碳鋼彎頭結晶裂紋起源與擴展是沿著品粒的邊界開裂，由樹枝狀斷口區(qū)組成，在高倍顯微鏡下能觀察到品界液膜的痕跡，結晶裂紋就是沿焊縫中的樹枝狀晶粒的交界處發(fā)生和發(fā)展的，有時也發(fā)生在焊縫內部兩個樹枝狀晶體之間，常見的是結晶裂紋沿焊縫線呈縱向分布。結晶裂紋的這種分布，說明在焊縫結晶過程中晶界是一個薄弱地帶，從金屬結品學理論可知先結品的金屬較純，后結品的金屬雜質較多，并富集在晶界，這些雜質所形成的共品具有較低的熔點，當碳鋼或低合金鋼的焊縫含硫量偏高時容易形成，并與鐵發(fā)生作用而成為熔點只有的低熔點共晶。
　　在金屬結品的后期，低熔點共品被排擠在柱狀晶體相遇的部位形成一種液態(tài)薄膜，此時由于收縮而受到拉伸應力的作用，焊縫中的液態(tài)薄膜就成了薄弱地帶，碳鋼彎頭在拉伸應力的作用下，就有可能在這個薄弱地帶被拉開形成結晶裂紋。結晶裂紋的形成機制及影響因素焊縫熔池在結晶過程中經歷三個階段，即液固階段固液階段*凝固階段。由于液固階段溫度高于脆性溫度，*凝固階段溫度低于脆性溫度，因此在這兩個階段焊縫金屬都有較大的抵抗結晶裂紋的能力，不易產生緒晶裂紋。焊縫結晶過程中的固液階段，當結晶繼續(xù)進行時，固相不斷增多，且不斷長大，冷卻到某一階段，相鄰晶粒之間發(fā)生接觸，由于液態(tài)金屬少，液態(tài)金屬不能在晶粒之間自由流動。
　　在拉伸應力作用下產生的微小縫隙不能被填充，后凝固的存在于固相金屬間的低熔點液態(tài)金屬，已成為液態(tài)薄膜，液態(tài)薄膜強度低變形能力差，而應變集中，因此有產生裂紋的可能這個階段正好對應脆性溫度區(qū)間。液態(tài)薄膜是產生結晶裂紋的內因條件，拉伸應力是產生結晶裂紋的必要條件。從本質上講，影響結晶裂紋的因素主要有兩方面：治金因素和力的因素。冶金因素主要是指合金狀態(tài)圖的類型化學成分和結晶組織及形態(tài)等。力的因素是指要有力的作用，即產生結晶裂紋的充分條件是要有碳鋼彎頭力的作用。在焊接時脆性溫度區(qū)內金屬的強度，要小于脆性溫度區(qū)內金屬所承受的拉伸應力，即，金屬的強度，主要決定于金屬的品內強度和晶間強度，它們都隨溫度升高而降低。然而。下降較快，當溫度達到時，所以稱為等強溫度；當溫度高于時，則>，此時如發(fā)生斷裂必然是晶間斷裂，若焊接所承受的拉伸應力隨著溫度變化始終低于，則不會發(fā)生斷裂；若焊縫所承受的拉伸應力在某一溫度超過金屬的晶內強度，即就會產生裂紋，這是產生結晶裂紋的充分條件。影響結晶裂紋的因素如下脆性溫度區(qū)的大小。脆性溫度區(qū)越大，焊縫收縮產生拉應力的作用時間越長。