異種鋼焊接時，通常可能出現下(xia)列形(xing)式的裂紋。

1. 近(jin)縫(feng)區裂紋(wen)

  大多數發生在與具有(you)淬火傾向的高(gao)合金馬氏體(ti)鋼或一般低、中合金的珠光體(ti)鋼焊接(jie)時。近縫(feng)區裂(lie)紋形態(tai)為與熔(rong)合線平行并與熔(rong)合線略有(you)一點距離處所(suo)出現的裂(lie)紋。

  異(yi)(yi)種(zhong)(zhong)鋼焊接接頭熔合(he)區的(de)(de)(de)(de)裂紋(wen)與該部位的(de)(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)分不(bu)均勻性(xing)和(he)組(zu)(zu)織不(bu)均勻性(xing)有(you)直接關系(xi)。從微(wei)觀上(shang)看(kan)，這(zhe)里存在(zai)著由一(yi)種(zhong)(zhong)材(cai)料(liao)A過渡到另一(yi)種(zhong)(zhong)材(cai)料(liao)B（或D）的(de)(de)(de)(de)所有(you)中(zhong)間成(cheng)(cheng)分合(he)金(jin)(jin)。在(zai)母材(cai)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)A、B能(neng)(neng)(neng)形成(cheng)(cheng)連續(xu)無限互熔的(de)(de)(de)(de)場合(he)下(xia)（此時焊縫成(cheng)(cheng)分D必屬(shu)(shu)(shu)于(yu)A、B的(de)(de)(de)(de)二元(yuan)固溶(rong)體(ti)），這(zhe)些中(zhong)間成(cheng)(cheng)分也(ye)都屬(shu)(shu)(shu)于(yu)性(xing)能(neng)(neng)(neng)良好的(de)(de)(de)(de)固溶(rong)合(he)金(jin)(jin)，通常不(bu)會形成(cheng)(cheng)裂紋(wen)。若母材(cai)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)A（或B）、D兩種(zhong)(zhong)成(cheng)(cheng)分構成(cheng)(cheng)復雜的(de)(de)(de)(de)相圖，其(qi)中(zhong)存在(zai)著導致裂紋(wen)的(de)(de)(de)(de)硬脆化合(he)物中(zhong)間相，或有(you)可能(neng)(neng)(neng)產生易(yi)淬火硬化的(de)(de)(de)(de)合(he)金(jin)(jin)，則在(zai)此有(you)萌生裂紋(wen)的(de)(de)(de)(de)可能(neng)(neng)(neng)。不(bu)過，若采用(yong)良好的(de)(de)(de)(de)工藝措施，使得由焊縫D到母材(cai)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)A（或B）之間的(de)(de)(de)(de)熔合(he)區過渡層(ceng)比較薄，特別是(shi)其(qi)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)不(bu)均勻攪拌層(ceng)很(hen)薄時，這(zhe)種(zhong)(zhong)有(you)害組(zu)(zu)成(cheng)(cheng)相的(de)(de)(de)(de)幾何尺寸(cun)極小(xiao)或甚至根本不(bu)能(neng)(neng)(neng)形成(cheng)(cheng)，其(qi)危(wei)害性(xing)就能(neng)(neng)(neng)大大降(jiang)低甚至消(xiao)除。上(shang)述(shu)分析沒有(you)考慮母材(cai)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)A（或B）與D之間線脹系(xi)數、彈性(xing)模量等方面的(de)(de)(de)(de)差異(yi)(yi)。若這(zhe)種(zhong)(zhong)差異(yi)(yi)很(hen)大，即使過渡層(ceng)很(hen)薄，出(chu)現(xian)的(de)(de)(de)(de)溫度(du)差應(ying)(ying)力梯度(du)也(ye)很(hen)大，不(bu)連續(xu)應(ying)(ying)力狀態嚴重(zhong)，這(zhe)也(ye)有(you)可能(neng)(neng)(neng)導致焊后冷卻過程(cheng)中(zhong)出(chu)現(xian)應(ying)(ying)力裂紋(wen)。

