浅谈焊接缺陷——层状裂纹

焊接裂纹作为危害最大的一类焊接缺陷，严重影响着焊接结构的使用性能和安全可靠性。今天，就带大家认识一下裂纹的类型之一——层状裂纹。

01非金属夹杂物，钢板在轧制过程中将钢内的一些非金属夹杂物等（如硫化物、硅酸盐）轧制成平行于轧制方向的带状物，造成了钢材力学性能的差异性，夹杂物是焊接结构产生层状撕裂的潜在因素，也是产生层状撕裂的主要原因。

02拘束应力，由于焊接热循环作用，焊接接头会出现拘束力，对于某一个给定的轧制厚板T形和十字接头，在焊接参数不变的条件下，存在着一个临界拘束应力或弯曲拘束强度，当大于此值时易产生层状撕裂。

03扩散氢，氢是致裂的促进因素，由于氢的扩散并结合成分子以致局部应力剧增，当氢聚集在夹杂端部时促使非金属夹杂物与金属失粘，并会拉断相邻夹杂的金属，在断口上呈现氢致断裂特征。

04母材性能，尽管夹杂物是层状撕裂的主要原因，但金属的力学性能对层状撕裂也有很重要的影响。金属的塑性韧性差，裂纹越容易扩展，就是说抗层状撕裂的能力差。

为防止层状裂纹的产生，在设计和施工工艺上主要是避免Z向应力和应力集中，具体措施如下：

1.改善接头设计，减小拘束应变。具体措施如：将引弧板端部延伸一定长度，有防止启裂的效果；改变焊缝布置以改变焊缝收缩应力方向，将垂直引弧板改为水平引弧板，变更焊缝位置，使接头总的受力方向与轧层平行，可大大改善抗层状撕裂性能。

2.采取适宜的焊接方法，采用低氢的焊接方法有利，如气体保护焊、埋弧焊冷裂倾向小，有利于改善抗层状撕裂的性能。

3.采用低强匹配的焊接材料，焊缝金属具有低屈服点、高延性时，易使应变集中于焊缝而减轻母材热影响区的应变，可改善抗层状撕裂的性能。

4.在焊接技术的运用方面，采用表面堆焊隔离层；对称施焊，使应变分布均衡，减少应变集中。

5.为防止有冷裂引起的层状撕裂，应尽量采用一些防止冷裂的措施，如适当提高预热、控制层间温度等；另外，也可采取中间退火等消除应力的方法。

6.我们还可以通过控制焊缝尺寸，采用小焊脚、多道焊的焊接工艺。

编辑：黄飞