英文
welding cracking
简介
金属焊接过程中，在金属焊接接头中由于焊接热循环的原因所引起的各种裂纹的统称。金属的焊接过程是在热力学不平衡的条件下进行的。由于金属材料本身的冶金因素和产品制造所特定的工艺因素，以及焊件设计所构成的结构因素等的综合作用，特别是当焊接接头具有复杂的几何形状使其应力集中程度高、应力状态恶劣时，容易出现焊接裂纹。
产生原因 导致焊接接头开裂的因素大致可归结为两大类：即力学因素和冶金因素。
(1)力学因素。焊接时不平衡的快速加热和快速冷却，焊接接头金属承受了热循环的作用，在接头的不同区域，加热的峰值温度不同，冷却速度也不同，这就产生了不均匀的组织区域。同时，由于热应变不均匀，不同区域间会产生不同的应力联系。所有这些，使整个焊接接头金属处于复杂的应力-应变状态。内在的热应力，组织应力与外加的拘束应力相叠加，构成了焊接接头金属开裂的必要力学条件。
(2)冶金因素。由于焊接是一系列不平衡的工艺过程的综合，在快速冶金与凝固的条件下，必然产生不同程度的物理与化学状态的不均匀性。例如，在焊缝金属中，由于结晶偏析，使化学成分分布不均匀。其中有：低温共晶的组成元素，如硫、磷、硅等发生偏聚富集(这对焊接裂纹的形成起重要作用);焊接冶金过程带来的夹渣与夹杂，以及N2、H2、O2等气体元素处于饱和状态;在热影响区金属中，快速加热和冷却使金属中的空位浓度增加;由于材料的淬硬倾向，使金属发生不利于提高抗裂纹发生与发展能力的组织转变(如马氏体组织转变)等。在一定的力学因素条件下，这些都将成为促进焊接裂纹萌生与发展的冶金因素。
分类 传统上将焊接裂纹分成焊接热裂纹和焊接冷裂纹以及焊接再热裂纹。一般，将焊接过程中，焊缝和热影响区金属冷却到固相线附近的高温区所产生的焊接裂纹定义为热裂纹，而冷却到较低温度下(对于钢来说，在Ms温度以下)时产生的焊接裂纹定义为冷裂纹。但这并不是一种确切的科学定义。事实上，在焊接过程中，从高温到低温，尽管裂纹机理不同，产生的条件不同，金属的断裂性质有某种突变，这种突变是由沿晶断裂过渡到穿晶断裂。因此，用促使断裂特征发生质的突变的热力学条件来划分冷热裂纹的范围更为科学。另外，在焊接过程中，一些焊接结构由于性能上的要求，如降低残余应力、提高热影响区金属的韧性、消除焊接时的残余氢、改善抗腐蚀性能，需要进行焊后热处理;或有的焊件需要在高温下工作，热处理后或在高温下工作了一段时间后所产生的裂纹，仍属焊接裂纹，但习惯上专门定义这种裂纹为焊接再热裂纹或应力松弛裂纹。
形态图 由于裂纹的形态能反映导致产生裂纹的本质因素，焊接工作者十分重视焊接裂纹形态的分类。如图是焊接生产中，人们根据焊接接头裂缝的直观形态和分布特征所进行的分类图。
焊接接头裂纹分布形态分类示意图
1—焊缝中的纵向裂缝与弧形裂缝(多为结晶裂缝);2—焊缝中的横向裂缝(多为延迟裂缝);3—熔合区附近的横向裂缝(多为延迟裂缝);4—焊缝根部裂缝(延迟裂缝、热应力裂缝);5—近缝区根部裂缝(延迟裂缝);6—焊趾处纵向裂缝(延迟裂缝);7—焊趾处纵向裂缝(液化裂缝、再热裂缝);8—焊道下裂缝(延迟裂缝、液化裂缝、高温低塑性裂缝、再热裂缝);9—层状撕裂
a—火口裂缝纵向裂缝;b—火口裂缝横向裂缝;c—火口裂缝星形裂缝
参考书目
哈尔滨焊接研究所.焊接裂纹金相分析图谱.哈尔滨：黑龙江科学技术出版社，1981