16Mn是应用最广、用量最大的低合金高强度结构钢，综合性能好，广泛用于制造石油化工、船舶、车辆、桥梁等大型结构件。随着焊接技术的不断发展，为了提高生产效率，大线能量焊接技术在生产中得到普遍应用。国内对于大于50kJ/cm的焊接技术称之为大线能量焊接。在焊接接头中由于焊接热影响区是对焊接接头性能影响最严重的区域，其组织及性能随温度变化而发生明显变化，因此采用两种不同的焊接方法，即采用CO2气体保护焊和双丝埋弧焊方法，对比不同焊接线能量下获得的焊接接头热影响区组织和性能，研究了线能量对热影响区组织和性能的影响，为工程应用提供一些理论依据。
采用CO2气体保护焊和双丝埋弧焊方法分别对厚4和20mm的16Mn钢进行焊接。CO2气体保护焊选用Φ1.2mm的H08Mn2Si焊丝;双丝埋弧焊选用H08A焊丝(前丝Φ4.0mm，后丝Φ3.2mm)和SJ301焊剂。其余焊接工艺参数如表1所示。焊后制备金相试样,在金相显微镜下观察分析焊接热影响区微观组织。
表1 焊接工艺参数
焊接参数 | 电流/A | 电压/V | 焊接速度 /(cm·min-1) | 线能量 /(kJ·cm-1) | 保护气流量 /(L·min-1) |
CO2 焊接 | 130~160 | 22~27 | 40 | 4.29/6.48 | 15 |
双丝埋弧焊 | 前丝765 后丝600 | 39~42 | 48 | 68 |
结果显示，CO2气体保护焊焊接接头的组织较均匀，晶粒度细小;双丝埋弧焊焊接接头的组织相对较粗大，而且在过热区出现了魏氏组织。CO2气体保护焊焊接接头的硬度值明显较双丝埋弧焊的硬度值高，硬度值在热影响区出现峰值。(榕霖)