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本文以Q390低合金调质高强度钢为研究对象,分别采用手工电弧焊和埋弧自动焊对40mm厚试板进行焊接,为了符合实际焊接过程,焊前不预热,焊后不进行热处理。采用热电偶测温,盲孔法测残余应力,采用光学显微镜、扫描电子显微镜、拉伸和冲击试验机等工具研究接头的组织和性能,并在此基础上利用ANSYS对焊接温度场进行了模拟分析。 采用两种焊接方法焊接的试板接头金相组织符合工艺要求,但经手工焊焊接的试板粗晶区贝氏体板条结晶方向位相差较小,解理裂纹在贝氏体板条中可以连续贯穿,造成冲击韧性降低。 经埋弧焊和手工焊焊接的接头抗拉强度在639MPa~674MPa之间,大于母材抗拉强度,断口为韧性断裂,断裂位置大部分在母材区。接头中上部抗拉强度比下部略高。-40℃冲击韧性试验表明,埋弧焊接头冲击韧性在147J-246.7J之间,手工焊接头在107J-221J之间,相同位置处手工焊焊接接头冲击韧性比埋弧焊低;焊缝冲击韧性最差,熔合线外1mm处韧性最好。 温度场模拟结果与试验测量数据基本吻合,表明模型热模型和计算方法正确,可用于残余应力的模拟。采用埋弧焊通过施加外在约束可以有效减小焊后试板变形,在焊接接头处得到压应力;经手工电弧焊自由焊接条件下试板变形较大,在焊缝区得到拉应力,在熔合区和热影响区得到压应力。