  近縫區(qu)(qu)(qu)有(you)可(ke)能(neng)形成(cheng)冷裂(lie)(lie)(lie)紋，這是(shi)(shi)因(yin)為(wei)在近縫區(qu)(qu)(qu)形成(cheng)硬脆(cui)的(de)(de)(de)馬氏體組(zu)織所致，它的(de)(de)(de)比容增(zeng)大(da)(da)造成(cheng)組(zu)織應(ying)力(li)加大(da)(da)，導致近縫區(qu)(qu)(qu)出現微裂(lie)(lie)(lie)紋，在焊(han)接應(ying)力(li)作用下，微裂(lie)(lie)(lie)紋擴展為(wei)宏觀(guan)裂(lie)(lie)(lie)紋；或者是(shi)(shi)在淬火鋼(gang)焊(han)縫的(de)(de)(de)近縫區(qu)(qu)(qu)，由于氫(qing)從(cong)焊(han)縫金(jin)屬(shu)(shu)(shu)中(zhong)擴散(san)到近縫區(qu)(qu)(qu)并使之(zhi)飽和，產(chan)生較大(da)(da)的(de)(de)(de)內應(ying)力(li)，增(zeng)加了近縫區(qu)(qu)(qu)脆(cui)性而發生氫(qing)致裂(lie)(lie)(lie)紋。例如(ru)鐵素(su)體不(bu)(bu)銹鋼(gang)-珠光(guang)體鋼(gang)的(de)(de)(de)焊(han)接接頭，若(ruo)焊(han)縫金(jin)屬(shu)(shu)(shu)為(wei)穩定的(de)(de)(de)純鐵素(su)體組(zu)織，由于鐵素(su)體溶(rong)解氫(qing)的(de)(de)(de)能(neng)力(li)比奧氏體小的(de)(de)(de)多，在溶(rong)入高(gao)(gao)溫熔池中(zhong)的(de)(de)(de)氫(qing)，絕大(da)(da)部分(fen)將流(liu)向Ac3溫度以上(shang)的(de)(de)(de)珠光(guang)體鋼(gang)焊(han)縫一側(ce)的(de)(de)(de)熱影響區(qu)(qu)(qu)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)中(zhong)，冷卻過(guo)程(cheng)中(zhong)就有(you)可(ke)能(neng)使氫(qing)來(lai)不(bu)(bu)及從(cong)淬火區(qu)(qu)(qu)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)中(zhong)析出，形成(cheng)高(gao)(gao)度過(guo)飽和，從(cong)而增(zeng)大(da)(da)其發生氫(qing)致裂(lie)(lie)(lie)紋的(de)(de)(de)可(ke)能(neng)性。

  在異種(zhong)鋼(gang)(gang)(gang)焊(han)接(jie)時，還(huan)可能由(you)于熔(rong)化金(jin)屬中的(de)低熔(rong)成(cheng)分向(xiang)鄰近的(de)固態(tai)金(jin)屬晶(jing)界滲(shen)透，形(xing)成(cheng)低熔(rong)液態(tai)金(jin)屬層(ceng)，從而導致裂紋(wen)(wen)。例(li)如，用黃銅焊(han)絲(si)釬焊(han)結構鋼(gang)(gang)(gang)接(jie)頭(tou)或者(zhe)鋼(gang)(gang)(gang)-銅接(jie)頭(tou)時，特(te)別(bie)是氣焊(han)的(de)條(tiao)件下，如果高溫停(ting)留時間過(guo)長，有(you)可能由(you)于黃銅沿著(zhu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)奧(ao)氏(shi)體晶(jing)界往(wang)母材(cai)金(jin)屬深處(chu)滲(shen)透，導致母材(cai)金(jin)屬的(de)晶(jing)界產生裂紋(wen)(wen)，可以(yi)將其稱(cheng)為滲(shen)透裂紋(wen)(wen)。還(huan)例(li)如，在焊(han)接(jie)碳(tan)鋼(gang)(gang)(gang)-奧(ao)氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)接(jie)頭(tou)時，碳(tan)鋼(gang)(gang)(gang)坡口部位母材(cai)中的(de)低熔(rong)點夾雜物被吸入奧(ao)氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)的(de)近縫區，而引起近縫區中出現晶(jing)間熱裂紋(wen)(wen)。

2. 焊縫金屬中(zhong)的熱裂紋

  為(wei)了使焊(han)(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭具(ju)有良好的塑性，一般(ban)希(xi)望焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)為(wei)奧(ao)氏(shi)體(ti)組(zu)織(zhi)，而此時(shi)恰(qia)恰(qia)最(zui)易(yi)出(chu)現焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)中心裂紋(wen)(wen)。其(qi)形成(cheng)機(ji)理與奧(ao)氏(shi)體(ti)不銹鋼焊(han)(han)(han)(han)接(jie)形成(cheng)熱(re)(re)裂紋(wen)(wen)一樣：在(zai)(zai)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)尚未完(wan)全結(jie)晶之(zhi)前，熔(rong)(rong)池(chi)中存在(zai)(zai)低熔(rong)(rong)點液(ye)膜，在(zai)(zai)結(jie)晶過(guo)程中，熔(rong)(rong)池(chi)收(shou)縮(suo)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)受拉，低熔(rong)(rong)點液(ye)態薄膜被破壞(huai)又得不到補充(chong)，就形成(cheng)結(jie)晶裂紋(wen)(wen)。根據形成(cheng)裂紋(wen)(wen)的機(ji)理，按(an)照焊(han)(han)(han)(han)接(jie)冶金(jin)學基本規律進(jin)行分析，設計出(chu)防止(zhi)形成(cheng)熱(re)(re)裂紋(wen)(wen)的焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)化學成(cheng)分，可以通過(guo)研(yan)制(zhi)或選(xuan)擇焊(han)(han)(han)(han)接(jie)材料來進(jin)行大幅度調控，來避(bi)免焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)熱(re)(re)裂紋(wen)(wen)的形成(cheng)；也可以依據相同或類似成(cheng)功(gong)的工程實例來選(xuan)擇焊(han)(han)(han)(han)接(jie)材料。

3. 焊接接頭(tou)中(zhong)殘余(yu)應力引起的裂紋

  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。