異種鋼焊(han)接(jie)時，通(tong)常(chang)可能出(chu)現(xian)下列(lie)形式的裂紋。

1. 近縫區(qu)裂紋

  大多數發(fa)生在與具有淬火傾向(xiang)的高合金(jin)馬氏體鋼(gang)或一般低、中合金(jin)的珠光體鋼(gang)焊接時。近縫區(qu)裂紋形態為與熔合線平行并(bing)與熔合線略有一點距(ju)離處所出現的裂紋。

  異種(zhong)鋼焊接(jie)接(jie)頭熔合區(qu)的(de)裂(lie)(lie)紋(wen)與(yu)該部位的(de)成(cheng)(cheng)分(fen)(fen)不(bu)均勻性(xing)(xing)和組織(zhi)不(bu)均勻性(xing)(xing)有(you)(you)直接(jie)關系。從(cong)微觀上看，這(zhe)(zhe)(zhe)里存在(zai)著(zhu)由(you)一種(zhong)材(cai)料(liao)A過渡(du)到另一種(zhong)材(cai)料(liao)B（或(huo)D）的(de)所有(you)(you)中(zhong)間(jian)成(cheng)(cheng)分(fen)(fen)合金(jin)。在(zai)母(mu)(mu)材(cai)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)A、B能(neng)(neng)(neng)形成(cheng)(cheng)連續(xu)無限(xian)互熔的(de)場合下（此時焊縫成(cheng)(cheng)分(fen)(fen)D必屬(shu)(shu)(shu)于(yu)A、B的(de)二(er)元固溶體），這(zhe)(zhe)(zhe)些中(zhong)間(jian)成(cheng)(cheng)分(fen)(fen)也(ye)都屬(shu)(shu)(shu)于(yu)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)良(liang)好的(de)固溶合金(jin)，通常不(bu)會形成(cheng)(cheng)裂(lie)(lie)紋(wen)。若(ruo)(ruo)母(mu)(mu)材(cai)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)A（或(huo)B）、D兩種(zhong)成(cheng)(cheng)分(fen)(fen)構成(cheng)(cheng)復雜(za)的(de)相圖，其中(zhong)存在(zai)著(zhu)導(dao)致裂(lie)(lie)紋(wen)的(de)硬脆化合物中(zhong)間(jian)相，或(huo)有(you)(you)可(ke)能(neng)(neng)(neng)產生易淬火(huo)硬化的(de)合金(jin)，則在(zai)此有(you)(you)萌生裂(lie)(lie)紋(wen)的(de)可(ke)能(neng)(neng)(neng)。不(bu)過，若(ruo)(ruo)采用良(liang)好的(de)工藝措施，使得由(you)焊縫D到母(mu)(mu)材(cai)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)A（或(huo)B）之(zhi)間(jian)的(de)熔合區(qu)過渡(du)層(ceng)比較(jiao)薄(bo)，特別是其中(zhong)的(de)不(bu)均勻攪(jiao)拌層(ceng)很(hen)薄(bo)時，這(zhe)(zhe)(zhe)種(zhong)有(you)(you)害組成(cheng)(cheng)相的(de)幾何尺(chi)寸極小(xiao)或(huo)甚(shen)至根本不(bu)能(neng)(neng)(neng)形成(cheng)(cheng)，其危(wei)害性(xing)(xing)就能(neng)(neng)(neng)大(da)大(da)降(jiang)低甚(shen)至消除(chu)。上述分(fen)(fen)析沒有(you)(you)考慮(lv)母(mu)(mu)材(cai)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)A（或(huo)B）與(yu)D之(zhi)間(jian)線脹系數、彈性(xing)(xing)模(mo)量等方面的(de)差異。若(ruo)(ruo)這(zhe)(zhe)(zhe)種(zhong)差異很(hen)大(da)，即使過渡(du)層(ceng)很(hen)薄(bo)，出(chu)現的(de)溫度(du)差應力梯(ti)度(du)也(ye)很(hen)大(da)，不(bu)連續(xu)應力狀態嚴(yan)重，這(zhe)(zhe)(zhe)也(ye)有(you)(you)可(ke)能(neng)(neng)(neng)導(dao)致焊后冷卻(que)過程中(zhong)出(chu)現應力裂(lie)(lie)紋(wen)。

