CRH6转向架异质钢材焊接接头组织研究

武秀媛 吴向阳 齐维闯 段卫军 张世欣

(南车青岛四方机车车辆股份有限公司，山东 青岛 266000)

1 试验材料与方法

1.1 试验材料

构架用钢用SMA490BW 板材（厚度16mm），Q345C 锻板（厚度16mm）。参照GB/T 19869.1-2005 标准，焊接工艺评定试验的焊接接头形式为全焊透的板—板。

1.2 试验方法

1.2.1 焊接工艺试验

本试验采用手工MAG 焊，对接试板坡口角度60°，坡口间隙2mm，钝边尺寸1mm。焊接试板编号1～5。焊后试板采用热处理工艺进行去应力退火

1.2.2 无损检测

焊接试板完成后，基于相关标准进行外观检验和无损检验，其中无损检验方法采用MT 检测焊件表面裂纹，采用UT 检测焊件内部缺陷。

1.2.3 破坏性检验

破坏性检验包括拉伸、弯曲、冲击、硬度以及焊缝宏观与微观组织分析。

2 试验结果与分析

2.1 焊接接头常规力学性能

SMA490BW 钢材与Q345C 锻件之间的异质板材对接焊的接头经退火处理后力学性其屈服强度、抗拉强度和伸长率满足标准规定的力学性能要求。拉伸试样破断在远离焊缝的Q345C 一侧的母材上。侧弯试样经180°弯曲后，拉伸面无裂纹。在-40℃～+20℃试验温度范围内，焊缝及两侧的热影响区（HAZ）冲击功也都达到标准要求的27J，其中SMA490BW 一侧HAZ 的冲击功要高于Q345C 一侧HAZ 的冲击功。需要注意的是：Q345C 一侧HAZ 在-40℃的冲击试验数据较为分散，最低冲击功仅为42J，满足27J 的标准要求。

对接接头维氏硬度HV10 测试结果表明，在SMA490BW 板材与Q345C 锻件板材异质钢材对接接头中，焊缝、热影响区及母材的硬度分布较为均匀，最高硬度位于邻近熔合线的焊缝两侧HAZ 内，分别为220HV10 和266HV10，满足标准规定的要求。

2.2 焊接接头宏观形貌与微观组织

观察焊接接头的外观形貌，焊缝表面没有咬边、表面气孔及裂纹等缺陷，对接接头完全熔透。观察焊缝横截面可知，对接接头的焊道之间和焊道与母材HAZ 之间熔合良好。观察微观组织可知，焊缝组织为柱状结晶的铁素体和晶内针状铁素体及少量珠光体和贝氏体；熔合区及HAZ过热区组织为沿晶析出的块状先共析铁素体及晶内细条状铁素体和少量贝氏体及珠光体。在HAZ 过热区没有发现晶粒粗大的维氏组织，因此从微观组织分析角度来说，所选焊接工艺参数是基本合适的。

3 结论

（1）在本MAG 焊接工艺参数条件下，Q345C/SMA490BW 异质板材对接焊接接头，经退火处理后，其强度、塑性、冲击韧性、硬度等力学性能均符合标准规定的指标值。焊接接头的拉伸试样均破断在远离焊缝的母材金属中。在-40℃试验环境下，焊缝及热影响区（HAZ）的冲击功也达到了标准规定的27J，但在Q345C 一侧HAZ 的冲击试验数据较分散，最低冲击功42J。

（2）Q345C/SMA490BW 异质板材对接焊接接头，焊缝表面成型良好，没有咬边、裂纹、未熔合等缺陷。焊缝组织为柱状结晶的铁素体和针状铁素体+少量珠光体及少量贝氏体，熔合区及HAZ 过热区组织为沿晶析出的块状先共析铁素体及晶内细条状铁素体+少量贝氏体及少量珠光体，没有发现晶粒粗大的维氏组织或其它脆性组织，表明焊接工艺评定试验所确定的焊接工艺参数基本合适。

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［2］EN895，金属材料焊缝破坏试验：横向拉伸试验[S].

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［5］EN571-1，无损检验：渗透检验[S].

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