第35卷第4期 2014年4月
焊接学报
TRANSACTIONS OF THE CHINA WELDING INSTITUTION
Vol.35 April
高强焊丝熔敷金属力学性能及组织分析
吴炳智，徐玉君，安洪亮，孙静涛（机械科学研究院哈尔滨焊接研究所，哈尔滨150028）
No.4 2014
摘要：利用金相显微镜、扫描电子显微镜（SEM)及附带能谱仪（EDS)并通过常温拉伸和低温冲击等试验研究了不同保护气体下高强焊丝熔敷金属组织和强韧性变化。结果表明，针对此高强度气体保护焊焊丝，采用Ar+5% CO保护气体，熔敷金属强韧性最佳；焊缝金相组织为粒状贝氏体+板条贝氏体，细小板条束可有效提高焊缝韧性； M-A组元存在明显C元系富集的现象，大量块状M-A组元的出现造成M-A组元基体间位错塞积，引起应力集中，
量增多，是诱发准解理断裂引起冲击吸收功降低的主要原因关键词：高强钢；熔敷金属；力学性能；组织
中图分类号：TG422.3 0序言
文献标识码：A
文章编号：0253360X(2014)04005305
已有较多研究[3-7，而针对高强度级别熔敷金属组织性能研究较少文中重点研究了不同保护气体下
由于高强钢具有可减轻结构自重、增强结构可
靠性、提高工程机械工作效率及使用寿命和降低原材料消耗等优点被广泛应用于各工程领域，且随者新的冶炼技术和强化途径，高强钢强度级别也不断提高，越来越多的行业对钢的强度和韧性提出了更高的要求，如采油平台、舰艇、管线钢11和压力容器[1等行业，而焊缝作为大型结构的重要组成部分往往是薄弱环节，为了推进新型高强度钢材的不断应用，迫切需要与之配套的高强高韧性焊接材料，与此同时研究焊缝金属的组织性能也十分重要
众所周知，熔化金属与保护气体之间在焊接高温下的化学反应是重要的焊接冶金过程，它与焊缝金属中的化学成分、微观组织、焊接接头性能及其可靠性有很大关系，CO2含量对低温韧性的影响主要是通过对合金元系的含量变化、非金属夹杂物形态和氧在焊缝中的存在状态来解释CO2对低温韧性的作用机理[3】，已有研究表明4采用混合气体保护焊焊缝中阻碍裂纹扩展的大角度晶界比例明显增加，可显著改善低温韧性。但目前国内外的研究主要集中在较低强度级别焊缝金属，较低强度级别焊缝是以针状铁素体为主的组织，关于此类焊缝强韧化机理如细小、难溶非金属夹杂物作为一种高能情性表面，降低形核壁垒，促进针状铁素体多维及感应形核
收稿日期：2013-10-08
基金项目：高档数控机床与基础制造装备科技重大专项资助项目
(2011ZX04016 061)
熔敷金属的组织及性能，分析了微观组织、冲击吸收功及断口形貌之间的对应关系，并对熔敷金属中的夹杂物进行了定量分析，该研究对进一步研制高强度级别焊丝起到一定的指导作用
试验方法
试板焊接和力学性能取样参照国家标准GB/ T8110一2008《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》.试板材料选用低碳钢Q235，尺寸为300mm× 120mm×20mm.焊接材料为自行设计冶炼的实心焊丝HS-90,直径为1.2mm，其化学成分见表1.坡口设计如图1所示，隔离层防止母材对焊缝金属的稀释.焊接方法选熔化极气体保护焊，焊接电源为 FroniusTPS5000全数字化电源，焊接过程保护气体分别采用Ar+2%OzAr+5%CO,和Ar+20%CO2，焊接工艺参数见表2.
表1
焊丝的化学成分（质量分数，%）
Table1
C 0.062 Ni 2.16
Chemical compositions of solder wire
Is 0.71 Mo 0.6
Mn 1.86 Ti 0.05
s 0.004 Cu 0.18
P 0.004 Nb 0.01
Cr 0.38 Fe 余量
金相试样取自焊缝截面，用砂纸研磨、抛光后，