两侧，而且这些弧形裂纹与焊波呈垂直分布。通常纵向裂纹较长、较深，而弧形裂纹较短、较
浅。弧坑裂纹亦属结晶裂纹，它产生于焊缝收尾处。这些结晶裂纹尽管形态、分布和走向有区
别，但都有一个共同特点，即所有结晶裂纹都是沿一次结晶的晶界分布，特别是沿柱状晶
的晶界分布。焊缝中心线两侧的弧形裂纹是在平行生长的柱状晶晶界上形成的。在焊缝中心
线上的纵向裂纹恰好是处在从焊缝两侧生成的柱状晶的汇合面上。多数结晶裂纹的断口上可
以看到氧化的色彩，说明了它是在高温下产生的。在扫描电镜下观察结晶裂纹的断口具有典
型的沿晶开裂特征，断口晶粒表面圆滑。

 

　　

4.2 结晶裂纹的形成机理 

　　从焊接凝固形态得知，焊缝结晶时先结晶部分较纯，后结晶部分的杂质和合金化元素
较多，这种结晶偏析造成了化学不均匀。随着柱状晶长大，杂质合金化元素就不断被排斥到
平行生长的柱状晶交界处或焊缝中心线上，它们与金属形成低熔相或共晶。在结晶后期已凝
固的晶粒相对较多时，这些残存在晶界处的低熔相尚未凝固，并呈液膜状态散布在晶粒表
面，割断了一些晶粒之间的联系。在冷却收缩所引起的拉伸应力作用下，这些远比晶粒脆弱
的液膜承受不了这种拉伸应力，就在晶粒边界处分离形成了结晶裂纹。

 

　　

4.3 防治措施 

　　结晶裂纹是一种较常见的裂纹之一，防治措施可从冶金和施工工艺两方面着手进行。

 

　　

4.3.1 冶金方面 

　　

1）尽量控制母材和焊接材料中硫、磷、碳的含量。由于控制焊接含有硫、磷、碳等有害杂

质，这几种元素不仅能形成低熔相或共晶，而且还能使偏析，从而增大结晶裂纹的敏感性。
重要的焊接结构应采用碱性焊条或焊剂。

 

　　

2）在焊缝或母材中加入一些细化晶粒元素，如 Mo、V、Ti、Nb 等元素，改善焊缝结晶

形态，以提高其抗裂性能，增强焊接体的韧性。

 

　　

3）利用

“愈合”作用。晶间存在易熔共晶是产生结晶裂纹的重要原因，但当易熔共晶增

多到一定程度时，反而使结晶裂纹倾向下降，甚至消失。这是因较多的易熔共晶可在已凝固
晶粒之间自由流动，填充了晶粒间由于拉应力所造成的缝隙，即所谓的

“愈合”作用。但须注

意，晶间存在过多低熔将会增大脆性，影响接头性能，因此要控制得当，才能达到既降低
裂纹产生的机率，又能使材料不因控制不当造成焊缝具有较大脆性。

 

　　

4.3.2 工艺方面 

　　主要指从焊接参数、预热、接头设计和焊接顺序等方面去防治结晶裂纹。

 

　　

1）合理的焊缝形状。焊接接头形式不同，将影响到焊缝的受力状 

　　态、结晶条件和热的分布等，因而结晶裂纹的倾向也不同。表面堆焊和熔深较浅的对接
焊缝抗裂性较好，熔深较大的对接焊缝和角焊缝抗裂性能较差，实际上，结晶裂纹和焊缝
的成形系数有关。一般可提高焊缝成形系数可以提高焊缝的裂性能。

 

　　

2）为了控制成形系数，必须合理调整焊接参数。平焊时，焊缝成形系数随焊接电流增

大面减少，随电弧电压的增大而增大。焊接速度提高时，不仅焊缝成开系数减小，而且由于
熔池形状改变，焊缝的柱状晶呈直线状，从熔晶边缘垂直地向焊缝中心生长，最后在焊缝
中心线上形成明显偏析层，增加了结晶裂纹倾向。预热以降低冷却速度。熔晶膜冷却速度升
高，焊缝金属的应变速率也增大，容易产生裂纹。

 

　　

5 液化裂纹成因分析与防治 

　　

5.1 液化裂纹的基本特征 

　　在母材近缝区或多层焊的前一焊道因受热作用而液化的晶界上形成的焊接裂纹称液化
裂纹。与结晶裂纹不同，液化裂纹产生的位置是在母材近缝区或多层焊的前一焊道上。

 

　　

5.2 液化裂纹的形成机理 

　　液化裂纹形成机理在本质上与结晶裂纹相同，都是由于晶间有脆弱低熔相或共晶，在