不锈钢焊接中的氢裂纹识别(下)

在低合金钢中，由于焊缝金属结构比HAZ更易受到焊缝裂纹的影响，影响开裂风险的主要因素是：焊接金属氢、母材组成、母材厚度。

在焊接过程中作用在焊缝上的应力或在焊接后施加（短时间）应力、热量输入、焊接金属氢含量。

氢的主要来源是焊剂中含有的水分，也就是MMA电极的涂层，药芯焊丝中的焊剂和埋弧焊中使用的焊剂。氢的产生量受电极类型的影响。碱性电极通常比金红石和纤维素电极产生更少的氢。

更重要的是要注意，还有其他重要的氢气来源，例如来自材料的加工或使用历史已经使钢材中的氢气或水分从大气中释放出来。氢气也可能来源于材料或消耗品的表面。

氢的来源包括：油、油脂和污垢、锈、油漆和涂料、清洁液和母金属成分。这将对淬透性产生重大影响，并且在高冷却速率下，在HAZ中形成硬脆结构的风险。材料的淬透性通常用碳含量来表示，或者当考虑到其他元素时，用碳当量（CE）来表示。

CE值越高，氢裂化的风险就越大。一般情况下，只要使用低氢焊接材料或工艺，CE值<0.4的钢材不容易发生HAZ氢裂纹。

至于母材厚度，它将影响冷却速率，从而影响不锈钢板的硬度水平，HAZ中产生的微观结构和保留在焊缝中的氢的水平。接头的“组合厚度”，即接合线处的材料厚度之和，将与接头几何形状一起确定HAZ的冷却速率及其硬度。

另外裂纹更可能发生在应力集中的区域，尤其是在焊缝的趾部和根部。焊接接头在收缩时产生的应力将受到外部约束，材料厚度，接头几何形状和装配的影响。角焊缝的配合不良（过大的根部间隙）显着增加了开裂的风险。由于制造刚度的增加，作用于接头的约束程度通常会随着焊接的进行而增加。

从焊接过程输入到材料的热量以及材料厚度和预热温度将决定HAZ和焊接金属的热循环和最终的微观结构和硬度。增加热量输入将降低硬度水平，从而降低HAZ开裂的风险。然而，随着输入热量的增加，氢从焊缝逸出的扩散距离增加，焊缝金属开裂的风险增加。