焊接热影响区与焊缝不同, 焊缝可借化学成分的调整、再分配以及恰当的焊接工艺来确保性能要求, 而热影响区性能无法经由化学成分调整, 乃是热循环作用下产生的组织分布不均匀性问题。对一般焊接结构而言, 主要考量热影响区的硬化、脆化、韧化、软化, 以及综合的力学性能、抗腐蚀性能和疲劳性能等, 这要依据焊接结构的具体使用要求来决定。
01焊接热影响区的硬化
焊接热影响区的硬度, 主要由被焊钢种的化学成分以及冷却条件所决定, 其实质是去反应不同金相组织的性能, 因为硬度试验相对比较方便, 所以, 常用热影响区（通常在熔合区）的最高硬度Hmax去判断热影响区的性能, 它能够间接预测热影响区的韧性、脆性以及抗裂性等, 近年来, HAZ的Hmax成为评定焊接性的关键标志, 需要指出的是, 即便同一组织, 也存在不同的硬度, 这跟钢的含碳量、合金成分以及冷却条件有关系。
02焊接热影响区的脆化
把焊接接头开裂以及脆性破坏给引发的主要缘由常常设定为焊接热影响区出现的脆化状况。就当前而言, 它呈现出粗晶脆化、析出脆化、组织转变有所脆化、热应变的时候存在时效脆化、出现氢脆还有石墨脆化等这样一些脆化的形式。
1. 首先是粗晶脆化。就在这热循环起到作用的情况下, 焊接接头那儿的熔合线附近以及过热区, 将会展开晶粒粗化的情况。2. 然后, 晶粒粗大这一状况，对组织的脆性有着严重的影响力。大体上来说, 晶粒越是粗大, 那脆性转变温度便是越高。
② 发生析出脆化。于时效, 或者回火进程里, 其呈现过饱和的固溶体之内, 将会析出碳化物, 还有氮化物, 以及金属间化合物, 另外含其他亚稳定的中间相等等。鉴于这些新相的析出, 致使金属, 亦或是合金的强度, 加上硬度, 以及脆性得以提高, 这般的现象被称作析出脆化。
③ 组织发生脆化, 焊接热影响区中, 因出现脆硬组织致使的脆化, 被称作组织脆化。针对常用的低碳低合金高强钢而言, 焊接热影响区的组织脆化, 主要是M – A组元、上贝氏体、粗大的魏氏组织等所造成的结果。然而对于含碳量较高的钢（一般≥0.2%）, 组织脆化主要是由高碳马氏体引发的。
④ HAZ存在热应变时效脆化的情况, 在制造进程里要针对焊接结构展开加工, 诸如进行下料, 或者实行剪切, 亦或是开展冷变成型、气割、焊接以及别的热加工等操作，由这些加工所引发的局部应变, 还有塑性变形, 对于焊接HAZ脆化存在极大影响, 因之而引发的脆化就称作热应变时效脆化, 应变时效脆化大致上能够划分成静应变时效脆化和动应变时效脆化这两类。一般所说的“蓝脆性”归属动应变时效现象。
03焊接HAZ的韧化
焊接HAZ, 在组织方面呈现非均匀体状态, 在性能方面同样是个非均匀体, 特别是熔合区以及粗晶区容易出现脆化现象, 它属于整个焊接接头里的薄弱地带。所以, 应当采取相应措施来提高焊接HAZ的韧性。依据研究结果, HAZ的韧化能够采用以下两方面的措施。
对低合金钢而言, 要进行组织控制, 需控制其含碳量, 让合金元素体系成为低碳微量且多种合金元素构成的强化体系, 如此一来, 于焊接的冷却状况下, 能使HAZ分布存在弥散强化质点, 并在组织方面获取低碳马氏体、下贝氏体以及针状铁素体等韧性较好的组织, 此外, 要尽可能控制晶界偏析。
② 进行韧化处理, 针对一些重要结构, 常常运用焊后热处理去改良接头性能, 然而对于一些体型庞大且构造繁杂的结构, 哪怕是要实施局部热处理也存在难事, 合理规划焊接工艺, 准确挑选焊接线能量和预热、后热温度是提升焊接韧性的有效办法。
另外, 存在诸多能够提升 HAZ 韧性的办法。比如说, 细晶粒钢借助控制工艺, 进一步对铁素体的晶粒予以细化, 如此一来也会让材质的韧性得以提升。冶金精炼技术能够让钢里所含的杂质（像 S、P、O、N 等）含量处于极低的状态。这些举措致使钢材的人行道得以提高, 进而也就提升了焊接 HAZ 的韧性。
04焊接HAZ的软化
对焊前经由冷作硬化或者热处理强化的金属, 或者合金而言, 在焊接热影响区一般都会产生不一样程度的矢强现象, 最为典型的是经过调制处理的高强钢, 以及具有沉淀强化与弥散强化的合金, 焊后在热影响区产生的软化或者矢强。
焊接调质钢之际, HAZ的软化程度跟母材焊前热处理状态存在关联, 母材焊接前调质处理的回火温度越低, 也就是强化程度愈大, 那么焊后的软化程度就愈发严重, 大量实验研究显示, 不同焊接方法以及不同焊接线能量之时, HAZ中软化最为显著的部位, 是温度处在A1 – A3之间的区段。
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