所有工程合金都在一定的温度范围内熔化和凝固。通常，合金含量越高，熔化/凝固温度区间越大。固溶强化镍基合金因其合金含量高，熔化/凝固温度范围特别宽。在熔焊过程中，毗邻熔合线的母材被加热到合金的固相线和液相线之间的温度。这一区域的显微组织将产生局部熔化。当镍基合金的局部熔化区经受不住所产生的应变，即产生液化裂纹，如图9-3所示。这种热影响区晶界液化裂纹的倾向随着焊接热输入的提高而增大。

晶界的熔化和热影响区液化裂纹的产生有两种基本机理—偏析机理和渗透机理。按偏析机理，溶质和/或杂质元素通过扩散偏聚到晶界，并降低了晶界的局部熔化温度。按渗透机理，显微组织在高温下发生局部熔化，并与移动的晶界相交。然后液相渗透并润湿晶界。对于镍合金之类的单相合金，合金和杂质元素（S、P和B）偏聚于晶界可能引起熔化温度局部降低，并促使沿这些晶界形成连续的液膜。例如在617型镍合金中可以观察到这种偏聚及由此引起的裂纹（参见图9-3）。

在镍基合金中，如含有金属间化合物、碳化物或拓扑密排结构，也会产生按渗透机理的液化。在这种情况下，焊接热循环的快速加热不可能有足够的时间使这些二次相溶解于基体。当加热到共晶温度以上时，二次相与基体反应，形成共晶成分的界面液膜。在多种镍基合金中可以观察到碳化物和金属间相附近的液化。

渗透机理的另一种表现形式是残余共晶组分的局部熔化。在这种情况下，焊接热循环快速加热，不可能有足够的时间使共晶组分溶解，而只是在温度超过共晶温度时发生熔化。图9-4示出含有NbC碳化物和Laves相的镍基合金中发生液化的实例。其中液化可以从二次组分边缘附近的局部溶解加以辨认。

图9-3 在617型镍合金焊接热影响区的液化裂纹(www.daowen.com)

图9-4 含NbC和Laves相镍基合金热影响区的液化

按渗透机理，局部熔化本身通常不足以促使裂纹的形成，因为局部熔化区起初是孤立的，但随着晶粒的长大，移动的晶界与液相相交，引起液相渗透和润湿晶界，往往导致晶界完全被液膜覆盖。在这种状态下，晶界就难以经受局部应变，从而形成裂纹。

此外，液化裂纹也可能在多道焊缝层间热影响区中产生，是热影响区液化裂纹的特种形式，是前道焊缝金属中沿晶界局部熔化的结果。因为偏析沿着结晶边界和迁移的晶界发生，这些晶界再次受热时易于熔化。图9-5示出625型镍基合金多层焊缝中液化裂纹的典型实例。