異種鋼焊接時，通常(chang)可(ke)能(neng)出現(xian)下列形(xing)式的裂紋。

1. 近縫區(qu)裂紋(wen)

  大多數發生在(zai)與(yu)具有淬火傾向的高(gao)合金(jin)馬(ma)氏體(ti)鋼(gang)或一般低、中合金(jin)的珠光體(ti)鋼(gang)焊接時。近縫區裂紋(wen)形態為與(yu)熔合線平行并(bing)與(yu)熔合線略有一點距離處所(suo)出(chu)現的裂紋(wen)。

  異(yi)種(zhong)(zhong)鋼焊(han)接接頭(tou)熔合(he)區(qu)的(de)(de)(de)(de)(de)裂紋(wen)(wen)與該部位的(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)(cheng)分(fen)不(bu)均(jun)勻(yun)(yun)性(xing)(xing)(xing)和組(zu)織不(bu)均(jun)勻(yun)(yun)性(xing)(xing)(xing)有(you)直接關(guan)系。從(cong)微觀上(shang)看，這(zhe)里存在(zai)著由一(yi)種(zhong)(zhong)材(cai)料A過(guo)(guo)渡(du)到另(ling)一(yi)種(zhong)(zhong)材(cai)料B（或(huo)D）的(de)(de)(de)(de)(de)所有(you)中(zhong)(zhong)間成(cheng)(cheng)(cheng)分(fen)合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)。在(zai)母(mu)材(cai)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)A、B能(neng)(neng)形成(cheng)(cheng)(cheng)連續(xu)無限(xian)互熔的(de)(de)(de)(de)(de)場合(he)下(xia)（此時焊(han)縫成(cheng)(cheng)(cheng)分(fen)D必(bi)屬(shu)于(yu)A、B的(de)(de)(de)(de)(de)二元固溶體），這(zhe)些(xie)中(zhong)(zhong)間成(cheng)(cheng)(cheng)分(fen)也都屬(shu)于(yu)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)良(liang)好的(de)(de)(de)(de)(de)固溶合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)，通常(chang)不(bu)會形成(cheng)(cheng)(cheng)裂紋(wen)(wen)。若(ruo)母(mu)材(cai)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)A（或(huo)B）、D兩種(zhong)(zhong)成(cheng)(cheng)(cheng)分(fen)構成(cheng)(cheng)(cheng)復雜(za)的(de)(de)(de)(de)(de)相圖，其中(zhong)(zhong)存在(zai)著導致裂紋(wen)(wen)的(de)(de)(de)(de)(de)硬脆化合(he)物中(zhong)(zhong)間相，或(huo)有(you)可(ke)能(neng)(neng)產(chan)生易淬火(huo)硬化的(de)(de)(de)(de)(de)合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)，則在(zai)此有(you)萌(meng)生裂紋(wen)(wen)的(de)(de)(de)(de)(de)可(ke)能(neng)(neng)。不(bu)過(guo)(guo)，若(ruo)采用良(liang)好的(de)(de)(de)(de)(de)工藝(yi)措施，使得(de)由焊(han)縫D到母(mu)材(cai)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)A（或(huo)B）之間的(de)(de)(de)(de)(de)熔合(he)區(qu)過(guo)(guo)渡(du)層(ceng)比較薄，特別是其中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)均(jun)勻(yun)(yun)攪(jiao)拌層(ceng)很(hen)(hen)薄時，這(zhe)種(zhong)(zhong)有(you)害(hai)組(zu)成(cheng)(cheng)(cheng)相的(de)(de)(de)(de)(de)幾何尺寸極小或(huo)甚(shen)至(zhi)根本不(bu)能(neng)(neng)形成(cheng)(cheng)(cheng)，其危(wei)害(hai)性(xing)(xing)(xing)就能(neng)(neng)大(da)(da)大(da)(da)降低甚(shen)至(zhi)消(xiao)除。上(shang)述分(fen)析沒有(you)考(kao)慮母(mu)材(cai)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)A（或(huo)B）與D之間線脹系數、彈性(xing)(xing)(xing)模量(liang)等方面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)差異(yi)。若(ruo)這(zhe)種(zhong)(zhong)差異(yi)很(hen)(hen)大(da)(da)，即使過(guo)(guo)渡(du)層(ceng)很(hen)(hen)薄，出現的(de)(de)(de)(de)(de)溫度差應(ying)力梯(ti)度也很(hen)(hen)大(da)(da)，不(bu)連續(xu)應(ying)力狀態嚴重，這(zhe)也有(you)可(ke)能(neng)(neng)導致焊(han)后冷卻過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)出現應(ying)力裂紋(wen)(wen)。

