焊缝热裂纹：201 和 430 为什么特别爱裂

2007 年 3 月，一批 201 的装饰方管，60×40，焊成 40 个灯箱框。焊完当天看着都好，第二天早上，有 9 个框在焊缝中间裂了，裂缝最长的 40mm。客户催着要货，车间说这批料有问题。

先认裂纹的样子

热裂纹沿焊缝中心走，像树枝，主裂缝两边分叉。把断面掰开看，断面有一层蓝黑色的氧化色，说明裂的时候温度还很高，金属还是红的。

冷裂纹不一样，位置常在热影响区，断面干净发亮，往往焊完几小时甚至几天才出现，敲一下有声。

还有一种不是裂，是收弧坑的缩孔。弧坑没填满，中间一个凹坑，边缘一圈细裂，看着像裂纹，其实是收弧手法的问题。

这三种要在现场分清，处理办法完全不同。

热裂纹是末尾一点液膜冻住时拉断的

焊缝凝固不是一下冻住，是从熔池边缘往中心长晶体，末了在中心剩一条液膜。这时候晶体已经收缩，液膜补不上，一拉就裂。

液膜的凝固温度越低、存在时间越长，越容易裂。钢里的硫和磷会形成低熔点共晶，把液膜的温度拉到 1000℃ 以下，凝固区间一下拉宽。

所以热裂纹的第一嫌疑犯不是电流，是材料的硫磷含量。201 用锰代镍，锰高本身能固硫，但小厂的 201 成分乱，硫控制在 0.02 以上的不少。304 一般控在 0.01 以下。

201 的问题在成分波动

201 的镍只有 3.5 到 5.5，锰 5.5 到 7.5，还加了 0.25 的氮。这个成分本来能焊，问题是很多料是调出来的，锰高镍低，凝固区间宽，抗裂性差。

还有热输入窗口。201 的电流小了熔不透，电流大了晶粒粗，可用的区间比 304 窄。焊工凭手感调，很容易过。

那批方管我们取了样送检，硫 0.028，磷 0.035。就这两个数，够解释九件裂纹。

430 是另一种裂法

430 是铁素体，焊起来的问题不是中心线裂纹，是热影响区脆化。铁素体钢焊后晶粒长得很快，常温下没有奥氏体那样能吸收变形的组织，一受约束就裂。

而且 430 在 400 到 500℃ 长期停留会出 475℃ 脆性，硬度上去、韧性下来。焊缝旁边那条窄带，敲一下能听见脆响。

所以 430 的件我们只做折弯和咬合，非焊不可的地方，焊前预热 150 到 200℃，焊后缓冷，别用水浇。

工艺上能改的四件事

电流往下压。1.5mm 的 201，电流 55 到 65A 就够，走速稍快，热输入控制在每毫米 400 焦以内。宁可焊两道，不要一道烧穿。

收弧要填满。弧坑是裂纹的高发点，收弧时多填两滴丝，让弧坑鼓起来，再慢慢拉开。这一步十个人里有六个不做。

焊丝别乱用。201 的件用 ER308 或者 ER201，别拿 304 的边角料当填丝。母材和焊丝成分差太多，凝固区间对不上。

装配间隙要小。间隙超过 1mm，熔池里要填的金属多，收缩量大，裂纹概率直线上升。我们的规矩是间隙控制在 0.3mm 以内，超了先修边。

裂了怎么救，什么时候别救

先用着色渗透查，把裂纹的走向标出来，两端各延长 10mm 打磨。用 3mm 的薄片砂轮开 V 形槽，深度超过裂纹 0.5mm，再补焊。

补焊的电流比原来低 10%，焊完自然冷却，不许浇水。补完 24 小时再查一次，同一个位置二次开裂的，基本就是材料问题，别救了。

那批 40 个框，补好 31 个，9 个报废。废的 9 个重新下料，用的是另一批料，硫 0.012，焊完一个没裂。

焊缝缺陷的排查见焊缝缺陷排查表，电流的取法在氩弧焊的电流按板厚怎么定，焊丝的搭配可以看不锈钢焊丝怎么选。