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本文针对水下湿法焊接环境的特点和焊后接头易产生气孔及裂纹缺陷的技术难题，研制了新型镍带水下湿法焊接药芯焊丝，并对焊丝的焊缝成形性、电弧稳定性、熔渣覆盖及脱渣性做出评定，同时针对不同焊接热输入获得的E40钢对接接头进行了微观组织、力学性能及断口形貌的分析。由于水汽环境的冷却和静水压力作用，水下湿法焊接时焊缝的成形同空气中焊接相比，在相同焊接规范内普遍具有熔宽小、余高大的成形特征(宽高比小于1:1)。焊接电流对焊缝熔宽的影响要大于焊接电压。当电流＜120A时，增加焊接电压对焊缝熔宽的影响不大，电压从25V增大到33V时，焊接熔宽基本维持在7-8mm(相同参数下陆地上焊接时熔宽变化为8-15mm)。然而通过增大焊接电流(＞160A)，焊缝熔宽变化范围为7-12mm。采用自制药芯焊丝进行水下湿法焊接时，电弧稳定性能一般。短路过渡频率不均匀，燃弧时间较长(0.15s)，具有大颗粒熔滴短路过渡的特征。平均断弧次数为3.9次/秒，断弧后再引弧性能较好，在低焊接速度下可以获得良好的焊缝成形。熔渣覆盖性很好，全焊缝熔渣覆盖率在95%以上，渣壳截面厚度均匀，脱渣后焊缝成形完好且具有金属光泽。自制焊丝水下堆焊时脱渣率平均为86.1%，但对接时脱渣性较差，仅为30%。水下湿法焊接获得的对接接头的焊缝组织主要由镍基γ-固溶体和弥散分布的呈球状或立方状的γ′[Ni3(Al, Fe)]相构成。当焊接热输入从22.5kJ/cm增大到25.5kJ/cm时，焊缝中柱状晶区范围缩小，中部等轴晶范围扩大，顶部细晶区晶粒尺寸由30μm增加到40μm，γ′相在焊缝中的分布更加均匀；当热输入为22.5kJ/cm时，热影响区中粗晶区(CGHAZ)组织主要为回火马氏体组织，细小碳化物沿原奥氏体晶界处析出，当热输入增大到25.5kJ/cm时，CGHAZ中组织为先共析铁素体+索氏体+粒状贝氏体组织。热输入为22.5kJ/cm和25.5kJ/cm下的接头抗拉强度分别为414MPa及381MPa，拉伸后断裂位置均在焊缝，且断口均呈现以解理台阶为主的脆性沿晶断裂特征。随着热输入的提高，断口中的氧化物夹杂增多，焊缝区域硬度平均由180HV增加到190HV，CGHAZ中最大硬度值由331HV减小到280HV。