焊接缺陷（三） 冷裂纹

上次讲完热裂纹，这次咱们来看看冷裂纹。

冷裂纹主要发生在中高碳钢、高强钢等焊缝热影响区，有时也会产生在焊缝。

裂纹可能是沿晶的，也可能穿晶扩展。

焊接冷裂纹包括淬硬脆化裂纹、延迟裂纹、低塑性脆化裂纹。

又叫做淬火裂纹，一些淬硬倾向很大的钢焊接时仅在拘束应力作用下就发生开裂，完全是由于冷却时发生马氏体相变而脆化造成的。焊接后立即出现，在热影响区和焊缝内都有可能产生。

马氏体组织是一种脆硬的组织，发生断裂时吸收的能量不多，裂纹易于形成和扩展。而淬硬过程会形成大量的晶格缺陷，这些缺陷运动聚集容易形成裂纹源。在应力作用下，再加上以上诸多因素影响，裂纹很容易在淬硬组织中产生和扩展。

一些超高强度钢、马氏体不锈钢、工具钢具有较高的淬硬脆化裂纹敏感性。

一些金属本身塑性较低（如铸铁、硬质合金、高铬合金等），在焊接热应力和拘束应力作用下，发生的应变大于本身所具有的塑性而产生的裂纹。低塑性脆化裂纹与氢的作用无关，与焊接形成的脆硬组织也无必然联系，根本原因在于材质塑性过低。低塑性脆化裂纹在焊接接头冷却到一定温度以下即出现，多出现在焊缝和热影响区表面，没有延迟特征。铸铁、硬质合金堆焊容易产生低塑性脆化裂纹，高合金化钛合金、钛铝金属间化合物等航空材料也容易产生这类裂纹。

焊接接头冷却到室温后并在一定时间（几小时、几天，甚至几个月）才出现的焊接冷裂纹称延迟裂纹。延迟裂纹的影响因素有淬硬组织、氢、应力。钢的淬硬倾向越大，焊接时越容易形成脆硬的马氏体组织，产生裂纹的敏感性越高；焊缝金属中的扩散氢是延迟裂纹形成的主要因素，氢含量越高，延迟裂纹的敏感性越大。

因此延迟裂纹可以看作氢脆断裂的一种表现形式，对氢脆想要了解更多的小伙伴可以看这里：

焊接时，焊接材料中的水分、表面的铁锈、油污以及环境中的水汽等都是氢的来源。

延迟裂纹的产生涉及到氢原子的扩散和聚集，因此具有时间上的延迟和随机性，并且因为不同材料组织和温度下氢原子溶解度的差异，导致氢原子容易在热影响区熔合线附近聚集产生。延迟裂纹的断口形貌与氢脆类似，具有沿晶断裂和鸡爪纹等特征。

下一期，争取把焊接裂纹剩下的内容一网打尽，喜欢的话就点赞转发吧。