我们常常惊叹于焊缝的美丽，但我们不得不接受一个现实。这么漂亮的焊缝怎么会检验不合格？这是工程师们很头疼的问题。为什么焊缝开裂了？它们是如何形成的？如何避免？
一、什么是裂纹？
焊接裂纹是焊接件中最常见的严重缺陷。
在焊接应力和其他脆化因素的共同作用下，焊接接头局部区域金属原子的结合力被破坏，产生新边界的间隙。
焊裂缝
裂缝损坏
具有切口尖锐，高宽比大的特点。裂纹影响焊接件的安全使用，是非常危险的工艺缺陷。焊接裂纹不仅发生在焊接过程中，而且有一定的孕育期，有的则发生在焊后再加热过程中。
二、热裂
大部分是在接近固相线的高温下产生的，沿晶界分布(见界面)。但是有时它可以在低于固相线的温度下沿着多边形边界形成。热裂纹通常出现在焊接金属中，但也可能在焊接熔合线附近的焊接金属(母材)中形成。
过热裂缝
第三，冷裂纹
根据产生的主要原因，可分为淬火裂纹、氢致延迟裂纹和形变裂纹。
冷裂缝
淬裂
钢的马氏体相变点(Ms)附近(见冷奥氏体转变图)或200℃以下的裂纹主要发生在中高碳钢、低合金高强度钢和钛合金等。主要发生在热影响区和焊缝金属。裂纹倾向于沿晶或穿晶。形成冷裂纹的主要因素是:①金属含氢量高；②脆性组织或氢脆敏感组织；③焊接约束应力(或应变)。
氢致延迟裂纹
焊接过程中，溶解在焊缝金属中的氢向热影响区扩散和偏析，特别是在易开裂的三轴拉应力集中区，引起氢脆，即降低金属在裂纹萌生位置(或裂纹前端)的临界应力。当这里的局部应力超过这个临界应力时，就会引起开裂。因此，它常发生在应力集中严重的焊件根部和焊缝边缘，以及过热区域。预防措施包括:①降低焊缝中的氢含量，如采用低氢焊条和严格干燥焊接材料；②合理的预热和后加热；③选择低碳当量的原料；④减小约束应力，避免应力集中(见金属氢)。
变形裂缝
这种裂纹不一定是氢含量高造成的，而是多层焊或角焊发生应变集中时，拉伸应变超过了金属的塑性变形能力。
第四，再热裂纹
在一些低合金高强度钢、珠光体耐热钢、奥氏体不锈钢、镍基合金焊后再加热过程中产生。
主要原因是当焊接再次加热到500~700℃时，在热影响区的过热区，由于特殊碳化物的析出，一些弱化晶界的微量元素的析出，以及焊接应力松弛过程中的附加变形而引起的沿晶开裂。因此，这种裂纹具有沿晶开裂的特征，且都发生在应力集中严重的热影响区的粗晶区。
动词（verb的缩写）分层撕裂
主要发生在厚板角焊时，如附图所示。其特征在于平行于钢板表面并沿轧制方向呈阶梯状发展。这种裂纹往往不局限于热影响区，也可以出现在远离表面的基材上。
主要原因是由于金属中非金属夹杂物的层状分布，钢板沿厚度方向的塑性低于沿轧制方向的塑性。此外，由于厚板角焊在厚度方向上产生的焊接应力较大，导致分层撕裂。一般来说，片状硫化物夹杂危害最大，片状硅酸盐和过密氧化铝夹杂也有影响。
焊接裂纹的原因有哪些？
焊接过程中焊缝开裂的原因如下:
应力、结合力、刚度、化学成分、焊缝预留间隙、电流、焊缝、母材清洁度等。所有这些因素都可能导致焊缝开裂。
虽然焊缝开裂的原因很多，但在不同场合是由多种因素引起的，也有两三种因素。但不管几个因素，肯定有一个主要因素。还有各种条件没有影响，只有一个因素导致焊缝开裂。
因此，首先必须正确分析焊缝开裂的主次因素，并根据主次因素采取相应的措施加以解决。
焊接过程中形成的焊缝是焊条和母材在高温下被电流熔化，但焊条和母材由固态变成液态，高温液体受热膨胀，冷却成固态收缩。由于热膨胀和收缩，焊接结构自然会产生应力。
一些焊接结构具有固有的约束力和刚性。
焊接过程由固态变为液态，即由固态变为液态(通常是铁水)，再由液态变为固态，从而形成焊缝。从液态变成固态(即铁水变成晶粒)。铁水变成晶粒的过程就是结晶过程。
母材较低的温度开始结晶，逐渐延伸到焊缝中间，最后在焊缝中间结晶。由于热胀冷缩的作用，焊接结构受到应力、结合力或刚度的影响，使母材晶粒无法连接在一起。轻者焊缝中间出现小裂纹，重者焊缝中间出现明显裂纹。
即使母材和焊接电极的化学成分良好，由于焊接结构的结合力和刚性以及焊接过程中产生的应力，也会产生裂纹或裂缝。
如果母材和焊条的化学成分不好(碳、硫、磷等。都高)；或者焊缝预留间隙过大，焊缝边缘母材杂质过多，或者电流过大，焊接速度过快、过慢、焊道过宽，都会加剧焊缝开裂。
焊接裂纹的类型及预防措施:
焊接裂纹可以根据其位置、大小、原因和机理以不同的方式分类。根据裂纹形成的条件，可分为热裂纹、冷裂纹、再热裂纹和分层撕裂四类。
从焊接工程现场焊缝开裂的情况来看，大部分是由应力、结合力和刚度引起的。可以说，应力、结合力和刚度是焊缝开裂的主要因素。
采用固定焊和分散焊是解决由应力、结合力和刚度引起的焊缝开裂的有效途径。
所谓固定焊:一是焊件的所有焊缝或重要部位的焊缝，都要用小电流、窄道、短距离焊接来固定。因此焊接件不容易产生大的应力。
即使焊件各处固定，也不得在同一位置顺序前移，不允许采用大电流、大尺寸的焊条。焊接应在不同的位置进行，以免在局部位置产生过多的热量。绑定和刚性结构可以用同样的方法解决。
所谓分散焊接，对于大型结构，一定不能在同一位置顺序焊接，而应在不同位置焊接。
对于大型结构，不仅要先固定焊接，而且要采用分散焊接，第一道焊不能使用大电流、大尺寸的焊条。对于整个大型结构，所有焊缝都要从头到尾单独焊接，否则虽然焊缝没有开裂，但残余应力太大。
