芒种风向标|科普焊接—焊接缺陷之氢致冷裂纹 1概述氢致裂纹也可以称为冷裂或延迟裂

1概述
氢致裂纹也可以称为冷裂或延迟裂纹。这种裂纹最经常发生在铁素体钢，通常在焊接时或焊接结束后一段时间产生。
本文针对这个问题，描述其特点和产生原理。
2特征
2.1外观
根据以下特征的不同，氢致裂纹通常区分如下：
——在C-Mn钢中，裂纹通常起源于热影响区（HAZ），但可能延伸到焊缝金属中（如图1）。
——裂纹也可能发生在焊道中，通常垂直于焊接方向（横向裂纹），与焊缝表面成45°角。它们沿着锯齿形的扩展，但是可能没有分支。
——在低合金钢中，裂纹垂直于焊接方向（横向裂纹），垂直于焊缝表面，但是是非分支的，并且基本上是平面的。

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图1出现在热影响区和焊缝中的氢致裂纹（注意，所显示的裂纹类型不会在同一焊缝中出现）
焊缝中的开口裂纹（在任何热处理之前），裂纹表面通常不会氧化，即使它们是露出到表面，它们是在焊缝处于或接近环境温度时形成的。从预热或焊接热的影响可以看出轻微的蓝色。
2.2
【芒种风向标|科普焊接—焊接缺陷之氢致冷裂纹】金相
产生于热影响区的裂纹通常与粗晶区有关（图2）。裂纹可以是沿晶、穿晶或两者的混合。在低合金和高碳钢中形成的较硬的热影响区组织中，晶间裂纹更容易发生。穿晶裂纹多见于C-Mn钢结构。
在角焊缝中，热影响区的裂纹通常与焊缝根部相关，并与焊缝平行。在对接焊缝中，热影响区裂纹通常与焊道平行。

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图2热影响区中的粗晶组织区的裂纹
2.3
原因
有三种因素共同导致开裂：
—焊接过程中产生的氢气
—易开裂的结构形式
—作用在焊接接头上的拉应力
开裂通常发生在正常环境温度或接近正常环境温度时。它是由氢扩散到焊件的高应力区、硬化部分引起的。
在C-Mn钢中，由于在热影响区形成脆性组织的风险较大，大部分氢裂纹都出现在母材中。正确选择焊条后，焊接金属的碳含量将比母材低，因此碳当量（CE）也更低。
然而，焊缝金属会产生横向裂纹，尤其是在焊接厚截面构件时；如果焊缝金属碳含量超过母材的碳含量，则裂纹的风险会增加。
在低合金钢中，由于焊缝金属组织比热影响区更敏感，焊缝可能出现裂纹。
影响开裂风险的主要因素有：
—焊接金属中的扩散氢
—母材成分
—母材厚度
—焊接过程中作用于焊缝上的拉应力或焊后施加的拉应力
—焊接热量输入
焊接金属中的扩散氢扩散氢的主要来源是焊条、焊剂中的水分，即MMA焊条的药皮、药芯焊丝中的焊剂和埋弧焊使用的焊剂。产生的氢气量受焊条类型的影响。碱性焊条通常比金红石焊条和纤维素焊条产生的氢少。
需要注意的是，还有其他重要的氢来源，例如，来自材料的氢，在加工或使用过程中，钢中含有大量来自大气的氢气或水分。氢也可以从材料或消耗品的表面获得。
氢的来源包括：
—油、油脂和污垢
—锈
—油漆和涂料
—清洗液
母材成分母材成分对淬透性产生重大影响，在快速冷却条件下，在热影响区会形成淬硬组织。材料的淬透性通常用它的碳当量来表示，当考虑到其他元素对组织形成的影响时，它的碳当量（CE）值根据下面公式计算：

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CE值越高，发生氢致裂纹的风险越大。一般来说，只要使用低氢焊接材料或工艺， CE值&lt0.4的钢不易受到HAZ氢致裂纹的影响。