激光-電弧復合焊接高強鋼顯微組織與力學性能

蔡志海， 秦 航， 何嘉武， 柳 建， 梁秀兵

(1. 陸軍裝甲兵學院機械產品再制造國家工程研究中心， 北京 100072； 2. 陸軍裝甲兵學院科研學術處，北京 100072)

目前，高強鋼因具有較高強度和韌性，已作為結構鋼廣泛應用于航空航天、軍工、能源、船舶和石油管道等重要結構件，其一般采用傳統的手工電弧焊接[1-3]。受高強鋼成分、性能及手工電弧焊接技術特點的影響，焊接時常出現焊接效率低、焊接變形大、焊前/焊后處理工序多等問題[4-6],導致手工電弧焊接難以滿足高強鋼高質、高效的焊接要求。激光焊接具有作用時間短、效率高、速度快、變形小、焊縫質量高和焊接精度高的特點，但焊接厚板時對激光焊接的裝夾精度要求過高，設備一次性投入大。

激光-電弧復合焊接[7-10]是一種新型焊接技術，它結合了激光焊接與電弧焊接的優點，具有焊接熔深大、工藝穩定性高、焊接效率高、焊接縫隙橋接能力強、可焊材料范圍廣及焊接變形小等優點。相關研究[11-12]表明：在500～800 MPa級的高強鋼上，激光-電弧復合焊表現出優越的焊接性能，無需焊前/焊后附加工序，焊接效率大幅提升，焊縫組織和力學性能均優于母材。徐國建等[13]研究了焊接參數對激光-電弧復合焊接780 MPa高強鋼板的影響，得到

了工藝參數對焊接性能的影響規律。李響[14]對板厚6 mm的590 MPa高強鋼進行了光纖激光-電弧復合焊接，得到了最佳焊接參數，并對焊縫性能進行了測試。然而，針對1 000 MPa級以上高強鋼的焊接工藝和性能研究仍然較少。鑒于此，筆者分別采用傳統CO2氣體保護焊及激光-電弧復合焊對厚度為8 mm的1 000 MPa級高強鋼進行焊接，并對其工藝及性能進行對比研究。……