在焊接領(lǐng)域，焊接裂紋可是個(gè)棘手難題，其種類豐富，產(chǎn)生條件與原因也千差萬別。有的裂紋焊后瞬間現(xiàn)身，有的稍作 “潛伏”，過段時(shí)間才冒頭，甚至?xí)诤罄m(xù)使用中，受外界特定條件誘發(fā)出現(xiàn)。而且，它們不光出現(xiàn)在焊縫、熱影響區(qū)表面，內(nèi)部也常常中招。深度了解焊接裂紋的分類與特點(diǎn)就顯得尤為關(guān)鍵，接下來就讓我們一同開啟這場知識探秘之旅。
一、按分布形態(tài)剖析焊接裂紋
在裂紋產(chǎn)生的區(qū)域上有焊縫裂紋和熱影響區(qū)裂紋；在相對于焊道的方向上有縱向裂紋和橫向裂紋，縱向裂紋的走向與焊縫軸線平行，橫向裂紋的走向與焊縫軸線基本垂直；在裂紋的尺寸大小上有宏觀裂紋和微觀裂紋；在裂紋的分布上有表面裂紋、內(nèi)部裂紋和弧坑(火口)裂紋；相對于焊縫垂直面的位置上，有焊趾裂紋、根部裂紋、焊道下裂紋和層狀撕裂等。
（1）縱向裂紋
基本上與焊縫軸線平行的裂紋,可能存在于焊縫金屬中(1)、熔合線上(2)、熱影響區(qū)(3)以及母材金屬中(4)。
（2）橫向裂紋
基本上與焊縫軸線垂直的裂紋，可能存在于焊縫金屬中(1)、熱影響區(qū)中(3)以及母材金屬中(4)。
（3）放射狀裂紋
具有某一公共點(diǎn)的放射狀裂紋，基本上與焊縫軸線平行的裂紋，可能存在于焊縫金屬中(1)、熱影響區(qū)(3)以及母材金屬中(4)。
（4）弧坑裂紋
在焊縫收弧弧坑處的裂紋，可能是縱向的(5)、橫向的(6)和星形的(7)。
（5）間斷裂紋群
一組間斷的裂紋可能存在于金屬中(1)、熱影響區(qū)(3)以及母材金屬中(4)。
（6）柱狀裂紋
在某一公共裂紋派生的一組裂紋，可能存在于焊縫金屬中(1)、熱影響區(qū)(3)以及母材金屬中(4)。
二、按產(chǎn)生機(jī)理深挖焊接裂紋
（1）熱裂紋
結(jié)晶裂紋：在結(jié)晶后期，雜質(zhì)較多的碳鋼、低中合金鋼、奧氏體鋼、鎳基合金這類材料，由于低熔點(diǎn)共晶形成液態(tài)薄膜，弱化了晶粒間連接。此時(shí)，拉伸應(yīng)力一 “發(fā)力”，焊縫上就容易開裂，少量會在熱影響區(qū)沿奧氏體晶界出現(xiàn)，敏感溫度處于固相線以上稍高的固液狀態(tài)。
多邊化裂紋：純金屬及單相奧氏體合金焊接時(shí)，已凝固的結(jié)晶前沿，在高溫與應(yīng)力雙重作用下，晶格缺陷移動聚集，形成低塑性的二次邊界，稍受應(yīng)力就產(chǎn)生裂紋，敏感溫度在固相線以下再結(jié)晶溫度，常于焊縫、熱影響區(qū)沿奧氏體晶界開裂。
液化裂紋：含 S、P、C 較多的鎳鉻高強(qiáng)鋼、奧氏體鋼和鎳基合金等材料，在焊接熱循環(huán)峰值溫度沖擊下，熱影響區(qū)和多層焊層間發(fā)生重熔，應(yīng)力一來，就在熱影響區(qū)及多層焊區(qū)間沿晶界產(chǎn)生裂紋，敏感溫度在固相線以下稍低位置。
（2）冷裂紋
淬硬脆化裂紋：中、高碳鋼，低、中合金鋼，鈦合金等材料焊接時(shí)，淬硬組織遇上焊接應(yīng)力，就在熱影響區(qū)（少量在焊縫）沿晶或穿晶產(chǎn)生裂紋，敏感溫度在 Ms 點(diǎn)以下。
低塑性脆化裂紋：含碳的 Ni-Cr-Mo 鋼、馬氏體不銹鋼、工具鋼這類材料，在較低溫度下，自身收縮應(yīng)變超出塑性儲備，于是熱影響區(qū)及焊縫沿晶或穿晶出現(xiàn)裂紋，敏感溫度在 Ms 點(diǎn)附近。
延遲裂紋：鑄鐵、堆焊硬質(zhì)合金焊接時(shí)，淬硬組織、氫、拘束應(yīng)力三方 “勾結(jié)”，催生出具有延遲特性的裂紋，在 400℃以下的熱影響區(qū)及焊縫沿晶或穿晶出現(xiàn)。
（3）再熱裂紋
厚板焊接結(jié)構(gòu)進(jìn)行消除應(yīng)力處理時(shí)，含有沉淀強(qiáng)化的高強(qiáng)鋼、珠光體鋼、奧氏體鋼、鎳基合金等材料的熱影響區(qū)粗晶區(qū)，要是存在應(yīng)力集中，應(yīng)力松弛產(chǎn)生的附加變形大于蠕變塑性，600 - 700℃再次加熱時(shí)，熱影響區(qū)粗晶區(qū)沿晶就會出現(xiàn)再熱裂紋。
（4）層狀撕裂
含有雜質(zhì)的低合金高強(qiáng)度厚板結(jié)構(gòu)，內(nèi)部分層夾雜物沿軋制方向分布，焊接時(shí)垂直軋制方向應(yīng)力一作用，熱影響區(qū)或稍遠(yuǎn)地方就產(chǎn)生 “臺階” 式層狀開裂，敏感溫度約在 400℃以下。
（5）應(yīng)力腐蝕裂紋
碳鋼、低合金鋼、不銹鋼、鋁合金等制成的焊接容器、管道等結(jié)構(gòu)，在腐蝕介質(zhì)與應(yīng)力共同作用下，會產(chǎn)生延遲開裂，任何工作溫度下，焊縫和熱影響區(qū)都可能沿晶穿晶出現(xiàn)裂紋。
焊接裂紋的復(fù)雜性遠(yuǎn)超想象，不同的分類背后對應(yīng)著各異的產(chǎn)生機(jī)制與表象特征。在實(shí)際的焊接工作場景里，知識就是守護(hù)質(zhì)量與安全的堅(jiān)盾。希望各位讀者能在操作臺前、施工現(xiàn)場，敏銳洞察每一處細(xì)微異常，用所學(xué)知識規(guī)避裂紋的產(chǎn)生，為制造業(yè)的蓬勃發(fā)展持續(xù)注入強(qiáng)勁動力。
探討焊接技術(shù)：爆炸焊有哪些應(yīng)用領(lǐng)域？
爆炸焊的工作原理是什么？
高強(qiáng)耐候鋼焊接問題分析及有效應(yīng)對措施
激光電弧復(fù)合焊接技術(shù)：焊接速度對焊接效果的影響
激光焊接知識分享：焊縫跟蹤技術(shù)
激光焊接技術(shù)分享：激光擺動焊接技術(shù)
激光加工技術(shù)：超快激光加工詳細(xì)介紹
焊接技術(shù)分享：盤點(diǎn)那些特殊的焊接技術(shù)
2024年激光焊接技術(shù)的最新趨勢
