SMA490BW鋼具有較高的強度、塑性和韌性等綜合力學性能，同時也有良好的耐大氣腐蝕性能，專門用于制造高速動車組轉向架焊接構架。焊接轉向架構架結構復雜，焊縫數量多且分布密集，在施焊過程中因受焊接操作空間限制等因素的影響，不可避免地會在焊縫局部區域產生氣孔等焊接缺陷。當有不允許的缺陷時，需在缺陷清除干凈后采用補焊的方法進行修復，同時也會經常出現多次返修的情況。對于焊縫多次返修問題，目前主要參照TB1983-1987《電力機車轉向架焊接技術條件》中4.9條“構架重要配件、構架總組焊，在缺陷處進行焊修不得超過兩次”和GB150-1998《鋼制壓力容器》中10.3.4.2條“焊縫同一部位的返修次數不宜超過兩次”的要求對焊接返修次數進行管理。顯然，即便當焊接構架中出現一條經兩次補焊后仍未滿足要求的焊縫，該部件甚至整個焊接構架就得報廢，結果造成很大的經濟損失。有關多次補焊對焊接接頭組織、性能以及補焊殘余應力分布等的影響，目前已有較多的研究報導，但對于高速轉向架專用鋼材SMS490BW多次補焊后的組織與性能尚缺乏必要的試驗數據，而一般認為焊接熱影響過熱區是焊接接頭的最薄弱環節。為此，本文通過焊接熱模擬等試驗方法研究多次熱循環對接頭熱影響區組織和韌性的影響，為焊接構架可實施多次補焊提供初步的試驗數據。

　　實驗用鋼為制造轉向架焊接構架用的12mm厚度的SMA490BW低合金結構鋼板，其組織為晶粒細小的鐵素體和少量珠光體，化學成分為（質量百分數，%）：≤0.18C，0.15~0.65Si，≤1.40Mn，0.30~0.50Cu，0.45~0.75Cr，0.05~0.30Ni，其它Mo+Nb+Ti+V+Zr≤0.15。力學性能見表1。

　　表1 SMA490BW 鋼力學性能

　　采用MAG焊工藝，焊絲選用Φ1.2mm的CHW-55CNH實芯焊絲，保護氣體為80%Ar+20%CO2。焊接熱模擬試驗在Gleeble-1500型熱模擬試驗機上進行，試樣尺寸為90mm×11mm×11mm，每組熱循環取6個試樣，分別進行1次、3次和4次熱循環，相當于模擬焊接1次、補焊2次和補焊3次。焊接熱循環其加熱速度為200℃/s，最高加熱溫度1320℃，t8/5為15s，層間溫度200℃。所謂多次熱循環是指相同熱循環過程的多次重復，由此便于分析焊接熱影響區過熱區(CGHAZ)經歷多次熱循環后的組織和性能。SMS490BW鋼板現場焊接和補焊的試板尺寸為350mm×300mm×12mm，采用60°V型坡口，坡口間隙1.5mm。第1至第3焊道為正常焊接，第4至第6焊道為補焊。為了避免過熱區在補焊過程中重復經歷焊接峰值熱循環作用，本實驗將補焊位置和挖補尺寸局限在焊縫金屬內部。第一次挖補寬度6mm，深度4mm；第二次挖補寬度8mm，深度6mm；第三次挖補寬度10mm，深度8mm。焊后和多次補焊后的接頭再進行(590±15)℃×2h退火處理。

　　SMA490BW鋼經歷3次及以上峰值溫度為1320℃的焊接熱循環后，因金屬過熱而形成粗大的魏氏組織，導致沖擊性能顯著降低，特別是低溫(-40℃)下的沖擊功均低于標準規定的下限值27J，但常溫下的沖擊性能仍滿足技術標準的要求。實際焊接接頭返修時，基于缺陷位置及尺寸，若能將挖補區域限制在焊縫內部，且盡量離開熔合線，則接頭經多次補焊后再進行(590±15)℃×2h退火處理，其過熱區仍保持足夠高的韌性儲備，在數值上甚至高于焊態下過熱區的沖擊功。多次補焊熱循環相當于對原始過熱區進行正火處理，消除過熱組織，使晶粒細化，從而改善過熱區的沖擊性能，這是接頭多次補焊后其過熱區沖擊能要好于焊態下的主要原因。此外，補焊后退火處理進一步改善了韌性。