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焊接工藝對(duì)高強(qiáng)度低合金鋼力學(xué)性能及微觀結(jié)構(gòu)的影響

高強(qiáng)度低合金鋼（HSLA）易于通過各類熔焊工藝來完成焊接。但是，此類熔焊鋼易產(chǎn)生如冷裂、殘余應(yīng)力、扭曲和疲勞損傷等問題。但這些問題可通過如摩擦攪拌焊（FSW）的固態(tài)焊接工藝消除。針對(duì)使用手工電弧焊（SMAW）、惰性氣體保護(hù)焊（GMAW）和FSW的海軍級(jí)HSLA焊接接頭的力學(xué)性能（拉伸、沖擊、硬度）和微觀結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行比較評(píng)估，得出了以下結(jié)論。

（1）在3種焊接工藝中，使用FSW工藝制造的焊接接頭強(qiáng)度更高，相較其它焊接工藝，其焊接接頭強(qiáng)度值可提高約13%。

（2）在3種焊接工藝中，采用GMAW工藝制造的焊接接頭沖擊韌性最高，其相較FSW焊接工藝提高28%，相較SMAW焊接工藝提高了10%左右。根據(jù)焊接區(qū)微觀結(jié)構(gòu)分析，馬氏體-奧氏體（MA）成分和貝氏體鐵素板條的存在是GMAW工藝使產(chǎn)品韌性增強(qiáng)的關(guān)鍵原因。

（3）FSW接頭（硬度410HV）攪拌區(qū)的硬度高于熱影響區(qū)和BM（母材）區(qū)。這是因?yàn)閿嚢鑵^(qū)發(fā)生了嚴(yán)重的塑性變形和連續(xù)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，F(xiàn)SW工藝局部加熱和快速冷卻的特點(diǎn)使攪拌區(qū)的硬度較高。

此外，使用FSW工藝可消除使用熔焊工藝時(shí)存在的問題，且相比GMAW焊接工藝和SMAW焊接工藝，F(xiàn)SW工藝焊接的接頭有著優(yōu)越的力學(xué)性能。

刊名：Defence Technology（英）

刊期：2015年第11期

作者：S. Ragu Nathan

編譯：苗志慧