冷裂紋是螺柱焊接生產中常見的裂紋類型。它們發生在焊接后冷卻到較低溫度時。對于低合金高強度鋼，它們在馬氏體轉變溫度附近。冷裂紋形成的三個因素是鋼種的硬化傾向、焊縫中的氫含量及其分布、焊接接頭的應力狀態。

1、硬化傾向

鋼的硬化傾向主要取決于其化學成分和冷卻條件。鋼的硬化傾向越大，焊接時越容易產生冷裂紋。因為硬化傾向越大，意味著在焊接加熱時會產生更多的馬氏體組織，而馬氏體的低變形能力則容易發生脆性斷裂。除了化學成分和冷卻條件外，焊接接頭的硬化傾向還與焊接工藝和結構板厚度有關。

高硬化傾向的金屬在熱不平衡的情況下會形成大量的晶格缺陷。在應力和熱不平衡的情況下，會形成裂紋源，甚至擴大形成宏觀裂紋。

如果焊縫和熱影響區有氫，會降低其韌性，引起氫脆。高碳馬氏體硬化顯微組織對氫脆和冷裂紋高度敏感。焊接中常用熱影響區的最高硬度來評價一些高強度鋼的硬化傾向。

2、氫

氫是引起高強鋼焊接過程中冷裂紋形成的重要因素之一，并使其具有延遲特性。由氫引起的延遲裂紋通常稱為“氫致開裂”或“氫致開裂”。“延遲”的原因是氫在鋼中擴散、在微觀缺陷處積聚、產生應力、開裂需要一定的時間。

高強度鋼焊接接頭的氫含量越高，裂紋敏感性越大。當氫含量大于某個臨界值時，就會開始出現裂紋，而且臨界值因情況而異。

當焊接熱影響區的氫濃度足夠高時，其中的馬氏體組織（如果有的話）會進一步脆化，從而形成裂紋。

3、應力狀態

高強鋼焊接時冷裂紋的產生不僅取決于鋼的硬化傾向和氫的有害作用，還取決于焊接接頭的應力狀態。有時壓力狀態甚至起著決定性的作用。焊接接頭的熱應力（不均勻加熱和冷卻）、相變應力（相變過程中結構的體積變化）、結構形式、焊接順序都會形成結合力。

以上三種形成冷裂紋的因素都有各自的內在規律，但也相互影響。一般來說，熱影響區和焊縫金屬的硬化傾向是裂紋產生的內在因素，只有在鋼中形成硬化組織時，氫才能在誘發裂紋中發揮不利作用。