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WELDOX960作为新一代低合金高强钢中的一种,具有细晶粒、超洁净度、高均匀性、高强度、高韧性等良好综合性能,主要应用于矿山机械、桥梁、铁路、汽车起重机等重载领域。本文结合实际生产条件,根据“低强匹配”原则选择瑞典生产的E-FK1000高强焊丝采用Ar+CO2混合气体保护焊工艺,研究了WELDOX960高强钢在预热温度分别为80~100℃、100~120℃、120~150℃几种条件下的多层多道焊接工艺。文中分别对获得的WELDOX960高强钢焊接接头进行拉伸、弯曲、冲击等力学性能试验和斜Y型坡口试验、搭接接头试验及热影响区最高硬度等抗裂性试验研究,并利用光学显微镜和扫描电镜等分析手段对WELDOX960高强钢接头的熔合区、焊缝金属和热影响区的微观组织及断口进行分析,研究了预热温度等工艺因素对接头强度、弯曲性能和热影响区冲击韧性的影响,分析了微观组织对接头强韧性的影响以及该钢在实际生产条件下的焊接适应性。测试结果表明,在本文中试验条件下该钢的冷裂和热裂敏感性较小,接头的抗拉强度、延伸率、冲击韧性等性能指标能达到设计要求;焊接预热温度对接头的性能有重要影响。接头微观分析表明,焊缝金属及热影响区中分布的贝氏体和低碳马氏体是接头保持高强度和高韧性的基本条件,通过优化焊接工艺,以保证焊缝组织为粒状贝氏体和少量的低碳马氏体,从而保证接头的强韧性。根据本文中实验结果可知,利用所选择的焊接填充材料对母材金属进行焊接时,采用对接、角接、搭接接头型式,获得接头的表面及断面裂纹率均为零,说明该钢的焊接性良好;虽然焊接接头的机械性能略低于该钢材的进厂复验报告,但按企业生产标准QJ/CQ05.01.00—1993,在常温、低温(-20℃、-40℃)获得接头的冲击值均能保证设计要求;拉伸试验表明,选用直径为Φ1.2mm的E-FK1000焊丝焊接WELDOX960钢获得接头的机械性能能够满足实际使用要求。根据钢中的碳当量值及接头最高硬度值,为了保证焊缝质量,该材料在焊前必须进行预热,预热温度应选择130~150℃,层间温度不应超过250℃,随着焊接结构刚性拘束度的增大,预热温度可提高到150~180℃,焊后可不保温,但不得强制冷却;焊接时保护气体必须为已混装成瓶的80%Ar+20%CO2富氩气体,不得使用配比器汇流而成的富氩气体。进一步的研究可知,对钢材加热到600~650℃时,材质能保持100kg级的各项性能参数基本不变,而加热到800~850℃时,材质的各项性能参数有所降低,抗拉强度值与80kg级材料相当。因此,钢材加热和热校形的最高加热温度应小于650℃。