Study of Preheating-Free Welding Technology for High-Strength Steel Using Melting Electrode Active Gas Shielded Arc Welding

ZHENG Qiwen; DENG Chengjun; YANG Tianen; HONG Huaping; WANG Youguo

doi:10.7512/j.issn.1001-2303.2026.02.01

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Study of Preheating-Free Welding Technology for High-Strength Steel Using Melting Electrode Active Gas Shielded Arc Welding
Vol. 56, Issue 2, Pages: 1-18(2026)
Received：17 December 2024，

Revised：2025-06-09，

Published：20 February 2026
DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2026.02.01
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郑启文，马晨阳，杨天恩，等.高强钢熔化极活性气体保护电弧焊免预热焊接技术综述［J］.电焊机，2026，56（2）：1-18. DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2026.02.01.

ZHENG Qiwen, DENG Chengjun, YANG Tianen, et al.Study of Preheating-Free Welding Technology for High-Strength Steel Using Melting Electrode Active Gas Shielded Arc Welding[J].Electric Welding Machine, 2026, 56(2): 1-18. DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2026.02.01.

摘要

为了降低焊接过程中的能耗，免预热焊接值得研究和应用，这符合碳中和目标与绿色制造的发展趋势。免预热焊接最主要的难点是防止焊接裂纹。焊接裂纹的形成主要与母材热胀系数失配、焊接母材残余应力过大、焊接区域的脆性包括脆硬组织、魏氏组织和氢脆等因素有关。免预热导致焊前预热的缩小焊接温差、降低焊接冷却速度、清除焊件表面水分等作用取消，因此需要在焊接材料以及焊接工序中提升抵抗裂纹的能力，补偿预热的作用，要从焊接母材、焊丝以及焊丝与工序匹配、焊接工艺优化等方面综合协同，同时通过有限元模拟预测焊接变形和残余应力帮助改进免预热焊接技术。本文重点阐述了免预热MAG焊接的关键技术路径，包括低淬硬倾向母材的选择、适配性焊丝研发及焊丝与焊接工序的强度匹配、焊接热输入与层间温度控制等工艺优化措施，为高强钢免预热MAG焊接技术的工程应用提供参考。

Abstract

As the demand for sustainable manufacturing practices increases

preheat-free welding emerges as a promising solution to reduce energy consumption in welding processes. However

the primary challenge lies in preventing welding cracks

which can result from several factors: mismatched thermal expansion coefficients of base materials

excessive residual stresses

brittleness in the welding zone—such as hard brittle structures

Widmanstätten structures

and hydrogen embrittlement. The lack of preheating leads to a smaller temperature differential before welding

slower cooling rates

and diminished moisture on the surface of welded components. To effectively mitigate cracking

enhancing the resistance of both the welding materials and the overall process is essential

compensating for the typically beneficial effects of preheating. This necessitates a comprehensive approach that considers the base material

welding wire compatibility

and the optimization of welding techniques. Moreover

employing finite element modeling to predict deformation and residual stresses can significantly improve preheat-free welding methods. This paper focuses on elaborating the key technical pathways for preheating-free MAG welding

including the selection of base materials with low hardenability

the development of adaptable welding wires

the strength matching between welding wires and welding processes

and process optimization measures such as the control of welding heat input and interpass temperature. It provides a reference for the engineering application of preheating-free MAG welding technology for high-strength steels.

关键词

Keywords

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