異種鋼焊(han)接時(shi)，通常可能(neng)出現下(xia)列(lie)形式的裂(lie)紋。

1. 近縫區裂紋

  大多數發生在(zai)與(yu)具(ju)有淬火傾(qing)向的高合金(jin)馬氏體鋼或一般低(di)、中(zhong)合金(jin)的珠(zhu)光體鋼焊接時。近縫區裂(lie)紋(wen)形態為與(yu)熔合線平行并與(yu)熔合線略有一點距離處所出現的裂(lie)紋(wen)。

  異(yi)種(zhong)(zhong)鋼焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭熔合(he)區(qu)的(de)(de)(de)(de)裂(lie)紋(wen)與(yu)該部位的(de)(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)分不均(jun)勻性(xing)(xing)和組織(zhi)不均(jun)勻性(xing)(xing)有(you)直接(jie)關系。從微(wei)觀上(shang)看，這(zhe)(zhe)里存在(zai)著由(you)一種(zhong)(zhong)材(cai)料A過(guo)渡(du)到另(ling)一種(zhong)(zhong)材(cai)料B（或(huo)(huo)D）的(de)(de)(de)(de)所(suo)有(you)中(zhong)間成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)分合(he)金(jin)。在(zai)母(mu)材(cai)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)A、B能(neng)形成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)連(lian)續無限互熔的(de)(de)(de)(de)場合(he)下（此時焊(han)(han)縫成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)分D必屬(shu)(shu)(shu)于A、B的(de)(de)(de)(de)二元(yuan)固溶體），這(zhe)(zhe)些(xie)中(zhong)間成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)分也都屬(shu)(shu)(shu)于性(xing)(xing)能(neng)良(liang)(liang)好的(de)(de)(de)(de)固溶合(he)金(jin)，通常不會形成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)裂(lie)紋(wen)。若(ruo)母(mu)材(cai)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)A（或(huo)(huo)B）、D兩種(zhong)(zhong)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)分構成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)復雜的(de)(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)圖，其中(zhong)存在(zai)著導(dao)致裂(lie)紋(wen)的(de)(de)(de)(de)硬脆化(hua)(hua)合(he)物中(zhong)間相(xiang)(xiang)，或(huo)(huo)有(you)可(ke)能(neng)產生易淬火硬化(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)合(he)金(jin)，則在(zai)此有(you)萌生裂(lie)紋(wen)的(de)(de)(de)(de)可(ke)能(neng)。不過(guo)，若(ruo)采用良(liang)(liang)好的(de)(de)(de)(de)工藝(yi)措施，使得由(you)焊(han)(han)縫D到母(mu)材(cai)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)A（或(huo)(huo)B）之間的(de)(de)(de)(de)熔合(he)區(qu)過(guo)渡(du)層(ceng)比(bi)較(jiao)薄(bo)，特別是其中(zhong)的(de)(de)(de)(de)不均(jun)勻攪拌層(ceng)很(hen)(hen)薄(bo)時，這(zhe)(zhe)種(zhong)(zhong)有(you)害組成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)幾何尺(chi)寸(cun)極小或(huo)(huo)甚至根本不能(neng)形成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)，其危(wei)害性(xing)(xing)就(jiu)能(neng)大(da)大(da)降低甚至消(xiao)除(chu)。上(shang)述(shu)分析沒有(you)考慮母(mu)材(cai)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)A（或(huo)(huo)B）與(yu)D之間線脹系數、彈(dan)性(xing)(xing)模(mo)量等方面(mian)的(de)(de)(de)(de)差(cha)異(yi)。若(ruo)這(zhe)(zhe)種(zhong)(zhong)差(cha)異(yi)很(hen)(hen)大(da)，即使過(guo)渡(du)層(ceng)很(hen)(hen)薄(bo)，出現的(de)(de)(de)(de)溫度差(cha)應(ying)力梯度也很(hen)(hen)大(da)，不連(lian)續應(ying)力狀(zhuang)態(tai)嚴重，這(zhe)(zhe)也有(you)可(ke)能(neng)導(dao)致焊(han)(han)后冷(leng)卻過(guo)程中(zhong)出現應(ying)力裂(lie)紋(wen)。

