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本文根据Q960E钢的成分特点和性能要求，在调研国内外相关焊丝研究的基础上，设计并开发了Q960E钢匹配的Ni-Cr-Mo-Mn-Si-Ti系气保护实心焊丝。采用研制的焊丝进行了熔敷金属试验并测定了熔敷金属的性能；从理论上分析了Q960E钢的焊接性，采用斜Y形坡口焊接裂纹试验评估了焊接接头和热影区的冷裂敏感性，确定了焊前最低预热温度；采用研制的焊丝在不同的焊接工艺下焊接Q960E钢接头试样，分析了焊接工艺对接头拉伸、弯曲、冲击等力学性能的影响，并对焊接工艺进行优化；采用光学显微镜和扫描电镜分析了焊接接头的微观组织及断口形貌。研究结果表明：在本文试验条件下，Q960E钢匹配焊丝的熔敷金属屈服强度为920MPa，抗拉强度为1030MPa，延伸率为13.5%；-40℃下的冲击功为32J，熔敷金属组织为低碳马氏体和下贝氏体的混合组织，故能保证较高的强度和良好的韧性；熔敷金属扩散氢含量为3.43ml/100g，达到设计要求；焊丝工艺性良好，飞溅率低。斜Y形坡口焊接裂纹试验结果表明：25mm厚的Q960E钢具有一定的淬硬倾向，采用本文研制的气保护焊丝和80%Ar+20%CO2保护气体焊接，预热温度应不低于175℃以防止焊接冷裂纹的产生。采用研制的焊丝焊接Q960E钢，在预热温度180℃、焊接电流260A、焊接电压28V、层间温度180-250℃及焊后进行250℃/2h保温消氢处理的工艺下获得的接头综合性能最佳，其接头抗拉强度为1052MPa，在-40℃下焊缝中心、熔合线、熔合线+2mm和熔合线+5mm处的冲击功分别为24J、45J、116J和185J；缺口位于焊缝的Q960E钢焊接接头低温冲击断口形貌基本为脆性断口，缺口位于热影响区的Q960E钢焊接接头低温冲击断口形貌则以塑性断口为主；Q960E钢焊接接头中焊缝中心为低碳马氏体+下贝氏体的混合组织，淬火区为低碳马氏体+粒状贝氏体，但随距焊缝距离不同，马氏体粗细不一，部分淬火区的组织则是初始的回火索氏体组织和由奥氏体转变得到的贝氏体和马氏体的混合组织，回火软化区组织是回火索氏体。新焊丝的熔敷金属屈服强度为858MPa，抗拉强度为933MPa，延伸率为18.2%，在-40℃下的冲击功为84J。采用改进的新焊丝焊接Q960E钢，焊接接头的抗拉强度为1030MPa，在-40℃下焊缝中心、熔合线、熔合线+2mm和熔合线+5mm处的冲击功分别为44J、100J、148J和125J，焊接接头冷弯性能良好，符合工程的实际需要。