焊接裂纹的形成及预防方法

在焊接应力及其他致脆因素的共同作用下，焊接接头局部地区的金属原子结合力遭到破坏而形成的新界面所产生的缝隙称为焊接裂纹，它具有尖锐的缺口和较大的长宽比特征。

1.热裂纹缺欠特征

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产生的裂纹为热裂纹。

1）产生原因。由于熔池冷却结晶时，受到拉应力作用而凝固的过程中，低熔点共晶体形成的液态薄层共同作用的结果。增大任何一方面的作用，都能促使形成热裂纹。

2）预防措施。控制焊缝中的有害杂质的含量，即碳、硫、磷的含量，减少熔池中低熔点共晶体的形成。焊缝金属中硫、磷的质量分数一般小于0.03%。焊丝的碳质量分数不超过0.12%。重要构件焊接应采用碱性焊条或焊剂。控制焊接参数，适当提高焊缝形状系数，尽量避免得到深而窄的焊缝。采用多层、多道焊，焊前预热和焊后缓冷。正确选用焊接接头形式，合理安排焊接顺序，尽量采用对称施焊。采用引出板将弧坑引至焊件外面，这样，即使发生弧坑裂纹也不影响焊件本身。

2.冷裂纹缺欠特征

焊接接头冷却到较低温度时（对钢来说在200～300℃）产生的焊接裂纹，称为冷裂纹。(www.xing528.com)

1）产生原因。主要发生在中碳钢、低合金钢和中合金高强度钢中。原因为：焊材本身具有较大的淬硬倾向；焊接熔池中溶解了多量的氢；焊接接头在焊接过程中产生了较大的拘束应力。

2）预防措施。焊前按规定要求严格烘干焊条、焊剂，以减少氢的来源。严格清理坡口及两侧的污物、水分及锈，控制环境温度。选用优质的低氢型焊接材料及其焊接工艺。焊接淬硬性较强的低合金高强度钢时，采用奥氏体不锈钢焊条。正确选择焊接参数、预热、缓冷、后热以及焊后热处理等。选择合理的焊接顺序，减小焊接内应力。适当增加焊接电流，减慢焊接速度，可减慢热影响区冷却速度，防止形成淬硬组织。

3.再热裂纹缺欠特征

焊后焊件在一定温度范围再次加热（如消除应力热处理或多层焊）而产生的裂纹，称为再热裂纹。

1）产生原因。再热裂纹一般发生在熔点线附近1200～1350℃的区域中，对低合金高强度钢产生再热裂纹的加热温度大致为580～650℃。当钢中含铬、钼、钒等合金元素较多时，再热裂纹的倾向增加。

2）预防措施。控制母材及焊缝金属的化学成分，适当调整对再热裂纹影响大的元素（如铬、钒、硼）的含量。减小接头刚度和应力集中，将焊缝及其与母材交界处打磨光滑。选用高热输入进行焊接。提高预热和后热温度。在焊接过程中采取减少焊接应力的工艺措施，如使用小直径焊条、小焊接参数焊接、焊接时不摆动焊条等。消除应力回火处理时，应避开产生再热裂纹的敏感温度区，敏感温度随钢种而异。