纹实例研究

一位钣金工用各种类别的不锈钢生产商业厨房用品，突然在2mm厚的304L型钢板自动GTA焊焊缝热影响区中发现裂纹，这种焊接方法完全是自动的，而且已经用于几英里的焊缝，没有发现过问题。这种HAZ开裂不连续发生，但每隔几个月出现一次，而且发生在多批次不同成分的304L钢中，这种开裂的性质可能是什么呢？

在考虑开裂机理时有三种可能性：HAZ液化裂纹、失延裂纹和Cu污染裂纹。对焊件的检查发现裂纹总是发生在离熔合线2～3mm的地方。裂纹不连续但不时地沿焊缝长度发生。对多批次的钢成分的分析发现裂纹与杂质含量（P+S）和铁素体势（FP）（由WRC-1992相组分图预测）没有联系。裂纹沿熔合线一定距离，且裂纹敏感性不随母材的批次变化，这就排除了HAZ液化裂纹的可能。液化裂纹的特点是位于紧邻熔合线的地方，发生在铁素体势为0和高的杂质含量的钢中（详见6.5.1节）。失延裂纹（DDC）虽有可能，但这种裂纹在薄板中很少见，因为一般拘束度不够高。此外裂纹敏感性不随批次而变化也排除了DDC的可能。这样唯一可能是Cu污染裂纹（CCC）。(www.xing528.com)

为了确定实际原因是否为CCC，对含有裂纹的样品进行了金相和断口分析。如前面指出的，裂纹位于离熔合线2mm的地方，该处仅有轻微的由于HAZ热过程造成的晶粒长大，然而裂纹清楚地是晶间裂纹。而扫描电镜（SEM）断口观察也确定为晶间裂纹，EDAX的成分分析显示断口上有Cu存在。此外对抛光（未腐蚀）的金相试件进行观察，清楚地发现金黄色的组分覆盖着奥氏体晶粒边界，从而确定了CCC的开裂机理（详见6.5.6节）。这样问题就变成找沉积在304L钢板上的铜的来源了。在很多场合，铜来自于夹具或焊接系统中的铜部件。但在这个例子中不是，而更像是把铜铺在了钢板上，而其来源尚不能确定。在要焊的焊道近旁的板上进行刮擦，可以从表面除去铜而防止了裂纹，但疑团仍未解决。