焊接裂紋的種類和基本特征
隨著鋼鐵、石油化工、艦船和電力等工業(yè)的發(fā)展，在焊接結(jié)構(gòu)方面都趨向大型化、大容量和高參數(shù)的方向發(fā)展，有的還在低溫、深冷、腐蝕介質(zhì)等環(huán)境下工作。
因此，各種低合金高強(qiáng)鋼，中、高合金鋼、超強(qiáng)鋼，以及各種合金材料的應(yīng)用日益廣泛。但是隨著這些鋼種和合金的應(yīng)用，在焊接生產(chǎn)上帶來許多新的問題，其中較為普遍而又十份嚴(yán)重的就是焊接裂紋。裂紋有時(shí)出現(xiàn)在焊接過程中，也有時(shí)出現(xiàn)在放置或運(yùn)行過程中，及所謂延遲裂紋。因?yàn)檫@種裂紋在制造中無法檢測(cè)，所以這種裂紋的危害性更為嚴(yán)重。焊接過程中所產(chǎn)生的裂紋有多種多樣，就目前的研究，按產(chǎn)生裂紋的本質(zhì)來分，大體上可分為以下五大類：
一、 熱裂紋
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，因此又把熱裂紋分為結(jié)晶裂紋、液化裂紋和多邊化裂紋等三類。
1、結(jié)晶裂紋
在結(jié)晶后期，由于低容共晶形成的液態(tài)薄膜消弱了晶粒間的聯(lián)結(jié)，在拉伸應(yīng)力作用下發(fā)生開裂。
主要產(chǎn)生在含雜質(zhì)較多的碳鋼、低合金鋼焊縫中（含硫、磷、鐵、碳、硅偏高）和單相奧氏體鋼、鎳基合金以及某些鋁合金的焊縫中。個(gè)別情況下，結(jié)晶裂紋也能在熱影響區(qū)產(chǎn)生。
2、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。
主要發(fā)生在含有鉻鎳的高強(qiáng)鋼、奧氏體鋼、以及某些鎳基合金的近縫區(qū)或多層焊層間部位。母材和焊絲中硫、磷、硅碳偏高時(shí)，液化裂紋的傾向?qū)@著增高。
3、多邊化裂紋
已凝固的結(jié)晶前沿，在高溫和應(yīng)力的作用下，晶格缺陷發(fā)生移動(dòng)和聚集，形成二次邊界，它在高溫處于低塑性狀態(tài)，在應(yīng)力作用下產(chǎn)生的裂紋。多邊化裂紋多發(fā)生在純金屬或單相奧氏體合金的焊縫中或近縫區(qū)，它是屬于熱裂紋的類型。
二、再熱裂紋
厚板焊接結(jié)構(gòu)，并含有某些沉淀強(qiáng)化合金元素的鋼材，在進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理或在一定溫度下服役的過程中，在焊接熱影響區(qū)粗晶部位發(fā)生的裂紋稱為再熱裂紋。再熱裂紋多發(fā)生在低合金高強(qiáng)鋼、珠光體耐熱鋼、奧氏體不銹鋼和某些鎳基合金的焊接熱影響區(qū)粗晶部位。
三、冷裂紋
冷裂紋是在焊接中產(chǎn)生的較為普遍的一種裂紋，它是在焊后冷至較低溫度下產(chǎn)生的。冷裂紋主要產(chǎn)生在低合金鋼、中合金鋼、中碳和高碳鋼的焊接熱影響區(qū)。個(gè)別情況下，如焊接超高強(qiáng)度鋼或某些鈦合金時(shí)，冷裂紋也出現(xiàn)在焊縫金屬上。
根據(jù)被焊鋼種和結(jié)構(gòu)的不同，冷裂紋也有不同的類別，大致可分為以下三類：
1、延遲裂紋
它是冷裂紋中的一種普遍形態(tài)，主要特點(diǎn)是不在焊后立即出現(xiàn)，而是有一般孕育期，在淬硬組織、氫和拘束應(yīng)力的共同作用下而產(chǎn)生的具有延遲特征的裂紋。
2、淬火裂紋
這種裂紋基本上沒有延遲現(xiàn)象，焊后立即發(fā)現(xiàn)，有時(shí)發(fā)生在焊縫上，有時(shí)出現(xiàn)在熱影響區(qū)。主要是有淬硬組織，在焊接應(yīng)力作用下產(chǎn)生的裂紋。
3、低塑性脆化裂紋
某些塑性較低的材料，冷至低溫時(shí)，由于收縮力而引起應(yīng)變超過了材質(zhì)本身所具有的塑性儲(chǔ)備或材質(zhì)變脆而產(chǎn)生的裂紋。由于是在較低的溫度下產(chǎn)生的，所以也是屬于冷裂紋的另一形態(tài)，但無延遲現(xiàn)象。
四、層狀撕裂
大型采油平臺(tái)和厚壁壓力容器的制造過程中，有時(shí)出現(xiàn)平行于軋制方向的階梯裂紋，所謂層狀撕裂。
主要是由于鋼板的內(nèi)部存在有分層夾雜物（沿軋制方向），在焊接時(shí)產(chǎn)生的垂直于軋制方向的應(yīng)力，致使在熱影響區(qū)火稍遠(yuǎn)的地方，產(chǎn)生“臺(tái)階”式層狀撕裂。
五、應(yīng)力腐蝕裂紋
某些焊接結(jié)構(gòu)（如容器和管道），在腐蝕介質(zhì)和應(yīng)力的共同作用下產(chǎn)生的延遲裂紋。影響應(yīng)力腐蝕裂紋的因素有結(jié)構(gòu)的材質(zhì)，腐蝕介質(zhì)的種類、結(jié)構(gòu)的形態(tài)、制造和焊接工藝、焊接材料，以及消除應(yīng)力的程度等。應(yīng)力腐蝕是在服役過程中產(chǎn)生的。
