高温合金产生焊接热裂纹的原因是什么？如何防止？

1、结晶裂纹   

焊缝中产生结晶裂纹既有冶金因素，又有应力因素。冶金因素就是高温合金中合金成分复杂、含量多，易在晶界处形成低熔点的物质，特别是镍元素含量相当高，能形成熔点比较低的低熔点共晶物，例如，与硫能形成Ni-S共晶，熔点只有644℃；与磷能形成Ni -P共晶，熔点只有880℃；与硼能形成Ni-B共晶，熔点为1140℃。它们一方面能扩大合金有效结晶温度区间；另一方面能降低液固两相的界面能，因而能形成沿晶界和亚晶界连续分布的液态薄膜，削弱晶粒之间的结合力。晶粒越粗大，越容易产生连续的液态薄膜，危害就越大。应力因素是高温合金具有较大的线膨胀系数和较小的导热系数，焊接时能产生比较大的热应力，当拉应力超过晶粒之间的承受能力时，就会产生结晶裂纹。

2、液化裂纹   

近缝区产生的液化裂纹也是由晶间产生液态薄膜和热应力较大引起的。与结晶裂纹不同的是液化裂纹主要与母材有关。一般来说，高温合金对各种杂质控制得很严，各种杂质不足以成为产生液化裂纹的主要因素，近缝区产生液化裂纹主要是由合金晶界上的碳化物相（MC或M6C）和γ′相引起的。

可以采取以下措施防止产生热裂纹：

1）焊接时选用冶金质量好的母材和焊丝，尽量减少焊缝中S、P、B等杂质含量。如果有可能，在焊丝中加入一些能细化焊缝晶粒的元素（如Mo等）；

2）采用能量集中的焊接方法焊接。例如，用钨极氩弧焊取代熔化极氩弧焊，或者采用脉冲电源等，可以减小接头过热，并使熔池体积减小，使冷却收缩时产生的热应力减小；

3）采用比较小的热输入焊接，必要时用铜垫板散热，以减小接头过热；

4）焊接之前，对冷轧态的板进行固溶处理，对虽经固溶处理但又经冲压、成形加工的板进行工序间退火。这样，可以避免因加工硬化而导致在焊接时产生更大的拘束应力；

5）改进焊接接头设计，使接头的拘束度减小。

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