熱裂紋

　　定義
　　焊接熱裂紋(welding hot breaking)多產生于接近固相線的高溫下，有沿晶界分布的特征，有時 也能在低于固相線的溫度下沿著“多邊化邊界”形成。 焊接熱裂紋通常產生于焊縫金屬內，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、形態和溫度區間不同，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4種。
　　凝固裂紋
　　凝固裂紋又稱結晶裂紋，產生在焊縫金屬凝固 過程后期的脆性溫度區間。此時焊縫金屬結晶接近完 成，但晶粒間尚存在著很薄的液相層，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。這種裂紋大多起源于樹枝狀晶的 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 中和單相奧氏體不銹鋼、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溫度區間的塑性，縮小脆性溫 度區間，并從焊接構件設計和焊接工藝上設法盡量減 少在脆性溫度區間的拉伸應變。 液化裂紋在鄰近焊接熔池的母材區或多層焊的 前一焊道上，因受焊接熱影響而發生晶界液化，并在拉 伸應變下形成裂紋。
　　造成液化裂紋的原因
　　造成液化裂紋的原因：
　　(1)金屬 材料的晶粒邊界聚集較多的低熔點物質。
　　(2)由于快速 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范，盡量減 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，在低于固相線溫度的高溫區域，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系，較多產 生于單相奧氏體金屬中。
　　多邊化裂紋形成的原因
　　多邊化裂紋形成的原因是:由 于焊接的高溫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，在一定溫度和應力作用下 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、鋁或擔等元素，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。 失塑裂紋又稱高溫低塑性裂紋。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。其裂紋敏感溫度區域略低于再結晶溫度。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于多邊化裂紋，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。