焊接接头中的再热裂纹包括焊道层间重热、焊后热处理以及高温长时间运行时在焊缝金属及热影响区内产生的晶间裂纹。其中最常见的是焊后热处理过程中形成的再热裂纹，通常称其为“消除应力处理裂纹”。其典型的形貌如第6章图6-39所示。

消除应力处理裂纹不是在所有钢种的焊接接头中都会产生。它主要在具有沉淀硬化倾向的低合金热强钢和奥氏体不锈钢焊接接头中形成。其中Cr-Mo-V、Cr-Mo-V-B、Mn-Ni-Mo-V和Cr-Mo-B型等低合金钢对这种裂纹较为敏感。

1.再热裂纹的形成原因

再热裂纹的形成机理可作如下解释：当含有一定量Mo、V、B等合金元素的低合金钢焊件，在550～650℃温度范围内消除应力处理时，接头热影响区内的合金碳化物V₄C₃和Mo₂C等将在晶内沉淀，并使晶内强化。这种强化作用不仅阻碍了晶粒本身的整体变形，而且也抑制了晶粒的局部应变。其次，在高温下形成的晶间空穴减弱了晶界强度。因此金属在高温下发生蠕变时，应变将集中于晶界。如蠕变应变量超过了晶界的塑性变形能力，就会沿晶界开裂。这种裂纹可能是三晶交界处的楔形裂纹，也可能是晶界空穴聚合而成的“链状”裂纹。

焊接接头中再热裂纹形成的必要条件是钢材预先经受过一次或多次的高温热作用，使合金碳化物得到充分的固溶。焊条电弧焊的热循环正符合这种固溶条件，其峰值温度高达1350℃。在这种热循环的作用下，将会产生两种对再热裂纹有重要影响的现象：碳化物固溶和奥氏体晶粒长大。碳化物固溶是二次沉淀的先决条件。热循环的峰值温度越高，碳化物的固溶越充分，在随后的热处理或高的工作温度下，晶内沉淀强化的效果越强烈。而晶粒长大减少了晶界总面积，使消除应力处理时，蠕变应变集中在晶界上的程度提高。因此再热裂纹总是出现于焊接接头热影响区的粗晶段。

在一定的热动力学条件下，碳化物形成元素会扩散到晶界，并形成碳化物，而靠近晶界的晶体上将出现无沉淀相区。这些区域将成为薄弱点，使局部应变在这里集中，直至开裂。

再热裂纹开裂的方式取决于钢的化学成分和杂质元素的偏析。例如在0.5Cr-0.5Mo-0.25V低合金钢焊接接头中，再热裂纹是按空穴机理形成的。而在一些Ni-Cr-Mo-B-V合金系结构钢焊接接头中，再热裂纹大多是按楔形机理形成的。在晶界处的应力集中，对楔形裂纹的形成起重要的作用。

钢中的S、P、Cu、Al、Sn、Sb和As等杂质元素会在晶界偏聚，吸附在晶界析出物上，引起晶界聚合强度的降低，从而促进晶间裂纹的形成。

焊接接头中的残余应力是导致再热裂纹形成的力学因素。再热裂纹通常产生于厚壁高拘束度焊接接头中。焊接接头的残余应力越高，产生再热裂纹的可能性也越大。

焊接接头中的内部和外表缺陷会造成应力集中、提高应力峰值，使焊件消除应力处理时，塑性流变集中于这些部位。因此未熔合、夹渣、液化裂纹、氢致裂纹等缺陷可能成为再热裂纹的起源点。此外，焊缝边缘的咬边、角焊缝焊趾、根部焊道过大的余高都可能诱发再热裂纹。(www.daowen.com)

2.防止再热裂纹的措施

为防止焊接接头中再热裂纹的形成，首先应在结构设计时选用对再热裂纹不敏感的钢材。如果结构的运行条件要求必须采用具有再热裂纹倾向的钢材时，则应从焊接工艺上采取下列必要的措施。

1）降低焊接热输入，可减小焊接热影响区过热段的宽度，缩短在高温停留的时间，加快冷却速度，抑制奥氏体晶粒的过度长大。同时由于焊道数的增加，可利用相邻焊道的热作用细化过热区的晶粒。

2）适当提高焊前的预热温度可降低焊接接头残余应力峰值，扩大塑性应变区，避免焊接应力集中作用于接头的热影响区。

3）正确选用焊条，使焊缝金属的强度略低于母材，且无沉淀硬化倾向，这样在消除应力处理过程中，焊缝金属先于热影响区产生蠕变，减少了热影响区的蠕变应变量。

4）在结构设计中尽量不采用高拘束度的焊接节点。

5）降低焊接接头不连续处的应力集中。在焊件消除应力处理前，应将所有可能引起应力集中的焊缝外表缺陷，如咬边、焊趾缺口和根部缺口等妥善修补。大厚度角焊缝与母材交界边缘应修磨成圆滑过渡。

6）正确制定消除应力处理工艺参数。具有再热裂纹倾向的钢材并不是在消除应力处理的整个温度范围内都可能形成再热裂纹，而只是在某一较窄的温度范围内对再热裂纹十分敏感，即所谓的敏感温度区。例如最常用的12Cr2Mo1R耐热钢，试验测定的敏感温度区间为580～630℃。如将焊后消除应力处理温度定为650～670℃，则可避免再热裂纹的危险。