热裂纹是在焊接时高温下产生的,故称热裂纹。根据所焊金属的材料不同,所产生热裂纹的形态、温度区和主要原因也各不同,因此又把热裂纹分为结晶裂纹、液化裂纹和多边化裂纹等三类。
在结晶后期,由于低容共晶形成的液态薄膜消弱了晶粒间的联结,在拉伸应力作用下发生开裂。
主要产生在含杂质较多的碳钢、低合金钢焊缝中(含硫、磷、铁、碳、硅偏高)和单相奥氏体钢、镍基合金以及某些铝合金的焊缝中。个别情况下,结晶裂纹也能在热影响区产生。它的特征是:
①沿晶间开裂;②断口由树枝状断口区、石块状断口区和平坦状断口区构成,在高倍显微镜下能观察到晶界液膜的迹象。
在焊接热循环峰值温度的作用下,在热影响区和多层焊的层间发生重熔,在应力作用下产生的裂纹。
主要发生在含有铬镍的高强钢、奥氏体钢、以及某些镍基合金的近缝区或多层焊层间部位。母材和焊丝中硫、磷、硅碳偏高时,液化裂纹的倾向将显著增高。它的特征是:
①起源于熔合线靠母材侧的粗大奥氏体晶界,沿晶界扩展,具有曲折的轮廓;②在断口上能观察到各种共晶在晶界面上凝固的典型形态,有时能观察到类似结晶裂纹的石块状断口的形貌。
已凝固的结晶前沿,在高温和应力的作用下,晶格缺陷发生移动和聚集,形成二次边界,它在高温处于低塑性状态,在应力作用下产生的裂纹。多边化裂纹多发生在纯金属或单相奥氏体合金的焊缝中或近缝区,它是属于热裂纹的类型。它的特征是:
①表面较平整,有塑性变形遗留下来的痕迹;②沿奥氏体晶界形成并扩展;③断口呈晶界断裂形貌,与结晶裂纹的石块状断口形貌相似,但无液相存在的痕迹。