例对本发明作进一步说明： 迄今为止，研究者利用高熔点夹杂物粒子对粗晶热影响区原奥氏体晶界的钉扎作用， 及其对晶内针状铁素体形核的促进作用，开发出了适用于大热输入焊接的钢板。但本发明 人调查采用同种该类钢板的电渣焊接头的性能时发现，虽然焊接粗晶热影响区的冲击韧性 可以满足要求，但粗晶热影响区与焊缝区之间的熔合线处的低温韧性波动很大，且较多为 不合格值。可见，对于大热输入焊接接头来说，良好的母材钢板可以保证粗晶热影响区良好 韧性，但不能确保熔合线位置的低温韧性。
[0018] 进而，本发明人提出了通过控制接头各区域的强度匹配，从而得到熔合线位置冲 击韧性良好的大热输入电渣焊接头。具体的匹配条件至少应满足以下条件中的一种：（1)焊 缝的抗拉强度是母材抗拉强度的80%-110%，且粗晶热影响区的抗拉强度是焊缝抗拉强度的 90%-110%。（2)粗晶热影响区宽度在母材厚度的20%以下，焊缝宽度在母材厚度的120%以下。 (3)粗晶热影响区的原奥氏体晶粒直径在300μπι以下，晶内针状铁素体含量在50%以上。
[0019] 按照上述方法所述，本发明人对不同板厚的ΑΗ40和ΕΗ36钢板，选用不同强度级别 的焊材进行大热输入电渣焊接，以形成不同强度匹配的接头，详细调查接头的各项参数见 表1，表1是本发明实施例和比较例的大热输入电渣焊接头参数对比。
[0020] 焊接接头各区域的强度采用微型拉伸试样进行检测，低温韧性按照国标GB/T 2650-2008进行。腐蚀后，对焊接接头进行金相观察、对各区域进行尺寸测量、并对熔合线附 近区域的粗晶热影响区的原奥氏体晶粒尺寸及晶内针状铁素体含量进行统计分析，结果见 表1。
[0021] 表1结果显示，实施例1-4中接头满足：0.9《粗晶热影响区强度/焊缝强度< 1.1、0.8《焊缝强度/母材强度< 1.1，并且粗晶热影响区宽度在母材厚度的30%以内， 焊缝宽度在母材厚度的120%以内，熔合线附近的粗晶热影响区原奥氏体晶粒直径不超过 300μπι，其中的针状铁素体比例超过50%。例如，实施例3电渣焊接EH36钢板接头及熔合线附 近粗晶热影响区的典型组织如图1所示，50_厚度的钢板单道次焊接成型，同时，焊缝宽度 是板厚的110%，并且熔合线附近的粗晶区中原奥氏体晶粒尺寸为270μπι，晶内组织以细小的 针状铁素体为主，因此能保证接头具有良好的强韧性能，特别是熔合线位置的-20°C低温冲 击值大于90 J。
[0022] 比较例采用与实施例相同的钢板，但采用更高强度匹配的焊缝。由表1可知，比较 例1-4中焊缝具有更高的强度值，与粗晶热影响区和母材的强度差值相比实施例较大，粗晶 热影响区与焊缝强度比例小于0.9,焊缝与母材的强度比例大于1.1，超出了本发明提出的 强度比例范围。此外，比较例1-2的熔合线附近粗晶热影响区的原奥氏体晶粒尺寸及晶内针 状铁素体比例也超出了本发明要求的范围，因此比较例的熔合线处的低温韧性较差。
[0023]因此，按照本发明，可以利用各区域的强度匹配改善焊接接头、特别是熔合线位置 的韧性，从而提供强韧性能良好的大热输入量电渣焊接头。
[0024]表 1
注:表中字母缩写分别表示--CGHAZ (粗晶热影响区）、WM (焊缝）、BM (母材）、FL (熔合 线）、TS(抗拉强度）、AF(针状铁素体）。
【主权项】
1. 一种强韧匹配良好的大热输入量电渣焊对接接头，该接头由板厚2 40mm的钢板经 大热输入量电渣焊单道次对接而成，其特征在于：（al)粗晶热影响区宽度是母材厚度的20% 及其以下，焊缝宽度是母材厚度的120%及其以下。2. 根据权利要求1所述的强韧匹配良好的大热输入量电渣焊对接接头，其特征在于： (a2)粗晶热影响区宽度是母材厚度的6%-17%，焊缝宽度是母材厚度的80%-120%。3. 根据权利要求1所述的强韧匹配良好的大热输入量电渣焊对接接头，其特征在于： (bl)焊缝的抗拉强度是母材抗拉强度的80%-110%，且粗晶热影响区的抗拉强度是焊缝抗拉 强度的90%-110%。4. 根据权利要求1所述的强韧匹配良好的大热输入量电渣焊对接接头，其特征在于： (b2)焊缝的抗拉强度是母材抗拉强度的83%-105%，且粗晶热影响区的抗拉强度是焊缝抗拉 强度的93%-105%。5. 根据权利要求1所述的强韧匹配良好的大热输入量电渣焊对接接头，其特征在于： (cl)粗晶热影响区的原奥氏体晶粒直径在300μπι以下，晶内针状铁素体含量在50%以上。6. 根据权利要求1所述的强韧匹配良好的大热输入量电渣焊对接接头，其特征在于： (c2)粗晶热影响区的原奥氏体晶粒直径在268-296μπι，晶内针状铁素体含量在52%-63%。7. 根据权利要求1所述的强韧匹配良好的大热输入量电渣焊对接接头，其特征在于： (bl)焊缝的抗拉强度是母材抗拉强度的80%-110%，且粗晶热影响区的抗拉强度是焊缝抗拉 强度的90%-110%; (cl)粗晶热影响区的原奥氏体晶粒直径在300μπι以下，晶内针状铁素体含 量在50%以上。8. 根据权利要求2所述的强韧匹配良好的大热输入量电渣焊对接接头，其特征在于： (b2)焊缝的抗拉强度是母材抗拉强度的83%-105%，且粗晶热影响区的抗拉强度是焊缝抗拉 强度的93%-105% ; (c2)粗晶热影响区的原奥氏体晶粒直径在268-296μπι，晶内针状铁素体含 量在 52%-63%。
【专利摘要】本发明涉及一种强韧匹配良好的大热输入量电渣焊接头，该接头由板厚≥？40mm的钢板经大热输入量电渣焊单道次对接而成，其至少应满足以下条件中的一种：（a1）焊缝的抗拉强度是母材抗拉强度的80%-110%，且粗晶热影响区的抗拉强度是焊缝抗拉强度的90%-110%；（b1）粗晶热影响区宽度是母材厚度的20%及其以下，焊缝宽度是母材厚度的120%及其以下；（c1）粗晶热影响区的原奥氏体晶粒直径在300μm以下，晶内针状铁素体含量在50%以上。本发明的技术优点在于：通过各区域强度匹配设计改善了焊接接头性能，可以形成板厚≥40mm的高强度钢板大热输入单道次电渣焊接头，且使电渣焊接头在熔合线位置的-20℃低温冲击值大于90J。
【IPC分类】B23K25/00, B23K35/30
【公开号】CN105598576
【申请号】CN201610185618
【发明人】董利明, 杨莉, 戴军, 张尧成
【申请人】常熟理工学院
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2016年3月29日