焊接裂纹是指焊缝因承受较大压力而变弱而产生的变形。焊接裂纹对结构来说是致命的，因为由于裂纹的扩展，结构会在压力下破碎。这就是为什么需要立即注意焊缝裂纹的原因。但预防总是胜于治疗。
有几种方法可以防止这种情况的发生。如果在焊接过程中采取一定的预防措施并执行一定的维护措施，这些焊缝裂纹是可以预防的。我们将解释所有你需要知道的关于焊接裂纹和如何防止它们。
大纲
焊缝如何开裂?
当内部应力超过焊接材料的强度时，裂纹就开始产生。有几个原因可以解释为什么内应力会高于焊接材料的强度。这些原因可能是热处理不当，焊缝几何形状，应力的集中，以及材料的性能。
具体到应力，物理载荷和残余应力是导致焊接裂纹产生的两个主要因素。残余应力通常会削弱接头，而物理载荷实际上会破坏焊缝。
残余应力产生于焊接过程中材料的膨胀和收缩过程中。当焊接材料或基材的强度不足以减轻施加在它们上的力时，就会产生内部裂纹。
物理载荷包括焊缝上的极端振动和张力，以及压缩和弯曲。此外，焊缝承受物理载荷的能力随着老化和承受极限载荷的次数的增加而降低。考虑到所有这些因素，焊缝裂纹主要有两类，下面对它们进行讨论。
什么是热裂缝?
当焊缝没有完全凝固时，就会产生热裂纹。由于各种原因，焊缝金属在焊缝中心处发生局部撕裂，且多为纵向撕裂。在大多数情况下，焊接过程中会出现热裂纹。
如果没有，则在观察期间焊接过程结束后立即出现。在这种情况下，焊缝金属冻结和收缩，由于焊接过程中的部分熔化，边界变得脆弱。自然地，当施加压力时，裂缝开始产生。有三种类型的热裂缝可以发展。
1.纵向裂缝
这是最常见的热裂纹，它贯穿整个焊缝。它发生在焊接过程中或焊接后立即。具有凹焊缝的焊缝更容易产生纵向裂纹。高碳或低锰的钢容易产生纵向裂纹。
2.层状撕裂
当热裂纹发生在母材而不是焊接接头处时，称为板层撕裂。当钢的含硫量高，而延展性低时，就会发生这种情况。此外，这主要发生在轧制钢板上。
3.火口裂纹
这种裂纹形成于焊缝的末端，并缓慢地扩散到整个焊缝。这可能是由于低焊缝金属或浅焊缝珠。因此，焊接材料需要足够的避免这种热裂纹。
什么是冷裂缝?
焊接过程结束后会产生冷裂纹。它可以是即时的，也可以是一段时间后的。有些冷裂纹可能需要几个月的时间才会出现，直到施加一定的载荷才会出现。冷裂纹是棘手的，因为它们出现在焊缝内部而不是表面。这就是为什么它们一开始很难看到，你可能需要进行射线测试来检测这些冷裂缝。
在专业领域，x射线是在一定时间后进行的，以确保没有冷裂纹发展。最常见的原因是氢与焊缝金属结合，电弧热使氢分子断裂。当这些分子聚集在一个点上时，就可能形成冷裂缝。除了氢气，压力也是一个因素。
氢可以来自污垢、油、油漆、填充金属、电极等等。有三种类型的冷裂缝，我们在下面讨论了它们。
1.脚趾裂纹
最常见的冷裂纹出现的地方是在焊接脚趾处。这是因为脚趾是氢分子扩散和聚集的地方。同时，焊接趾部是应力最大的地方。
2.根裂纹
根据接头的几何形状和焊接的对象，根裂纹也可以是常见的。这种冷开裂也称为珠下开裂。
3.横向和熔合线裂纹
横向裂纹在高强度钢中很常见。与其他冷裂纹不同的是，这些裂纹放大一点可能就看不见了。熔合线裂纹不常见，但可平行于焊缝熔合区形成。
如何防止焊缝裂纹的发生?
你可以采取一些预防措施来防止焊接裂缝的发生，我们在下面讨论了它们。
1.选择完美的填充材料
你应该为焊接过程投资获得最好的填充材料。填充材料是裂缝形成的最大元凶。这是真的，特别是当你是焊接钢，铝，和这样的材料，精确的填充材料需要使用。填料和金属之间的粘合会很牢固，具有强度和寿命。
2.预热黑色金属
总是预热黑色金属，以切断冷却应力，并允许氢气离开金属。通过预热，可以降低氢减缓率，因此，裂缝形成的可能性较小。你应该知道金属的预热要求，特别是你正在使用的钢类型，以达到最佳效果。
3.减缓降温速度
你需要减慢冷却速度，以便氢气扩散改善，并离开焊缝金属。为了减缓冷却，一个热毯是一个常见的解决方案。一些焊工使用焊接炉，甚至感应加热过程来降低冷却速率。
4.避免焊接高硫钢
我们以前已经说过，含硫量高的钢不适合焊接。这是因为它们很可能有热裂缝。这是因为硫的沸点在华氏239度左右。一旦硫达到液化状态，它开始向中心线堆积，凝固后，它立即破裂。
5.避免某些珠子
应避免焊接珠极凹或极凸的形状。这是因为填充金属的沉积将不适当，这将导致裂纹最终。类似地，凸珠将有太多的填充金属沉积，这也可能最终破裂。
由于金属膨胀时的内应力，这些裂纹很可能发生在焊接趾部。因此，你的目标应该是去正常填充和规则的珠子，微凸或凹的形状是易于管理的。
6.明智地选择材料
优质的材料是高质量焊接的关键，可以长期持续使用。您需要非常明智地选择填料和父母材料，而不损害他们的质量。金属中的添加剂应合理分布和混合，以防止裂纹。
同样，你应该妥善储存材料，这样就不会在上面形成诸如铁锈之类的杂质。有时，由于机械负荷和热处理，不适当的储存会导致化学成分的变化。
7.注意压力
当你约束焊接部件时，焊缝没有足够的空间进行适当的膨胀甚至收缩。这导致内部应力，在施加一定的载荷后，裂缝开始出现。因此，在焊接期间，甚至在焊接之后，都应该为焊接件留出一些自由空间。
8.避免使用氢保护气体
很多人更喜欢氢气作为保护气体，因为它很容易获得，而且比其他气体便宜。然而，当你使用氢气作为保护气体焊接黑色金属，如碳钢，在短期到长期的运行中，裂纹是不可避免的。
9.得到焊缝的宽深比
如果一种材料很可能产生热裂纹，而你的焊缝宽深比稍有错误，灾难是不可避免的。钢珠的形状也决定了金属如何凝固以及是否会产生内应力。焊缝宽深比一般保持在0.5 ~ 0.8之间。但任何超出这一范围的事情都可能引发裂痕。
10.适当地填满陨石坑
当你填充一个焊接坑时，你应该正确地填充它。这意味着你应该填补这样一种方式，它手与其余的焊缝。你应该特别注意，当你结束珠，因为不适当的填充会使弹坑裂纹早于晚于。
结论
焊接裂纹是常见的，但如果采取一定的预防措施，是可以防止的。由于焊接裂纹可能是危险的，因此需要定期检查。但在焊接过程中更应注意消除裂纹的出现。如果出现了裂缝，你必须尽快修复，这样裂缝就不会扩大，造成进一步的危险。
