高强钢在轻量化结构设计中的应用及其焊接

张岩

摘要：介绍了高强钢的使用特性，综述了目前世界各国高强钢在桥梁、工程机械、汽车制造、建筑工程、飞机制造、石油管线等行业中的应用情况。总结了高强钢的焊条电弧焊、气体保护焊、药芯焊丝气体保护焊、埋弧焊、激光焊、激光-MAG复合焊、搅拌摩擦焊等焊接工艺及其特点。并分析了高强钢在焊接时因其合金元素复杂、强化机理多样导致的氢致裂纹、冷裂纹、热影响区性能转变等问题，介绍了为解决高强钢焊接问题进行的焊材研究及其进展。

关键词：高强钢;轻量化;焊接性;焊材

中图分类号：TG457.1      文献标志码：C         文章编号：1001-2003（2021）12-0034-07

DOI：10.7512/j.issn.1001-2303.2021.12.07

0    前言

2020年世界粗钢年产量高达近19亿吨，我国粗钢产量首次超过10亿吨，钢铁已是工业中的主要材料。随着工业设计理念朝着减重、节能的方向发展，高强钢的研发和使用成为焦点。我国自1997年开始开展“ 新一代微合金高强高韧钢的基础研究 ”国家攀登项目，经过20多年的努力，高强钢及超高强钢的种类越来越多，强度越来越高，在高强钢的使用上逐渐达到世界先进国家水平。高强钢由于其具有高强度、高塑韧性等特点，在焊接结构中的使用量逐年递增。高强钢的使用解决了很多结构设计中存在的高承载和低自重的矛盾问题，但是由于其成分复杂，强化机理与传统钢不同，所以目前高强钢的焊接仍存在很多问题。

1 高强钢的价值及其应用

1.1 高强材料出现的原因

传统钢材一般屈服强度195～275 MPa[1]，低温使用性能自室温到-4 ℃。在该强度和……