  近縫(feng)(feng)(feng)(feng)區有可(ke)能(neng)形成(cheng)(cheng)冷裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)，這是因為在(zai)(zai)近縫(feng)(feng)(feng)(feng)區形成(cheng)(cheng)硬脆(cui)的(de)(de)(de)馬氏體(ti)(ti)組織(zhi)所致(zhi)，它的(de)(de)(de)比容增(zeng)大(da)造成(cheng)(cheng)組織(zhi)應力加大(da)，導致(zhi)近縫(feng)(feng)(feng)(feng)區出(chu)(chu)現微裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)，在(zai)(zai)焊(han)接(jie)(jie)應力作用下，微裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)擴展(zhan)為宏(hong)觀裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)；或者(zhe)是在(zai)(zai)淬火鋼(gang)焊(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)的(de)(de)(de)近縫(feng)(feng)(feng)(feng)區，由(you)于(yu)(yu)氫(qing)從焊(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)金屬(shu)中擴散到近縫(feng)(feng)(feng)(feng)區并使之飽(bao)和，產生較大(da)的(de)(de)(de)內應力，增(zeng)加了近縫(feng)(feng)(feng)(feng)區脆(cui)性而發(fa)生氫(qing)致(zhi)裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)。例(li)如鐵素體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)-珠(zhu)光(guang)體(ti)(ti)鋼(gang)的(de)(de)(de)焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭，若焊(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)金屬(shu)為穩定(ding)的(de)(de)(de)純鐵素體(ti)(ti)組織(zhi)，由(you)于(yu)(yu)鐵素體(ti)(ti)溶解氫(qing)的(de)(de)(de)能(neng)力比奧(ao)氏體(ti)(ti)小的(de)(de)(de)多，在(zai)(zai)溶入高(gao)溫(wen)熔池中的(de)(de)(de)氫(qing)，絕大(da)部分將流向Ac3溫(wen)度以上(shang)的(de)(de)(de)珠(zhu)光(guang)體(ti)(ti)鋼(gang)焊(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)一(yi)側的(de)(de)(de)熱(re)影(ying)響區金屬(shu)中，冷卻過(guo)程中就(jiu)有可(ke)能(neng)使氫(qing)來不(bu)及(ji)從淬火區金屬(shu)中析(xi)出(chu)(chu)，形成(cheng)(cheng)高(gao)度過(guo)飽(bao)和，從而增(zeng)大(da)其發(fa)生氫(qing)致(zhi)裂(lie)(lie)(lie)紋(wen)的(de)(de)(de)可(ke)能(neng)性。

  在異種鋼(gang)(gang)(gang)(gang)焊接(jie)時(shi)(shi)，還可(ke)能由(you)于熔(rong)化金(jin)屬(shu)中的(de)低(di)熔(rong)成分向(xiang)鄰近的(de)固(gu)態(tai)金(jin)屬(shu)晶界(jie)滲(shen)(shen)透(tou)，形成低(di)熔(rong)液(ye)態(tai)金(jin)屬(shu)層，從而(er)導致裂(lie)紋(wen)。例如，用(yong)黃銅焊絲釬焊結構鋼(gang)(gang)(gang)(gang)接(jie)頭或者鋼(gang)(gang)(gang)(gang)-銅接(jie)頭時(shi)(shi)，特別是氣焊的(de)條件下，如果高溫(wen)停留時(shi)(shi)間(jian)過(guo)長，有可(ke)能由(you)于黃銅沿著鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)晶界(jie)往母材(cai)(cai)金(jin)屬(shu)深處滲(shen)(shen)透(tou)，導致母材(cai)(cai)金(jin)屬(shu)的(de)晶界(jie)產生(sheng)裂(lie)紋(wen)，可(ke)以將其稱為滲(shen)(shen)透(tou)裂(lie)紋(wen)。還例如，在焊接(jie)碳鋼(gang)(gang)(gang)(gang)-奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)接(jie)頭時(shi)(shi)，碳鋼(gang)(gang)(gang)(gang)坡口部位母材(cai)(cai)中的(de)低(di)熔(rong)點夾雜物被吸入奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)近縫(feng)區，而(er)引(yin)起近縫(feng)區中出(chu)現晶間(jian)熱裂(lie)紋(wen)。

2. 焊縫金屬中的熱裂紋(wen)

  為了(le)使(shi)焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭具(ju)有良好的塑性(xing)，一般希望(wang)焊(han)(han)縫金(jin)屬(shu)(shu)為奧氏體組織，而此時恰(qia)恰(qia)最易(yi)出(chu)現(xian)焊(han)(han)縫中心裂(lie)紋(wen)。其形成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)機理與奧氏體不銹鋼焊(han)(han)接(jie)形成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)熱裂(lie)紋(wen)一樣(yang)：在(zai)(zai)焊(han)(han)縫尚未完全結(jie)晶(jing)之前，熔池中存在(zai)(zai)低(di)熔點液膜(mo)(mo)，在(zai)(zai)結(jie)晶(jing)過程中，熔池收縮(suo)焊(han)(han)縫受拉，低(di)熔點液態薄(bo)膜(mo)(mo)被(bei)破壞又(you)得(de)不到(dao)補充，就形成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)結(jie)晶(jing)裂(lie)紋(wen)。根據(ju)形成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)裂(lie)紋(wen)的機理，按照焊(han)(han)接(jie)冶金(jin)學(xue)基本(ben)規律(lv)進(jin)行分析，設計出(chu)防止形成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)熱裂(lie)紋(wen)的焊(han)(han)縫金(jin)屬(shu)(shu)化學(xue)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)分，可以(yi)通過研制或選(xuan)擇(ze)焊(han)(han)接(jie)材料(liao)(liao)來(lai)進(jin)行大(da)幅(fu)度調控，來(lai)避免焊(han)(han)縫熱裂(lie)紋(wen)的形成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)；也可以(yi)依據(ju)相同或類似成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)功的工程實例來(lai)選(xuan)擇(ze)焊(han)(han)接(jie)材料(liao)(liao)。

3. 焊接接頭中(zhong)殘余應(ying)力引起的(de)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。