熱裂紋

　　定義
　　焊接熱裂紋(welding hot breaking)多產(chǎn)生于接近固相線的高溫下，有沿晶界分布的特征，有時(shí) 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(chǎn)生于焊縫金屬內(nèi)，也可能在焊接熔 合線鄰近的熱影響區(qū)組織內(nèi)(母材金屬)。按裂紋產(chǎn)生 的機(jī)理、形態(tài)和溫度區(qū)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(jié)晶裂紋，產(chǎn)生在焊縫金屬凝固 過(guò)程后期的脆性溫度區(qū)間。此時(shí)焊縫金屬結(jié)晶接近完 成，但晶粒間尚存在著很薄的液相層，塑性很低。當(dāng)由 冷卻不均勻收縮而產(chǎn)生的拉伸變形超過(guò)臨界值時(shí)，即 沿晶界液相層開(kāi)裂。這種裂紋大多起源于樹(shù)枝狀晶的 最終匯合處，沿晶間擴(kuò)展，嚴(yán)重時(shí)裂紋一直擴(kuò)展到焊縫 表面，因而凝固裂紋斷口上可發(fā)現(xiàn)明顯的氧化色。凝固 裂紋常出現(xiàn)在含硫、磷(有時(shí)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(fā)生的冶金措施有:調(diào)整成分，細(xì) 化晶粒，嚴(yán)格控制會(huì)形成低熔點(diǎn)共晶的雜質(zhì)元素含量， 以提高金屬材料在脆性溫度區(qū)間的塑性，縮小脆性溫 度區(qū)間，并從焊接構(gòu)件設(shè)計(jì)和焊接工藝上設(shè)法盡量減 少在脆性溫度區(qū)間的拉伸應(yīng)變。 液化裂紋在鄰近焊接熔池的母材區(qū)或多層焊的 前一焊道上，因受焊接熱影響而發(fā)生晶界液化，并在拉 伸應(yīng)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(diǎn)物質(zhì)。
　　(2)由于快速 加熱使某些金屬化合物分解而來(lái)不及擴(kuò)散，局部晶界 產(chǎn)生某些合金元素的富集而達(dá)到共晶成分，使局部組 織的熔點(diǎn)下降，在焊接熱影響下促使局部晶界液化。防 止液化裂紋產(chǎn)生的措施有:嚴(yán)格控制母材的雜質(zhì)含量; 合理選用焊接材料;制定合理的焊接工藝規(guī)范，盡量減 少焊接熱作用。 多邊化裂紋在焊縫金屬凝固結(jié)晶不平衡的條件 下，在低于固相線溫度的高溫區(qū)域，沿多邊形化邊界形 成的熱裂紋。它與一次結(jié)晶的晶界無(wú)明顯關(guān)系，較多產(chǎn) 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(guò)熱和不平衡的結(jié)晶條件，使奧氏體結(jié) 晶中形成大量空位和位錯(cuò)，在一定溫度和應(yīng)力作用下 排列成亞晶界—多邊形化晶界，當(dāng)此晶界與有害雜 質(zhì)富集區(qū)重合時(shí)，往往會(huì)在拉應(yīng)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(dān)等元素，使多邊形化晶界來(lái)不及形 成，可以有效地避免產(chǎn)生多邊化裂紋;同時(shí)還應(yīng)減少焊 接過(guò)熱和焊接應(yīng)力。 失塑裂紋又稱高溫低塑性裂紋。在焊接熱影響 區(qū)或多層焊的前一焊道上，因焊接熱循環(huán)的作用致使 塑性陡降，在拉伸應(yīng)力下沿二次結(jié)晶晶界形成的熱裂 紋。其裂紋敏感溫度區(qū)域略低于再結(jié)晶溫度。多數(shù)發(fā)生 在奧氏體鋼和合金及少數(shù)高強(qiáng)度鋼的焊接接頭中。其 裂紋產(chǎn)生條件有些類同于多邊化裂紋，但其裂紋形成 機(jī)制和裂紋形態(tài)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(zhì)。