焊接熱裂紋的原因分析及防止措施

熱裂紋是在焊接時(shí)高溫下產(chǎn)生的，故稱熱裂紋。根據(jù)所焊金屬的材料不同，所產(chǎn)生熱裂紋的形態(tài)、溫度區(qū)和主要原因也各不同。熱裂紋多產(chǎn)生于接近固相線的高溫下，有沿晶界（見界面）分布的特征；但有時(shí)也能在低于固相線的溫度下沿“多邊形化邊界”形成。熱裂紋通常多產(chǎn)生于焊接金屬內(nèi)，但也可能形成在焊接熔合線附近的被焊金屬（母材）內(nèi)。按其形成過程的特點(diǎn)又可分為液化裂紋、多邊化裂紋。

高溫液化裂紋在焊接熱循環(huán)峰值溫度的作用下，在熱影響區(qū)和多層焊的層間發(fā)生重熔，在應(yīng)力作用下產(chǎn)生的裂紋。液化裂紋主要產(chǎn)生于焊鏠熔合線附近的母材中，有時(shí)也產(chǎn)生于多層焊的先施焊的焊道內(nèi)。形成原因是由于在焊接熱的作用下焊縫熔全線外側(cè)金屬內(nèi)產(chǎn)生沿晶界的局部熔化，以及在隨后冷卻收縮時(shí)引起的沿晶界液化層開裂。造成這種裂紋的情況有二種：一是材料晶料邊界有較多的低熔點(diǎn)物質(zhì)；另一種是由于迅速加熱使某些金屬化合物分解而又來不及擴(kuò)散以致局部晶界出現(xiàn)一些合金元素的富集甚至達(dá)到共晶成分。防止這類裂紋的原則為嚴(yán)格控制雜質(zhì)含量，合理選用焊接材料，盡量減少焊接熱的作用。

    多邊化裂紋是在低于固相線溫度下形成的。其特點(diǎn)是沿“多邊形化邊界”分布，與一次結(jié)晶晶界無明顯關(guān)系。易產(chǎn)生于單相奧氏體金屬中，這種現(xiàn)象可解釋為由于焊接的高溫過熱和不平衡的結(jié)晶條件使晶體內(nèi)形成大量的空位和位錯(cuò)，在必需的溫度、應(yīng)力作用下排列成亞晶界（多邊形化晶界），當(dāng)些晶界與有害雜質(zhì)富集區(qū)重合時(shí)，往往形成微裂紋。削除些種缺陷的方法是加入可以提高多邊形化激活能的合金元素。如在Ni-Cr合金中加入W、Mo、Ta等；另一方面是減少焊接時(shí)過熱和焊接應(yīng)力。