對(duì)屈服強(qiáng)度為600 MPa的低裂紋敏感性鋼采用埋弧焊法進(jìn)行焊接實(shí)驗(yàn)，對(duì)焊接接頭試樣進(jìn)行取樣并分析其顯微組織，檢測(cè)其維氏硬度和低溫沖擊。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：粗晶熱影響區(qū)有較高的維氏顯微硬度值，顯微組織以粗大粒狀貝氏體為主，并且位錯(cuò)密度較高；焊縫區(qū)和細(xì)晶區(qū)的顯微組織主要為針狀鐵素體+先共析鐵素體；B元素偏析使原始奧氏體晶粒在冷卻過(guò)程中形成BN，導(dǎo)致晶界脆化；Ni在一定程度上有利于提高韌性；粗大貝氏體顯微組織一定程度上惡化粗晶熱影響區(qū)的沖擊韌性，使焊接接頭低溫沖擊端口呈局部脆性斷裂。
焊接過(guò)程會(huì)產(chǎn)生焊接熱循環(huán)，熱影響區(qū)會(huì)出現(xiàn)顯微組織和力學(xué)性能不均勻的現(xiàn)象，焊接接頭的不同微區(qū)可根據(jù)焊接熱循環(huán)過(guò)程中所經(jīng)歷的最高溫度劃分為[1]：焊縫區(qū)(＞1500℃)、粗晶熱影響區(qū)(大約在1100~1490℃)、細(xì)晶熱影響區(qū)(900~1100℃)，以及部分相變重結(jié)晶熱影響區(qū)(750~900℃)。熱影響區(qū)不同部位的顯微組織變化引起焊接接頭力學(xué)性能變化，尤其是沖擊韌性。實(shí)驗(yàn)采用同一種工藝制度的兩種微合金設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，觀察不同試樣低溫沖擊韌性的表現(xiàn)。
實(shí)驗(yàn)材料和工藝
焊接母材采用20 mm厚的熱軋鋼板，其主要化學(xué)成分見(jiàn)表1。焊接母材的主要力學(xué)性能如下：屈服強(qiáng)度為630 MPa，抗拉強(qiáng)度為760 MPa，延伸率為19%，–20℃的沖擊吸收功為155 J，母材組織為貝氏體鐵素體+粒狀鐵素體雙相組織。在焊接接頭中心部位垂直于焊縫方向采用線切割切取金相試樣，通過(guò)粗磨、機(jī)械拋光后采用3%的硝酸酒精侵蝕，在LEICA DMIRM金相電鏡下觀察焊接接頭的顯微組織，采用FM 700顯微硬度計(jì)檢測(cè)不同熱影響區(qū)維氏顯微硬度值的變化情況。利用林肯雙絲埋弧焊機(jī)對(duì)實(shí)驗(yàn)室熱軋鋼板進(jìn)行了多道次自動(dòng)焊接實(shí)驗(yàn)，重點(diǎn)研究實(shí)驗(yàn)鋼板焊接接頭熱影響區(qū)的顯微組織和沖擊韌性的變化。根據(jù)國(guó)標(biāo)GB/T 12470，采用低強(qiáng)匹配進(jìn)行焊絲和焊劑的選擇。焊接母材以及配合的焊絲和焊劑的相關(guān)化學(xué)成分如表1~3所示。成分編號(hào)為A(含Ni)的實(shí)驗(yàn)鋼編號(hào)1#~3#，編號(hào)B(含B)的實(shí)驗(yàn)鋼試樣編號(hào)為4#~6#。根據(jù)國(guó)標(biāo)GB/T 985要求將焊接試板開(kāi)V形坡口，缺口位置如圖1所示，分別將V形缺口開(kāi)在CGHAZ區(qū)和FGHA區(qū)。
