高強鋼激光焊接凝固裂紋研究現狀

韓鵬薄， 黃瑞生， 李小宇， 楊義成， 孫靜濤

(哈爾濱焊接研究院有限公司,哈爾濱 150028)

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高強鋼具有減輕結構重量、強度高、塑韌性好等優點，隨著工業技術的發展，中厚板高強鋼在造船、建筑、機械制造及壓力容器制造等行業中的應用非常普遍。焊接是高強鋼推廣應用中的重要加工手段，提高中厚板高強鋼的焊接效率一直是工程技術人員所追求的目標。目前針對中厚板焊接發展了多種高效電弧焊接技術，主要有用于T. I. M. E.，A-TIG，熱絲TIG、窄間隙埋弧焊、多絲焊、機器人雙面雙弧焊等，但是上述的焊接技術共同存在坡口尺寸大、焊接速度慢、熱輸入高、變形應力大、組織性能惡化等問題。激光焊接因具備能量密度集中、熔深大、變形量低、效率高和焊接速度快等特點廣泛用于中厚板高強鋼的焊接[1-3]。

長期以來，高強鋼的冷裂敏感性是大家關注的主要問題，但是研究發現，高強鋼在激光焊接中出現了熱裂紋，并以凝固裂紋為主，從而影響焊接構件的服役周期。焊接凝固裂紋是否形成主要取決于凝固裂紋阻力與凝固驅動力的大小，凝固裂紋阻力是高溫下焊縫金屬的塑性，凝固裂紋驅動力是焊接熔池的凝固收縮及外部拘束作用下產生應力-應變，當拉伸應變大于焊縫金屬在該溫度時的塑性時，凝固裂紋就會產生[4]。激光焊接技術形成的高深寬比的熔池幾何形狀和焊接過程復雜的物理現象導致的凝固裂紋與傳統焊接技術產生的差異較大，因此，應從不同于傳統弧焊角度去揭示凝固裂紋的產生原因。……