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微合金钢焊接研究的新挑战

曹能

（宝山钢铁股份有限公司，上海 201900）

摘要：焊接技术始终伴随着钢铁技术与产品的发展，在很大程度上又促进了钢铁技术的进步。在钢铁产品

设计及制造过程中，产品设计者必须考虑其应用的可能性，这种可能性不仅仅是可焊，而且是易焊，首先

应使焊接工艺过程简化；其次焊接效率大大提高。但随着强度级别的提高、生产工艺的变化，对焊接研究

及应用也提出了相应的要求。本文主要从实践和应用的角度针对钢铁技术的进步和热轧厚板产品的发展趋

势，阐述焊接研究所面临的新挑战。

关键词：微合金钢；高效焊接；激光复合电弧焊；焊接材料

0序言

焊接技术作为一种传统的加工工艺经

过上百年的发展，其应用领域涉及各行各

业，焊接工艺方法近百种，在机械制造、航

空航天、汽车、电子等行业已成为其它连接

方式无法替代的工艺技术。尤其我国尚处于

工业化过程中，钢铁的产量与消耗量均据世

界首位，焊接技术依然起着非常重要的作

用。纵观工业发达国家，钢铁强国同是焊接

强国。

热轧厚板产品主要应用于船舶制造、建

筑结构、桥梁、锅炉和压力容器、输送管线、

海洋平台、工程机械等重要场合，因此对产

品的质量、焊接性要求亦越来越高。这种要

求表现在以下几方面：

（1）最大限度地满足强度、韧性的指

标要求；

（2）优异的服役性能，包括耐高、低

温性能，抗疲劳性能，耐介质腐蚀性能等；

（3）良好的焊接性能，包括广泛的焊

接工艺适应性，高抗裂纹性，适用于大线能

量焊接；

（4）符合各项法、规规定；

其中对焊接性的要求是最主要的内容

之一，也是钢铁生产企业努力解决的关键技

术。微合金化是钢铁产品改善和提高焊接性

的核心。

1 冶炼和轧制技术的进步

1.1 纯净钢技术

微合金化离不开冶金技术的整体进步，

铁水预处理、转炉炼钢、钢包精炼、真空精

炼等精炼技术的采用，使钢中 S、P 等杂质

元素的含量远低于以往的低碳钢和低合金

钢。

以实绩为例，目前的纯净钢冶炼技术能

够达到如下水平：

[P+S+N+O+H] ≤80ppm

P≤20ppm， S≤5ppm，N≤20ppm，O≤10ppm，

H≤1.0ppm

随着杂质元素的大幅度降低，结晶裂纹

发生率随之大大减小，不再成为人们关注和

研究的重点。

由于使用时结构设计的要求，钢板的板

厚方向性能不容忽视。消除连铸坯中间偏析

技术的日臻完善，大大降低偏析程度，改善

了厚板的 Z 向性能。

1.2 控制轧制和控制冷却

控制冷却技术的发展推动了轧制技术

的进步，使控制轧制和控制冷却有效结合，

结合的结果使得钢种成分更加简单，钢板综

合性能进一步提高。同时随着自动化控制技

术在轧钢应用中的不断成熟，有条件生产高

品质、高精度的产品。微合金化技术结合控

轧控冷，在受控状态下实现形变热处理，具

有形变强化、析出强化和相变强化的综合作

用，可获得比合金化法、正火处理及调质处

理，更好的塑性、低温韧性、高的强度，更

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