高強鋼焊縫強韌化的研究方向

高強鋼通常指屈服強度下限ReL≥400MPa、抗拉強度Rm=500～1200MPa，并且考慮焊接性而生產制造的鋼材。因其具有較高的強度、良好的低溫沖擊韌性、優(yōu)異的機械加工性能等綜合優(yōu)點而廣泛應用于石油天然氣管線、壓力容器、橋梁和汽車等領域。

高強鋼因為具有良好的力學性能而發(fā)展迅速，但因其焊接接頭斷裂韌性下降以及缺乏配套焊材兩大問題阻礙其大規(guī)模應用。大量的研究認為以下方面是有益的：

1、超低碳組織的開發(fā)利用能提高焊縫的強韌化。隨著鋼鐵碳含量的不斷降低，針狀鐵素體和超低碳貝氏體等高強度高韌性組織成為焊縫組織的主要結構，從而不斷提高焊縫的強度、韌性等力學性能。

2、夾雜物的合理利用將促進焊縫有益組織的形核和長大，提高焊縫的強韌化。

3、設計合理的焊接工藝參數(shù)，調整焊接熱循環(huán)，控制焊接熱輸入，可獲得較為理想的組織。

4、研制配套焊材是提高焊縫金屬韌性的一種較為行之有效的方法。基于氣保護藥芯焊絲兼有藥皮焊條和實芯焊絲的優(yōu)點，并具有熔敷效率高、合金元素易于過渡、工藝性能優(yōu)良、綜合成本低等優(yōu)點。

著眼高強鋼焊接的發(fā)展，未來的研究可以從以下四點出發(fā)：

1、強韌化機理的提出和改進。

隨著控軋控冷、微合金化等新型強韌化機理的深入研究，母材的強度不斷得到提高。為此，焊縫組織的強韌化機理也需要不斷的發(fā)展。超低碳貝氏體組織的獲得，針狀鐵素體形核機理的改變等均能不斷提升焊縫金屬的韌性。

2、合金元素體系優(yōu)化。

合金元素影響焊縫金屬的組織結構。Ti-B聯(lián)合脫氧、Ti-Zr聯(lián)合脫氧、稀有金屬氧化物等添加能獲得所需要的韌性組織。因此，通過合金元素體系優(yōu)化能更好地提高焊縫金屬的韌性。

3、新型焊接方法的使用。

激光焊接、等離子焊接、窄間隙TIG焊、激光-MIG復合焊等新型焊接方法已經進入到高強鋼領域。這些新型焊接方法熱量集中、焊接效率高、機械化程度高，適用于大規(guī)模、自動化生產。通過對新型焊接方法的研究，探索合適工藝，摸索焊縫強韌化規(guī)律，能為改善高強鋼焊縫韌性提供很大幫助。

4、新型焊材研發(fā)。傳統(tǒng)焊接材料無法滿足現(xiàn)代新型材料焊接需求，嚴重制約新型材料的廣泛應用與發(fā)展，因此，研制新一代鋼鐵材料的焊接材料以解決母材和焊縫金屬組織性能不匹配的問題勢在必行。

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