2023年第9期热加工www.mw1950.com80焊接与切割Welding&CuttingQ355B钢连续冷却转变曲线及电弧焊工艺优化王清曌上海三一重机股份有限公司上海200241摘要：根据敏感区组织与疲劳寿命关系准则，结合金相-硬度法、差热分析法等构建的Q355B钢连续冷却转变曲线，控制热输入和冷却速度，配合CCT图调控焊缝接头Q355B钢热影响区形成的组织，探索最佳工艺，提升构件疲劳寿命。试验结果表明：当冷却速度＞1℃/s时，开始产生针状铁素体。当冷却速度为5℃/s时，针状铁素体的含量最大，材料的疲劳性能最佳。关键词：热模拟系统Gleeble-3800；针状铁素体；低合金高强度钢；疲劳寿命1序言Q355B钢是一种常见的低合金高强度结构钢，其化学成分主要包括C、Si、Mn、P、S等元素，力学性能特点是强度高、塑性好及焊接性好，广泛用于建筑、桥梁、车辆及机械等领域[1]。多层多道电弧焊是一种常用的焊接方法，具有速度快、质量高、适应性强和节约成本等优势，因此得到广泛应用[2]。但是低合金高强度钢在多层多道电弧焊焊接过程中，会因高热输入而导致韧性降低[3]。随着焊接热输入量的增加，柱状晶比例逐渐变少，等轴晶比例却有所增加，沿奥氏体晶界析出的先共析铁素体的数量明显增加，向晶内生长的板条铁素体数量降低[4]。在奥氏体晶粒内部，无序状的针状组织含量先增加后减少[5]。随着焊接参数的变化，热影响区的组织受其影响最大的是热影响区的粗晶区，而热影响区的相变重结晶区和不完全相变重结晶区受焊接参数的影响则不是很大[6]。根据冷却速度的不同，在焊缝金属中含有晶界铁素体（GF）、多边铁素体（PF）、针状铁素体（AF）、晶界铁素体（GF）、珠光体（P）、粒状贝氏体（GB）及贝氏体铁素体（BF）的比例也不同。促进夹杂物表面针状铁素体形核已经成为提高低合金高强钢低温韧性的有效手段[7]。AF比例越高，热影响区韧性越好，但是冷却速度过度增大也会减少针状铁素体的含量[8]。因此，本文通过连续冷却转变曲线（CCT曲线）指导焊接工艺，调控焊缝组织为大量的针状铁素体，从而实现疲劳性能的提升。2试验材料与方法试验材料取自Q355B钢板。母材的化学成分见表1。试验采用差热分析法测定Ac1、Ac3，将钢材加工成4mm×4mm×0.4mm的样品，并放入差热分析仪进行试验。试验工艺以2℃/min由500℃升温到1000℃，提取曲线并确定Ac1、Ac3。热模拟试验样品从钢板上取样后经车削加工而成，规格为φ6mm×10mm和φ4mm×8mm两种，测高速冷却（400℃/s）膨胀曲线采用φ4mm×8mm试样，其...
