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本文采用不同焊接工艺规范焊接低温钢SA516Gr.60,通过拉伸试验、低温夏比冲击试验、金相组织观察、显微硬度测试、扫描电镜（SEM）、能谱分析（EDS）、透射电镜（TEM）等分析方法对焊接接头组织和性能进行了综合的比较和研究。 焊缝金属中主要合金元素含量对焊缝显微组织和性能的影响研究试验结果表明:采用手工电弧焊焊接SA516Gr.60,当焊缝的化学成分为0.06～0.08%C、1.0～1.2%Mn、0.25～0.35%Si时焊缝金属可获得较好的韧性。对于低温钢SA516Gr.60的焊接,综合考虑质量和成本,手工焊时优先选用J507DR焊条,埋弧焊时优先选用SJ208DR焊剂配合HO9MnDR焊丝。 焊接线能量对焊接接头显微组织和性能的影响研究试验结果表明:随着焊接线能量的增大,焊缝金属抗拉强度先略有升高,后呈下降趋势,低温韧性先增大,后减小,热影响区低温韧性下降;手工电弧焊焊接线能量控制在14kJ/cm左右为宜,埋弧自动焊焊接线能量控制在21kJ/cm左右为宜。 道间温度对焊接接头显微组织和性能的影响研究试验结果表明:随着道间温度的升高,焊缝金属的低温冲击韧性先升高后明显下降,推荐焊接时道间温度控制在150℃左右。 采用J507DR焊条,控制线能量为15kJ/cm,道间温度为150℃,对一批主体材料为SA516Gr.60的低温换热器现场焊接,并对所带试板进行系列夏比冲击试验得到母材、焊缝、热影响区的韧脆转变温度FATT50分别为-60℃、-57℃、-52℃,它们均低于低温换热器的设计温度-45℃,符合使用要求,从而证明了所采用工艺的合理性。 焊缝金属具有良好的低温韧性是因为焊缝金属中有较多的针状铁素体（AF）,并通过焊缝金属夹杂物能谱分析及选区电子衍射分析标定夹杂物的组成物相有MnO·Al2O3、MnS、CaO·2Al2O3等,并认为焊缝金属中合适尺寸的复相夹杂物为针状铁素体的形核提供核心,从而改善了焊缝的低温韧性。