Effect of Heat Input on Microstructure and Mechanical Properties of Deposited Metal of 800 MPa Grade High-Strength Steel Welding Wire

LV Hongying; SU Xiaopeng; LIU Jianbo; HAO Qingle; CHEN Ruibo; ZHONG Sujuan; LONG Weimin; GUAN Changyong

doi:10.7512/j.issn.1001-2303.2025.07.09

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Effect of Heat Input on Microstructure and Mechanical Properties of Deposited Metal of 800 MPa Grade High-Strength Steel Welding Wire
Vol. 55, Issue 7, Pages: 89-96(2025)
Received：23 September 2024，

Revised：2024-12-11，

Published：20 July 2025
DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2025.07.09
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吕红英，苏霄鹏，刘健波，等.热输入对800 MPa级高强钢焊丝熔敷金属组织与性能的影响［J］.电焊机，2025，55（7）：89-96. DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2025.07.09.

LV Hongying, SU Xiaopeng, LIU Jianbo, et al.Effect of Heat Input on Microstructure and Mechanical Properties of Deposited Metal of 800 MPa Grade High-Strength Steel Welding Wire[J].Electric Welding Machine, 2025, 55(7): 89-96. DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2025.07.09.

摘要

研制了一种800 MPa级高强钢实心焊丝，采用熔化极活性气体保护电弧焊工艺，系统研究了10 kJ/cm、13.7 kJ/cm、16.4 kJ/cm、22.1 kJ/cm四种热输入对熔敷金属组织与力学性能的影响。通过光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、能谱仪（EDS）等表征手段分析发现，四种热输入条件下的熔敷金属组织均由粒状贝氏体、板条贝氏体、针状铁素体、侧板条铁素体及先共析铁素体组成。随着热输入的升高，板条贝氏体含量逐渐减少，针状铁素体含量先增加后减少，侧板条铁素体、先共析铁素体和晶界铁素体依次析出并长大。力学性能测试表明，熔敷金属的抗拉强度和屈服强度随热输入增加呈下降趋势，-40 ℃冲击吸收功则呈先升高后降低的趋势。当热输入为13.7 kJ/cm时，熔敷金属综合性能最佳，抗拉强度达870 MPa，-40 ℃冲击吸收功为62~104 J，均值为84 J，呈现优异的强韧性匹配。

Abstract

A solid welding wire of 800 MPa high-strength steel was developed

and the effects of four heat inputs of 10 kJ/cm

13.7 kJ/cm

16.4 kJ/cm

and 22.1 kJ/cm on the microstructure and mechanical properties of the deposited metal were systematically studied using the polar active gas protection arc welding process. Through characterization methods such as optical microscopy (OM)

scanning electron microscopy (SEM)

and energy dispersive spectrometer (EDS)

it was found that the microstructure of the deposited metal under the four heat input conditions was composed of granular bainite

plate bainite

acicular ferrite

side plate ferrite

and pre-eutectoid ferrite. With the increase of heat input

the content of plate bainite gradually decreased

the content of acicular ferrite first increased and then decreased

and the side plate ferrite

pre-eutectoid ferrite

and grain boundary ferrite successively precipitated and grew. Mechanical property tests showed that the tensile strength and yield strength of the deposited metal decreased with the increase of heat input

while the impact absorption energy at -40 ℃ first increased and then decreased. When the heat input was 13.7 kJ/cm

the comprehensive performance of the deposited metal was the best

with a tensile strength of 870 MPa

a impact absorption energy at -40 ℃ of 62-104 J

and an average value of 84 J

showing excellent strength and toughness matching.

关键词

Keywords

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