  近(jin)(jin)縫(feng)(feng)(feng)區(qu)有(you)可(ke)(ke)能(neng)形(xing)成(cheng)冷(leng)(leng)裂(lie)紋(wen)(wen)(wen)(wen)，這是(shi)因為在近(jin)(jin)縫(feng)(feng)(feng)區(qu)形(xing)成(cheng)硬脆(cui)的(de)(de)馬氏體(ti)組織所(suo)致(zhi)，它的(de)(de)比容增(zeng)大(da)造成(cheng)組織應(ying)力加大(da)，導(dao)致(zhi)近(jin)(jin)縫(feng)(feng)(feng)區(qu)出(chu)現微(wei)裂(lie)紋(wen)(wen)(wen)(wen)，在焊(han)接(jie)(jie)應(ying)力作用下(xia)，微(wei)裂(lie)紋(wen)(wen)(wen)(wen)擴展(zhan)為宏觀裂(lie)紋(wen)(wen)(wen)(wen)；或者(zhe)是(shi)在淬火鋼(gang)焊(han)縫(feng)(feng)(feng)的(de)(de)近(jin)(jin)縫(feng)(feng)(feng)區(qu)，由(you)于(yu)氫從焊(han)縫(feng)(feng)(feng)金(jin)屬中(zhong)(zhong)擴散到近(jin)(jin)縫(feng)(feng)(feng)區(qu)并使之(zhi)飽和，產生(sheng)(sheng)較大(da)的(de)(de)內應(ying)力，增(zeng)加了近(jin)(jin)縫(feng)(feng)(feng)區(qu)脆(cui)性而(er)發(fa)生(sheng)(sheng)氫致(zhi)裂(lie)紋(wen)(wen)(wen)(wen)。例如鐵(tie)素體(ti)不銹鋼(gang)-珠光體(ti)鋼(gang)的(de)(de)焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭，若焊(han)縫(feng)(feng)(feng)金(jin)屬為穩定的(de)(de)純鐵(tie)素體(ti)組織，由(you)于(yu)鐵(tie)素體(ti)溶(rong)解氫的(de)(de)能(neng)力比奧氏體(ti)小的(de)(de)多(duo)，在溶(rong)入高溫(wen)熔池中(zhong)(zhong)的(de)(de)氫，絕大(da)部分將流向Ac3溫(wen)度以上(shang)的(de)(de)珠光體(ti)鋼(gang)焊(han)縫(feng)(feng)(feng)一側(ce)的(de)(de)熱影響區(qu)金(jin)屬中(zhong)(zhong)，冷(leng)(leng)卻(que)過程中(zhong)(zhong)就有(you)可(ke)(ke)能(neng)使氫來不及從淬火區(qu)金(jin)屬中(zhong)(zhong)析出(chu)，形(xing)成(cheng)高度過飽和，從而(er)增(zeng)大(da)其發(fa)生(sheng)(sheng)氫致(zhi)裂(lie)紋(wen)(wen)(wen)(wen)的(de)(de)可(ke)(ke)能(neng)性。

