第 38 卷 第 2 期2017 年 4 月河 南 科 技 大 学 学 报 (自 然 科 学 版 )Journal of Henan University of Science and Technology(Natural Science)Vol. 38 No. 2Apr. 2017基金项目:国家自然科学基金项目(U1204520);河南省科技创新杰出人才计划基金项目(144200510001);工信部联装基金项目([2013]41 号)作者简介:朱珍彪(1985 - ),男,河南洛阳人,工程师,硕士,主要研究方向为特种焊接材料开发与工程应用.收稿日期:2016 -06 -15文章编号:1672 -6871(2017)02 -0006 -05 DOI:10. 15926/j. cnki. issn1672 -6871. 2017. 02. 002管线钢用自保护药芯焊丝低温冲击韧性朱珍彪,姚润钢,郭 纯(洛阳双瑞特种合金材料有限公司,河南 洛阳 471003)摘要:以 BaF 2 -Fe 2 O 3 -Al-Mg 渣系自保护药芯焊丝为研究对象,通过冲击韧性试验,研究了残余 Al、N 及 O 质量分数对焊丝熔敷金属低温冲击韧性的影响。借助金相显微镜和扫描电子显微镜等仪器,对熔敷金属及其夹杂物显微组织进行了观察分析。分析结果表明:焊丝熔敷金属的低温冲击韧性随着残余 Al 质量分数的增加而降低。残余 Al 质量分数较低时,熔敷金属夹杂物以圆形的 Al 2 O 3 为主,焊缝心部为细小的粒状贝氏体组织,低温冲击韧性较高。残余 Al 质量分数较高时,熔敷金属夹杂物以不规则多边形 AlN 为主,焊缝心部为粒状贝氏体和少量块状铁素体,低温冲击韧性较低。同时,合理控制焊丝中微量元素质量分数可有效提高熔敷金属的低温冲击韧性。关键词:自保护药芯焊丝;残余铝质量分数;微量元素;低温韧性中图分类号:TG422.3文献标志码:A0 引言自保护药芯焊丝是一种新型焊接材料,无需外加保护措施即可施焊,由于其焊接设备简便及抗风能力强等特点,已广泛应用于油气管线、桥梁建筑和海洋平台等领域 [1] 。低温冲击韧性是评价熔敷金属力学性能的一个重要指标,其高低反映了所开发焊材药芯成分以及合金化体系的合理与否 [2] 。对于高强度级管线钢尤其是 X80 管线钢,自保护药芯焊丝半自动焊焊缝低温冲击韧性离散性大,且部分低温冲击吸收能量低于相应验收指标的问题逐渐显现。自保护药芯焊丝低温冲击韧性的研究,目前主要集中在两个方向:选择有利的低温冲击韧性渣系;保留焊丝的特征渣系以及相对特殊的合金化体系,以获得残余 Al 质量分数较低的熔敷金属 [3] 。如何获得优良的低温冲击韧性是自保护药芯焊丝研究的关键。针对自保护药芯焊丝低温冲击离散性分散大的问题,为改善自保护药芯焊丝的焊接工艺性能及低温冲击韧性,本文基于强碱性渣系的设计理念[4] ,以 BaF2 -Fe 2 O 3 -Al-Mg 渣系自保护药芯焊丝为研究对象,通过低温冲击韧性试验,分析了残余 Al质量分数对熔敷金属低温冲击韧性的影响。并借助金相显微镜和扫描电子显微镜等手段,对熔敷金属及其夹杂物显微组织进行了观察分析,揭示了各组分质量分数对工艺性能和低温冲击韧性的影响规律,可为改善自保护药芯焊丝的质量提供理论依据和工程应用参考。