  近(jin)縫(feng)(feng)(feng)區(qu)(qu)(qu)有可(ke)(ke)能(neng)形(xing)成(cheng)冷(leng)裂(lie)紋(wen)，這是(shi)因(yin)為在(zai)(zai)(zai)近(jin)縫(feng)(feng)(feng)區(qu)(qu)(qu)形(xing)成(cheng)硬(ying)脆(cui)的(de)(de)(de)(de)(de)馬(ma)氏體組(zu)織所致(zhi)(zhi)，它的(de)(de)(de)(de)(de)比容增(zeng)大(da)造成(cheng)組(zu)織應力(li)加大(da)，導致(zhi)(zhi)近(jin)縫(feng)(feng)(feng)區(qu)(qu)(qu)出現(xian)微(wei)裂(lie)紋(wen)，在(zai)(zai)(zai)焊(han)(han)接(jie)(jie)應力(li)作(zuo)用(yong)下(xia)，微(wei)裂(lie)紋(wen)擴(kuo)展為宏觀裂(lie)紋(wen)；或者是(shi)在(zai)(zai)(zai)淬火鋼焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)的(de)(de)(de)(de)(de)近(jin)縫(feng)(feng)(feng)區(qu)(qu)(qu)，由(you)于氫(qing)從焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)金(jin)(jin)屬(shu)中(zhong)擴(kuo)散到近(jin)縫(feng)(feng)(feng)區(qu)(qu)(qu)并使之飽和，產(chan)生(sheng)較(jiao)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)內應力(li)，增(zeng)加了近(jin)縫(feng)(feng)(feng)區(qu)(qu)(qu)脆(cui)性(xing)而(er)發(fa)生(sheng)氫(qing)致(zhi)(zhi)裂(lie)紋(wen)。例如(ru)鐵素(su)(su)體不銹鋼-珠光(guang)體鋼的(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭，若(ruo)焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)金(jin)(jin)屬(shu)為穩定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)純鐵素(su)(su)體組(zu)織，由(you)于鐵素(su)(su)體溶解氫(qing)的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)力(li)比奧氏體小的(de)(de)(de)(de)(de)多，在(zai)(zai)(zai)溶入(ru)高(gao)溫熔池中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)氫(qing)，絕大(da)部分將流向Ac3溫度(du)以上的(de)(de)(de)(de)(de)珠光(guang)體鋼焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)一側的(de)(de)(de)(de)(de)熱影(ying)響區(qu)(qu)(qu)金(jin)(jin)屬(shu)中(zhong)，冷(leng)卻(que)過(guo)程中(zhong)就有可(ke)(ke)能(neng)使氫(qing)來不及從淬火區(qu)(qu)(qu)金(jin)(jin)屬(shu)中(zhong)析出，形(xing)成(cheng)高(gao)度(du)過(guo)飽和，從而(er)增(zeng)大(da)其發(fa)生(sheng)氫(qing)致(zhi)(zhi)裂(lie)紋(wen)的(de)(de)(de)(de)(de)可(ke)(ke)能(neng)性(xing)。

  在(zai)異(yi)種(zhong)鋼(gang)(gang)(gang)焊接(jie)時，還可(ke)能由于熔化金屬(shu)中的(de)低熔成(cheng)分向(xiang)鄰近(jin)的(de)固態(tai)金屬(shu)晶界滲(shen)透，形成(cheng)低熔液態(tai)金屬(shu)層，從(cong)而(er)導致裂(lie)紋(wen)。例(li)如，用黃銅焊絲(si)釬焊結(jie)構鋼(gang)(gang)(gang)接(jie)頭(tou)或(huo)者鋼(gang)(gang)(gang)-銅接(jie)頭(tou)時，特(te)別(bie)是氣焊的(de)條件(jian)下，如果高溫停留時間過(guo)長，有可(ke)能由于黃銅沿著鋼(gang)(gang)(gang)的(de)奧氏體晶界往母材(cai)金屬(shu)深處滲(shen)透，導致母材(cai)金屬(shu)的(de)晶界產生裂(lie)紋(wen)，可(ke)以將其稱為滲(shen)透裂(lie)紋(wen)。還例(li)如，在(zai)焊接(jie)碳鋼(gang)(gang)(gang)-奧氏體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)接(jie)頭(tou)時，碳鋼(gang)(gang)(gang)坡口部位母材(cai)中的(de)低熔點夾雜(za)物被吸(xi)入奧氏體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)近(jin)縫(feng)區，而(er)引起近(jin)縫(feng)區中出現晶間熱裂(lie)紋(wen)。

2. 焊縫金屬(shu)中(zhong)的熱裂(lie)紋

  為了使焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭具(ju)有良好的(de)塑(su)性，一(yi)般(ban)希(xi)望焊(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)屬為奧(ao)氏體(ti)組織(zhi)，而此時恰(qia)恰(qia)最易出現焊(han)(han)縫(feng)(feng)中心(xin)裂(lie)紋(wen)。其形(xing)成(cheng)(cheng)機(ji)理與奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹鋼焊(han)(han)接(jie)(jie)形(xing)成(cheng)(cheng)熱裂(lie)紋(wen)一(yi)樣：在焊(han)(han)縫(feng)(feng)尚未(wei)完全結晶(jing)(jing)之(zhi)前，熔(rong)池中存在低(di)熔(rong)點(dian)液膜(mo)，在結晶(jing)(jing)過(guo)程中，熔(rong)池收縮焊(han)(han)縫(feng)(feng)受拉，低(di)熔(rong)點(dian)液態薄膜(mo)被破(po)壞又得不(bu)到補充，就形(xing)成(cheng)(cheng)結晶(jing)(jing)裂(lie)紋(wen)。根據(ju)形(xing)成(cheng)(cheng)裂(lie)紋(wen)的(de)機(ji)理，按照(zhao)焊(han)(han)接(jie)(jie)冶金(jin)學(xue)基本規律進行(xing)分析(xi)，設(she)計出防止形(xing)成(cheng)(cheng)熱裂(lie)紋(wen)的(de)焊(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)屬化學(xue)成(cheng)(cheng)分，可(ke)以(yi)通過(guo)研制(zhi)或選擇焊(han)(han)接(jie)(jie)材(cai)料來進行(xing)大幅度調控，來避免焊(han)(han)縫(feng)(feng)熱裂(lie)紋(wen)的(de)形(xing)成(cheng)(cheng)；也可(ke)以(yi)依(yi)據(ju)相(xiang)同或類似成(cheng)(cheng)功的(de)工程實例來選擇焊(han)(han)接(jie)(jie)材(cai)料。

3. 焊接接頭中殘余(yu)應(ying)力引起的裂(lie)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。