  在(zai)(zai)異(yi)種鋼(gang)焊接時(shi)，還可能由于熔(rong)化金(jin)(jin)屬中(zhong)的(de)低(di)熔(rong)成分(fen)向鄰(lin)近的(de)固態金(jin)(jin)屬晶界(jie)滲(shen)(shen)(shen)透(tou)，形成低(di)熔(rong)液(ye)態金(jin)(jin)屬層，從而(er)導致裂(lie)紋(wen)(wen)。例如，用黃銅焊絲釬焊結(jie)構鋼(gang)接頭或者鋼(gang)-銅接頭時(shi)，特別是氣焊的(de)條件下，如果(guo)高溫停留時(shi)間過長，有可能由于黃銅沿著(zhu)鋼(gang)的(de)奧氏體(ti)晶界(jie)往(wang)母(mu)材(cai)(cai)金(jin)(jin)屬深處滲(shen)(shen)(shen)透(tou)，導致母(mu)材(cai)(cai)金(jin)(jin)屬的(de)晶界(jie)產生(sheng)裂(lie)紋(wen)(wen)，可以(yi)將其稱為滲(shen)(shen)(shen)透(tou)裂(lie)紋(wen)(wen)。還例如，在(zai)(zai)焊接碳(tan)(tan)鋼(gang)-奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)接頭時(shi)，碳(tan)(tan)鋼(gang)坡口部(bu)位母(mu)材(cai)(cai)中(zhong)的(de)低(di)熔(rong)點夾(jia)雜物被吸入(ru)奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)的(de)近縫區(qu)，而(er)引起近縫區(qu)中(zhong)出現晶間熱裂(lie)紋(wen)(wen)。

2. 焊(han)縫金屬中的熱裂(lie)紋

  為了(le)使(shi)焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭具有良好的(de)塑性(xing)，一(yi)般希(xi)望(wang)焊(han)(han)縫(feng)金(jin)(jin)屬(shu)為奧氏體組織，而此時恰(qia)恰(qia)最易(yi)出現焊(han)(han)縫(feng)中(zhong)心裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)。其(qi)形成(cheng)(cheng)(cheng)機理(li)與奧氏體不銹(xiu)鋼焊(han)(han)接(jie)形成(cheng)(cheng)(cheng)熱裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)一(yi)樣：在焊(han)(han)縫(feng)尚未完全(quan)結(jie)晶之前，熔池(chi)中(zhong)存在低(di)熔點液膜(mo)，在結(jie)晶過(guo)程中(zhong)，熔池(chi)收縮(suo)焊(han)(han)縫(feng)受拉，低(di)熔點液態薄膜(mo)被破壞又得不到補充，就形成(cheng)(cheng)(cheng)結(jie)晶裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)。根(gen)據(ju)形成(cheng)(cheng)(cheng)裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)的(de)機理(li)，按照焊(han)(han)接(jie)冶(ye)金(jin)(jin)學基本規(gui)律進(jin)行分析，設計(ji)出防止形成(cheng)(cheng)(cheng)熱裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)的(de)焊(han)(han)縫(feng)金(jin)(jin)屬(shu)化學成(cheng)(cheng)(cheng)分，可以(yi)(yi)通過(guo)研(yan)制或選(xuan)擇(ze)焊(han)(han)接(jie)材料(liao)來進(jin)行大幅度(du)調控，來避(bi)免焊(han)(han)縫(feng)熱裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)的(de)形成(cheng)(cheng)(cheng)；也可以(yi)(yi)依據(ju)相同或類似成(cheng)(cheng)(cheng)功的(de)工程實例來選(xuan)擇(ze)焊(han)(han)接(jie)材料(liao)。

3. 焊接接頭中殘余應力(li)引起的裂紋

  異種鋼焊接時由于兩種母材金屬熱物理性能不同，在不同材料的各個部分，焊接溫度場分布不對稱，也可能造成的裂紋。例如，珠光體鋼和奧氏體型不銹鋼在20～600℃溫度范圍內線脹系數為（13.5～14.5）×10^-6／℃和（16.5～18.5）×10^-6／℃，焊后焊接接頭必然會出現較大的殘余應力，在奧氏體焊縫一側承受拉應力，而在珠光體鋼焊縫一側承受壓應力，即使通過焊后熱處理也不能改變其應力分布的特征，僅僅會使殘余應力重新分布。如果上述異種鋼焊接接頭在高溫下運行還會產生很大的熱應力，尤其是在周期性加熱和冷卻的工作條件下服役，焊接接頭又要承受嚴重的熱交變應力，會在珠光體鋼一側的熔合區中產生熱疲勞裂紋，并沿脫碳層擴散，導致焊接接頭在短期內破壞。