低相变温度焊材对Q1100超高强钢焊接接头氢扩散行为和冷裂敏感性的影响

摘要

针对超高强钢焊接接头易产生冷裂纹的问题，选用低相变温度(LTT)焊材和传统ER140S-G超高强钢焊材作为对比，研究了扩散氢调控对Q1100超高强钢焊接冷裂纹敏感性的影响．通过焊接接头临界断裂应力和断口形貌特征分析不同焊接接头的冷裂倾向，并通过焊态氢微印试验，将氢在不同焊接接头中的宏观扩散行为进行可视化表征，进一步分析焊态下不同焊材对于焊接过程中扩散氢抑制作用的差别．Q1100超高强钢碳含量较高，其粗晶热影响区组织为粗化的马氏体板条加少量贝氏体，冷裂倾向明显．插销冷裂纹试验结果表明，LTT焊材能够降低超高强钢焊接接头的冷裂倾向．在焊接参数相同的条件下，LTT-Q1100接头的临界断裂应力达到520 MPa，而ER140S-GQ1100接头的临界断裂应力只有460 MPa.LTT-Q1100接头的断口呈现准解理断裂形貌，ER140S-G-Q1100接头断口韧性恶化明显，多为沿晶断裂形貌，属于脆性断裂，使用LTT焊材提高了超高强钢热影响区的抗冷裂能力．焊态氢微印试验表明：在LTT-Q1100焊接接头中，大量Ag颗粒聚集在焊缝区，热影响区的Ag颗粒很少；而ER140S-GQ1100接头中焊缝区和热影响区均有大量Ag颗粒聚集．使用LTT焊材能够降低焊缝金属的相变温度，在焊接过程中抑制焊接接头中的氢向热影响扩散，从而降低焊接热影响区中的扩散氢含量，降低焊接热影响区的冷裂敏感性．

关键词

超高强钢 / 焊接冷裂纹 / LTT焊材 / ER140S-G焊材 / 氢微印试验 / 扩散氢