环链结构因具有特殊的传动方式和较好的承载能力,所以被广泛应用于矿山机械、海洋船舶和军事舰艇等领域,目前因工作环境的日益严苛和承载能力的增加,环链尺寸和性能需要不断提高。研究环链对焊工艺与接头组织性能之间的相关性将为提高环链质量提供理论基础和实践指导。本课题针对环链用钢20Mn2、SAE8620H和23MnNiMoCr54,采用闪光对焊和电阻对焊两种工艺进行焊接,并对部分焊接接头进行焊后淬火+回火处理。采用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)及能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)对接头微观组织、元素分布进行研究,通过显微硬度计和拉伸试验机对接头的力学性能进行测试,探究接头组织在焊接及热处理过程中的演变规律,分析工艺-组织-性能三者之间的相关性。电阻对焊目前主要适用于直径Φ18mm以下小型环链,闪光对焊适用于直径Φ18mm以上环链,高强环链闪光对焊的接头中心均存在亮线区域,SAE8620H钢闪光对焊亮线区组织主要为先共析铁素体和粒状贝氏体,过热区为网状的先共析铁素体包围着粒状贝氏体,随着向母材过渡逐渐细化;23MnNiMoCr54钢闪光对焊亮线区为粗化的多种形态的粒状贝氏体,热影响区与焊缝组织相近,在母材带状组织位置存在受碳元素分布影响而产生的团状板条马氏体。电阻对焊焊接开始后接触电阻迅速减小,通过自身电阻产热,闪光对焊接触电阻产热占比较高。电阻对焊接头温度场的数值分析结果表明,电极的夹装位置会影响环链接头中的电场分布,进而直接影响热影响区的形状,形成漏斗状。20Mn2钢闪光对焊和电阻对焊的焊缝组织均为块状的超低碳贝氏体,没有较大的差异。从热影响区来看,电阻对焊相比闪光对焊在贝氏体中的铁素体上析出了更多的碳化物,带状组织焊后更为连续,且电阻对焊相比闪光对焊在焊缝和热影响区过渡范围内有更小的硬度梯度。对环链接头进行热处理,结果表明20Mn2钢焊缝组织由于对焊过程中元素烧损严重,热处理后组织变化较小,焊缝的硬度较低,因此,通过热处理对20Mn2钢接头的强化效果较弱,并且不当的淬火工艺会在热影响区形成沿晶淬火裂纹。热处理对23MnNiMoCr54接头强化效果显著,组织主要为回火马氏体和回火托氏体,显微硬度由280HV0.5提升到380HV0.5,XRD衍射结果表明热处理后具有大的晶格常数,其固溶了更多的碳原子和合金元素,有利于提高23MnNiMoCr54接头的强度。