在社会经济飞速发展的今天,效率是实际大生产中的重中之重,在保证效率的同时,质量控制也是不容忽视的。由于海洋船舶的日益大型化,导致船板钢厚度尺寸增大,但常规焊接工艺造船的效率较低,因而大线能量焊接技术应运而生,可使工作效率得到显著提高。大线能量焊接的焊缝区结构复杂,高的焊接热输入使得焊接熔合线附近的温度瞬时升高,导致粗晶热影响区(CGHAZ)在高温下停留时间过长,冷却速度较慢,易形成粗大的韧性较差的魏氏组织,成为整个焊缝区性能较弱的部位。熔合区(HFZ)会经历较为特殊的固-液-固转变,相关研究较少,其力学性能仍不太明确。因此,对于研究如何提高焊缝区质量显得尤为重要。稀土Y具有微合金化、球化夹杂等优良性能,但在大线能量焊接工艺中的作用规律尚未明确。本文对加入单一组分高纯稀土Y的船板钢进行模拟大线能量焊接研究,通过高温激光共聚焦显微镜(CLSM)、超高分辨扫描透射显微镜(STEM)、扫描电子显微镜(SEM)、万能试验机、冲击测试仪等设备对实验钢进行分析检测,包括稀土Y对船板钢在固态相变过程中针状铁素体形核位置与晶粒取向的影响、对不同热输入下的粗晶区与熔合区中稀土夹杂物的形貌与存在位置和存在形式的影响、稀土Y对粗晶区与熔合区性能的影响等,研究结果如下:含稀土Y的钢在加热至奥氏体化温度的过程中,产生较多均匀的弥散质点。在相变冷却过程中,增加针状铁素体数量,不仅会生成同向的针状铁素体,在已形成的针状铁素体顶端还会产生新的不同方向更加细小的二次针状铁素体,与此同时,还形成了从晶界开始向晶内生长的针状铁素体,与晶内的针状铁素体相互交叉,使组织更为均匀。稀土Y在实验钢的存在形式为:以原子形式在晶内固溶;在晶界处偏聚;以稀土硫氧化物、硫化物、氧化物的球状夹杂形式存在于晶界和晶内中。经大线能量焊接后,在粗晶区中稀土Y的球状夹杂物尺寸与形状变化不大,但成分组成中的O含量随热输入值增加而降低。在熔合区中,含有稀土Y夹杂物中的S元素消失,熔合区内的夹杂物仅以稀土氧化物形式存在。稀土Y在船板钢中可降低大线能量焊接后熔合区的硬度,在100 k J/cm、200k J/cm、500 k J/cm的热输入下,Y-V实验钢的硬度均低于含V实验钢。