热裂纹的种类(热裂纹产生的三大原因)

导语：百科热裂纹

　　高温区产生的裂纹

　　热裂纹是指在高温下结晶时产生的，而且都是沿晶开裂，所以也称为结晶裂纹。这种裂纹可在显微镜下观察到，具有晶间破坏的特征，在裂纹的断面上多数具有氧化色。热裂纹主要出现在含杂质较多的焊缝中(特别是含硫、磷、碳较多的碳钢焊缝中)和单相奥氏体或某些铝合金焊缝中，有时也产生在热影响区中。有纵向的，也有横向的。

　　热裂纹welding hot breaking

　　释义:高温区产生的裂纹

　　原因:焊缝和热影响区金属冷却

　　基本定义:焊接热裂纹(welding hot breaking)多产生于接近固相线的高温下，有沿晶界分布的特征，有时也能在低于固相线的温度下沿着“多边化边界”形成。焊接热裂纹通常产生于焊缝金属内，也可能在焊接熔合线邻近的热影响区组织内(母材金属)。按裂纹产生的机理、形态和温度区间不同，焊接热裂纹可分为：凝固裂纹，液化裂纹，多边化裂纹和失塑裂纹四种。

　　凝固裂纹

　　凝固裂纹又称结晶裂纹，产生在焊缝金属凝固过程后期的脆性温度区间。此时焊缝金属结晶接近完成，但晶粒间尚存在着很薄的液相层，塑性很低。当由冷却不均匀收缩而产生的拉伸变形超过临界值时，即沿晶界液相层开裂。这种裂纹大多起源于树枝状晶的最终汇合处，沿晶间扩展，严重时裂纹一直扩展到焊缝表面，因而凝固裂纹断口上可发现明显的氧化色。凝固裂纹常出现在含硫、磷(有时含硅，碳)较多的碳钢焊缝 中和单相奥氏体不锈钢、耐热钢、镍基合金及铝合金焊缝中。防止凝固裂纹发生的冶金措施有：调整成分，细化晶粒，严格控制会形成低熔点共晶的杂质元素含量， 以提高金属材料在脆性温度区间的塑性，缩小脆性温度区间，并从焊接构件设计和焊接工艺上设法尽量减少在脆性温度区间的拉伸应变。

　　液化裂纹

　　造成液化裂纹的原因是:(1)金属 材料的晶粒边界聚集较多的低熔点物质。(2)由于快速 加热使某些金属化合物分解而来不及扩散，局部晶界 产生某些合金元素的富集而达到共晶成分，使局部组织的熔点下降，在焊接热影响下促使局部晶界液化。防 止液化裂纹产生的措施有:严格控制母材的杂质含量; 合理选用焊接材料;制定合理的焊接工艺规范，尽量减 少焊接热作用。多边化裂纹在焊缝金属凝固结晶不平衡的条件 下，在低于固相线温度的高温区域，沿多边形化边界形 成的热裂纹。它与一次结晶的晶界无明显关系，较多产 生于单相奥氏体金属中。

　　多边化裂纹

　　多边化裂纹形成的原因是:由于焊接的高温过热和不平衡的结晶条件，使奥氏体结晶中形成大量空位和位错，在一定温度和应力作用下排列成亚晶界—多边形化晶界，当此晶界与有害杂质富集区重合时，往往会在拉应力作用下形成多边化裂纹。防止多边化裂纹的措施有:加入可提高多边化激活能的合金元素，如在镍一铬基单相奥氏体金属中加入适量的钨、铝或钽等元素，使多边形化晶界来不及形成，可以有效地避免产生多边化裂纹;同时还应减少焊 接过热和焊接应力。

　　失塑裂纹

　　失塑裂纹又称高温低塑性裂纹。在焊接热影响区或多层焊的前一焊道上，因焊接热循环的作用致使塑性陡降，在拉伸应力下沿二次结晶晶界形成的热裂纹。其裂纹敏感温度区域略低于再结晶温度。多数发生在奥氏体钢和合金及少数高强度钢的焊接接头中。其裂纹产生条件有些类同于多边化裂纹，但其裂纹形成机制和裂纹形态却各不相同。防止此种裂纹的有效措施是：精炼母材，减少有害杂质。

　　防止热裂纹的措施如下：

　　(1)减小硫、磷等有害元素的含量，用含碳量较低的材料焊接;

　　(2)加入一定的合金元素，减小柱状晶和偏析，如钼、钒、钛、铌等可以细化晶粒;

　　(3)采用熔深较浅的焊缝，改善散热条件使低熔点物质上浮在焊缝表面;

　　(4)合理选用焊接规范，并采用预热和后热，减小冷却速度;

　　(5)采用合理的装配次序，减小焊接应力。

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