焊接热输入对低碳贝氏体金属粉芯焊丝（CHT120CK4）熔敷金属组织和力学性能的影响

蒋勇 郭栖利 梁晨 董万龙 李伟 曹睿

摘要：采用一种低碳贝氏体金属粉芯焊丝进行对接焊接，研究不同热输入（13.4～20.6 kJ/cm）对低碳贝氏体金属粉芯焊丝熔敷金属组织、拉伸性能和冲击韧性的影响。结果发现，低碳贝氏体熔敷金属的原始焊缝、焊缝内再热区组织都由粒状贝氏体和准多边形铁素体（QPF）组成。随着热输入的增加，原始焊缝、焊缝内再热区中的粒状贝氏体含量呈现先增大后降低的变化规律，随着热输入的增加，熔敷金属的屈服强度、抗拉强度先增大后降低，与微观组织的变化趋势一致;17.9 kJ/cm热输入下熔敷金属的屈服强度、抗拉强度均达到峰值;随着热输入的增大，冲击韧性逐渐降低。在室温和-50 ℃下13.4 kJ/cm热输入的熔敷金属具有较好的拉伸塑性和冲击韧性，这主要与低热输入下的细小晶粒相关。

关键词：焊接热输入;焊缝;显微组织;拉伸性能;冲击韧性

中图分类号：TG422.3      文献标志码：A         文章编号：1001-2003（2021）06-0032-09

DOI：10.7512/j.issn.1001-2303.2021.06.06

0    前言

随着我国制造业的发展，各个结构件之间的连接问题成为人们关注的热点，其焊缝性能的好坏对于整个结构的寿命具有决定性作用。其中低合金高强钢的应用最为广泛，主要用在具有高强度、高韧性及良好焊接性的构件上，例如造船、油气管道、锅炉等[1-2]。

焊缝金属的强度和韧性一直是不可调和的矛盾，要想获得具有优异力学性能的焊缝，焊接过程中参数的控制显得尤为重要[3]。Kwok-Fai Chung等人[4]研究发现，通过适当控制S690钢的焊接热输入（10 kJ/cm最佳）可以改善该材料焊接接头的力学性能。……