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高强钢焊接的现状和发展

随着国民经济的飞速发展，各行各业都呈现出欣欣向荣的局面，

但我们看到在繁荣的暗地里同时暴露出了一些问题：各行各业都在消

耗大量的能源及资源，全球资源减少的同时污染日益严重。国家已

经认识到了一些问题的严重性，中央已明确提出各行业要节约20%

的能源、20%钢铁，要求从源头做起。对于我们钢铁使用单位都必

须减少用钢量，减少用钢量的有效途径是提高钢的强度，所以在今

后的日子里，高强度会逐步替代目前大量采用500MPa级以内的低

强钢。

低合金高强钢是今后将采用量最大的钢种，它通常是指抗拉强度

500~1000MPa范围并考虑焊接性而生产创造的钢材，而抗拉强度在

1000MPa以上的普通称为超高强钢。低合金高强钢的种类可以分为非

调质钢和经过淬火-回火的调质钢。非调质钢又可分为热轧钢、控轧

钢和正火钢等。普通非调质钢指常温抗拉强度600MPa以下的钢材，

调质钢则为抗拉强度600MPa以上的钢材。根据调质、非调质钢强度

级别的差别，这两类钢材的焊接性、焊接工艺和接头性能有很大的不

同。

低合金高强钢总体来说明其焊接性较好，可基本上采有现有的焊接方

法与工艺。

一、常用的方法

从上世纪初，焊接技术得到应用以来，多种焊接方法得以发明与

应用。

1、手工电弧焊
手工电弧焊合用于各种不规则形状、各种焊接位置的焊缝。手工焊时

主要根据焊件厚度、坡口形式、焊缝位置等选择焊接工艺参数。多层

焊的第一层以及非平焊位置焊接时，焊条直径应小一些。在保证焊接

质量的前提下，应尽可能采用大直径焊条和大电流焊接，以提高生产

效率。

手工电弧焊使用范围广，焊接材料与工艺成熟，对于500~1000MPa

范围内的钢种都可采用此焊接方法，其配套的焊条有CJ607RH、

CJ707RH、CJ807RH、CJ107等，但其焊接效率低下，成型较差，在

条件允许的情况下，我们应尽可能地不采用手工电弧焊。

2、埋弧自动焊

埋弧自动焊由于具有熔敷效率高、大熔深以及机械自动操作的优

点，特殊合用于大型焊接结构的创造，广泛用于船舶、管道和要求长

焊缝的结构创造，多用于平焊和平角焊位置。埋弧自动焊包括双面埋

弧自动焊和单面焊双面成形埋弧自动焊工艺。对于抗拉强度

500~700MPa的钢种目前都可采用埋弧焊进行平焊与平角焊，焊接结

构有钢结构、管线、桥梁等，配套的焊丝有：CJGNH-1、CJQ-1、

CJGX-1、H1OMn2、CH62CF、H70Q等。

对于抗拉强度700MPa以上的钢种，使用埋弧焊进行实例不是不少，

主要是埋弧焊的焊接线能量大，导致焊缝及热影响区的晶粒粗大，增

加了脆性而降低了韧性。

3、CO2气体保护焊

CO2气体保护焊是目前大力推广的高效焊接方法，其包含CO2
气体保

护焊实芯焊丝与药芯焊丝，其实芯焊丝应用范围较广，500~900MPa

的高强钢都采用了实芯焊丝，应用领域基本包括了现有的结构，使用

效果较好，气保焊丝的窄间隙焊具有生产率高、焊接热输入小，热影

响区窄等优点，更适于焊接性较差的低合金钢。其配套的焊丝：

WH50-6、WH60-G、WH70-G、WH80-G、WH90-G等。

药芯焊丝作为高效焊接材料目前在造船行业得到了广泛的应用，

其应用率达到了60%以上，主要采用500MPa的药芯焊丝，如我公司

生产的YCJ501-1(GBE501T-1)，目前国产500MPa级药芯焊丝质量

较好，无论焊接工艺性能，还是力学性能都与外国产品相当。600MPa

的药芯焊丝部份得到应用，700MPa以上的药芯焊丝实际应用很少，

主要由于对于高强度的药芯焊丝，我们研制还不够，现有产品的焊接

工艺性能及力学性能有待提高，随着我们研发的不断深入，相信不久，

药芯焊丝的品种也会达到目前焊条的水平。

我公司为配合舰船建设的需要，研制了一种用于650MPa钢种的

CW921FCW药芯焊丝，焊接工艺性能及力学性能都较好，其扩散氢

含量在3ml/100g(色谱法)。其熔敷金属化学成份及力学性能分别见

表1、表2和表3。

4、自保护药芯焊丝

自保护药芯焊丝的芯内组成物和电焊条药皮相似，焊接时起着造渣、

造气、稳弧、脱氧等作用，所以焊接时不需另加任何保护气体。自保

药芯焊丝的焊接效率高，适应性强，特殊适合野外焊接，如管线建设。

我公司目前研制用于X60、X70管线钢焊接的自保护药芯焊丝。

5、电渣焊与气电立焊

电渣焊与气电立焊在焊接接头形式、方式及焊接效率都有类似之处，

焊接效率非常高，焊接线能量大。特殊是气电立焊，采用的是药芯焊

丝，其焊缝内在质量高，成型美观，在船体大合拢、储油罐的建造