由于都与拘束条件有关而统称为拘束应力。拘束应力的作用也是形成冷裂纹的重

要因素之一，在其他条件一定时，拘束应力达到一定数值就会产生开裂。

（二）三个要素的作用及其关系

实践和研究证明，上述三个要素的作用是既相互联系，又相互促进，不同条件

下起主要作用的因素不同。

如当扩散氢含量较高时，即使马氏体的数量或拘束应力比较小，也有可能开裂

（如焊道下裂纹）。而当材料的碳当量较高而在接头中形成较多的针状马氏体时，

即使扩散氢很少甚至没有，也会产生裂纹。因此，有必要进一步了解冷裂纹发生与

扩展的规律，以及在冷裂纹形成过程中三要素的作用与相互联系，以便采取相应的

措施防止冷裂纹的产生。

氢在开裂过程中的作用

氢在冷裂纹形成过程中的作用与其溶解和扩散规律有关。

（

）氢在金属中的溶解与扩散溶解在液体金属中的氢原子，在连续冷却凝固

和发生固态相变时溶解度将发生突变，如图

（

）所示。在快冷时，就会有多

余的氢来不及析出，从而以过饱和形式存在，如图

转变时，就来不及在

转变时析出，而以过饱和溶解的形式存在于

相中。

由于氢的扩散能力很强，随着时间的延长过饱和的氢将不断扩散，其中一部分

扩散到金属外部，另一部分则在金属内步迁移。氢在不同的晶格结构中扩散能力

不同，在

相中的扩散能力比在

相中高，如图

（

）所示。在发生

相转

变时，氢的溶解度突降，而扩散能力突升。这两个突变决定了氢在焊接接头冷却过

程中的扩散方向与分布。

（

）焊缝金属结晶过程中氢的溶解与扩散过饱和的氢以间隙原子状态游动

地存在于

铁的体心立方晶格中，成为扩散氢。由于氢的体积小、质量小，因而，

它能在体心立方晶格内的铁原子之间挤进挤出，自由扩散。这种扩散所需的扩散

激活能小，扩散系数大，扩散速度快。

这部分氢焊后逐渐向热影响区及母材扩散，随着时间延长，扩散到热影响区的

氢浓度增加，焊缝中的氢浓度减小，热影响区靠近熔合线的粗晶区扩散氢的浓度最

高，这一区域往往成为氢致裂纹的发生地。

第六篇标牌（标识）安装新工艺新技术