焊接热影响区（HAZ）的四大核心难题及解析

　　一、组织晶粒粗大与性能恶化

　　问题本质：焊接时热影响区受高温加热，奥氏体晶粒急剧长大，形成粗大的过热组织（如魏氏组织）。

　　影响：导致材料韧性显著下降，脆性增加，尤其是低碳钢、低合金钢焊接时易出现 “粗晶脆化”。

　　典型案例：厚板高强钢焊接后，过热区冲击吸收功可能降低 50% 以上。

　　二、焊接裂纹敏感性激增

　　1. 冷裂纹（氢致裂纹）

　　原因：热影响区在冷却过程中产生淬硬组织（马氏体），结合焊接残留氢和应力，形成延迟裂纹。

　　典型材料：高强度钢（如 Q690）、超高强钢焊接。

　　2. 热裂纹（结晶裂纹）

　　原因：高温下晶界偏析形成低熔点共晶，冷却时受拉应力导致沿晶开裂。

　　典型材料：铝合金、不锈钢（如 304）焊接。

　　三、性能不均匀性与力学短板

　　区域差异：热影响区不同部位（过热区、正火区、不完全相变区）因受热温度不同，组织差异显著。

　　具体表现：

　　过热区：晶粒粗大，强度高但韧性低；

　　不完全相变区：铁素体和珠光体未均匀化，导致硬度不均；

　　后果：构件受力时易在薄弱区域提前失效，如压力容器焊接接头的疲劳断裂。

　　四、残余应力与变形失控

　　应力形成：热循环导致材料局部膨胀收缩不一致，在热影响区积累残余拉应力。

　　变形类型：

　　纵向收缩变形（如平板对接焊的长度缩短）；

　　角变形（如 T 型接头的焊趾翘起）；

　　危害：残余应力可能诱发应力腐蚀开裂，变形超出公差范围需返工（如船舶壳体焊接变形）。