一、特點

采用含有某些沉淀強化元素鋼材的厚板焊接結(jié)構(gòu)，在消除應(yīng)力熱處理或在一定溫度下服役時，焊接熱影響區(qū)粗晶區(qū)容易產(chǎn)生裂紋。而裂紋是在再次加熱過程中產(chǎn)生的，因此稱為再熱裂紋，或稱消除應(yīng)力處理裂紋。

再熱裂紋沿晶間開裂，裂紋走向沿著熔合區(qū)附近的奧氏體粗晶晶界，但在遇到細晶區(qū)時停止擴展。雖然再熱裂紋與熱裂紋都為沿晶間開裂，但它們是有根本區(qū)別的，熱裂紋發(fā)生在固相線（合金相圖上的固相線）附近，再熱裂紋生在再次加熱的過程中，并存在一個敏感溫度區(qū)間，約為550~650℃。

二、成因

再熱裂紋多發(fā)生在含有沉淀強化元素的低合金高強度鋼、珠光體耐熱鋼、奧氏體不銹鋼和鎳基合金的焊接熱影響區(qū)，極個別情況下也可能出現(xiàn)在焊縫中。在熱影響區(qū)粗晶區(qū)析出沉淀硬化相時（Mo、V、Cr、Nb、Ti的碳化物），若結(jié)構(gòu)中存在較大的焊接殘余應(yīng)力和應(yīng)力集中，當(dāng)再次加熱導(dǎo)致的應(yīng)力松馳所產(chǎn)生的附加變形，大于該部位的蠕變塑性時，將會發(fā)生再熱裂紋。（有關(guān)再熱裂紋的形成機理，更具體地可參考文獻[1] 8.3.3節(jié)）

總的來說，再熱裂紋的成因包括：

1. 材料中含有某些沉淀強化元素，如含有V、Nb、Ti、Mo等高強鋼、耐熱鋼，含有Al、Ti的可熱處理的鎳基合金鋼，及含Nb的奧氏體不銹鋼。

2. 存在較高的殘余應(yīng)力和應(yīng)力集中，多見于厚板、拘束度大的焊接區(qū)，如壓力容器上管接頭。

3. 再熱裂紋敏感性與再熱溫度和時間有密切關(guān)系，存在著一個最易產(chǎn)生再熱裂紋的溫度區(qū)間。

三、再熱裂紋敏感性指數(shù)^[1]

可用下面兩種指數(shù)判定合金元素對低合金鋼再熱裂紋敏感性的影響。

四、控制措施

1. 盡量選用再熱裂紋敏感性低的材料。（選材需要考慮的因素很多，不能單只考慮焊接性，所以說“盡量”）

2. 適當(dāng)增加焊接時的熱輸入可減小過熱區(qū)的硬度，有利于減小熱裂紋敏感性，但過大的熱輸入會導(dǎo)致焊縫和熱影響區(qū)過熱區(qū)的晶粒粗大，提高熱裂紋敏感性。而焊接時小熱輸入配合預(yù)熱是較為合理的措施。

3. 焊后加熱緩冷，在二次加熱前過熱區(qū)已經(jīng)有較粗大的碳化物析出，避免二次硬化造成的晶界蠕變能力相對于晶內(nèi)弱化，進而抑制再熱裂紋。

4. 選用低強匹配焊材，可以適當(dāng)降低焊縫強度，提高焊縫金屬的塑性，使殘余應(yīng)力在焊縫松馳，降低過熱區(qū)的應(yīng)力集中。

5. 在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，減小焊接接頭的拘束度，合理確定焊縫位置、坡口形狀、焊接熱輸入及焊接順序，降低焊接殘余應(yīng)力和避免應(yīng)力集中。

6. 采用多層多道焊，可以細化晶粒，并使細晶內(nèi)部碳化物相對粗化，沿晶不再存在無碳化物區(qū)，避免再加熱時晶界貧化造成的晶內(nèi)強化大于晶界，從而避免再熱裂紋。多層多道焊還可減少焊接中的拘束，降低焊接焊接殘余應(yīng)力。

7. 焊后熱處理過程中快速加熱，可以避免與裂紋C曲線相交（快速通過敏感溫度區(qū)間），從而避免產(chǎn)生再熱裂紋。

參考文獻

[1] 李亞江. 焊接冶金原理. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2014