1、第五章 焊接裂纹5.1 焊接热裂纹w1、热裂纹的分类n 结晶裂纹（凝固裂纹）n 液化裂纹n 多边化裂纹焊缝中结晶裂纹的分布w2、热裂纹一般特征n 产生时期：在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时产生的裂纹。n 裂纹走向 ： 裂纹起源与扩展均是沿晶粒边界n 产生部位：焊缝或热影响区近缝区n 材质：焊杂质较多的碳钢、低合金高强钢、奥氏体不锈钢、铝合金、镍基合金等第五章 焊接裂纹5.1 焊接热裂纹w3、热裂纹形成n 产生的条件：从金属断裂理论可知，发生高温沿晶断裂的条件是，在高温阶段晶间延性或塑性变形能力min不足以承受凝固过程或高温时冷却过程积累的应变 ，即： minn 脆性温度
2、区间：在高温阶段，金属存在两个脆性温度区间。形成焊接热裂纹的 “脆性温度区间 ”第五章 焊接裂纹5.1 焊接热裂纹w 脆性温度区间n 在 I区：与液膜有关的裂纹形核w 焊缝金属在结晶末期，在固相线 Ts附近，因晶间残存液膜使塑性下降所造成的热裂纹统称为凝固裂纹（结晶裂纹）。这种裂纹容易在焊缝中心形成，特别容易在弧坑产生。w 在母材近缝区或多层焊的前一焊道因过热而液化的晶界上，也会导致由于晶间液膜分离的开裂现象，这种裂纹则称液化裂纹。n 在 II区：与液膜无关的裂纹形核 与再结晶相联系而致晶间延性陡降，造成沿晶开裂，称为高温失沿裂纹。 由于位错运动而形成多变化边界（亚晶界）而开裂的，称为多边化裂
3、纹。第五章 焊接裂纹5.1 焊接热裂纹w4、结晶裂纹的形成机理（与液膜有关的裂纹形核）熔池结晶的阶段及脆性温度区间第五章 焊接裂纹5.1 焊接热裂纹w4、结晶裂纹的形成机理（与液膜有关的裂纹形核）n 熔池结晶过程w液固阶段：熔池开始结晶，仅有少量的晶核，以后逐渐晶核长大核形成新的晶核，但始终保持有较多的液相，相邻晶粒之间不发生接触，液态金属可在晶粒之间自由流动。此时虽有拉伸应力存在，但被拉开的缝隙能及时被流动着的液态金属所填满，因此在液固阶段不产生裂纹。第五章 焊接裂纹5.1 焊接热裂纹w4、结晶裂纹的形成机理（与液膜有关的裂纹形核）w固液阶段：当结晶继续进行时，固相不断增多，且不断长大，冷却
4、到某一阶段，相邻晶粒之间发生接触，由于液态金属少，液态金属不能在晶粒之间自由流动。在拉伸应力作用下产生的微小的缝隙不能被填充，最后凝固的存在于固相金属间的低熔点液态金属，已成为液态薄模，强度低、变形能力差，而应变集中，因此有产生裂纹的可能。这个阶段正好对应脆性温度区间。第五章 焊接裂纹5.1 焊接热裂纹凝固裂纹产生示意图5、结晶裂纹产生条件第五章 焊接裂纹5.1 焊接热裂纹w5、结晶裂纹产生条件n 脆性温度区间的 TB大小， TB ， 结晶裂纹 ；n 合金材料在 TB 区间具有的延性 min， min ， 结晶裂纹 n TB 区间内积累的应变 或应变增长率 / T， / T ， 结晶裂纹 。第五章 焊接裂纹5.1 焊接热裂纹w5、结晶裂纹产生条件n 当 TB 及 min一定时，能否产生凝固裂纹主要取决于在 TB 内 / T 的变化情况。w应变增长率为直线 1时， min ， 则产生裂纹；第五章 焊接裂纹5.1 焊接热裂纹w5、结晶裂纹产生条件n TB、 min-冶金因素、化学成分、杂质数量及分布、晶粒大小n / T-合金的线膨胀系数、接头的刚度或拘速度、温度场特性等
