焊接裂纹成因

1：非金属夹杂物的种类、数量和分布形态是产生层状撕裂的本质原因，它是造成钢的各向异性、机械性能差异的根本所在。

2：Z向拘束应力 厚壁焊接结构在焊接过程中承受不同的Z向拘束应力、焊后的残余应力及载荷，它们是造成层状撕裂的力学条件。

3：氢的影响 一般认为，在热影响区附近，由冷裂诱发成为层状撕裂，氢是一个重要的影响因素。

由于层状撕裂的影响很大，危害也甚为严重，因此需要在施工之前，对钢材层状撕裂的敏感性作出判断。

常用的评定方法有Z向拉伸断面收缩率和插销Z向临界应力法。为防止层状撕裂，断面收缩率 应不小于15%，一般希望 =15~20%为宜，当25%时，认为抗层状撕裂优异。

防止层状撕裂应主要从以下方面采取措施：

第一，精练钢 广泛采用铁水先期脱硫的办法，并用真空脱气，可以冶炼出含硫只有0.003~0.005%的超低硫钢，它的断面收缩率（Z向）可达23~25%。

第二，控制硫化物夹杂的形态 是把MnS变成其他元素的硫化物，使在热轧时难以伸长，从而减轻各向异性。目前广泛使用的添加元素是钙和稀土元素。经过上述处理的钢，可制造出Z向断面收缩率达50~70%的抗层状撕裂钢板。

第三，从防止层状撕裂的角度出发，在设计和施工工艺上主要是避免Z向应力和应力集中，具体措施按下例参考：

1）应尽量避免单侧焊缝，改用双侧焊缝可缓和焊缝根部区的应力状态，为防止应力集中。

2）采用焊接量少的对称角焊缝代替焊接量大的全焊透焊缝，以免产生过大的应力。

3）应在承受Z向应力的一侧开坡口。

4）对于T型接头，可在横板上预先堆焊一层低强的焊接材料，以防止焊根裂纹，同时亦可缓和焊接应变。

5）为防止由冷裂引起的层状撕裂，应尽量采用一些防止冷裂的措施，如减少氢量、适当提高预热、控制层间温度等。