10Ni5CrMoV低合金高強度鋼的屈服強度高于700MPa，憑借其高的屈服強度、良好的塑韌性和耐蝕性能，應(yīng)用于船舶、壓力容器等大型設(shè)備的制造。10Ni5CrMoV鋼焊接時接頭產(chǎn)生冷裂紋傾向嚴(yán)重，尤其在大拘束度條件下焊接時，氫致裂紋問題十分突出，嚴(yán)重影響大型結(jié)構(gòu)件的正常使用與安全。

在實際工業(yè)生產(chǎn)中，采用等強匹配工藝焊接厚度大、拘束度高的10Ni5CrMoV鋼結(jié)構(gòu)，即使采取預(yù)熱、后熱、嚴(yán)格控制焊接材料氫含量等常規(guī)減少冷裂紋傾向的措施，冷裂紋也無法避免。因此有必要尋找一種新的抑制冷裂紋的方法，以滿足大拘束狀態(tài)下10Ni5CrMoV高強度鋼大厚板結(jié)構(gòu)焊縫致密性的需要。

相關(guān)研究表明，氫在奧氏體組織中的溶解度較大，同時奧氏體組織具有良好的塑韌性，高強鋼結(jié)構(gòu)件在高拘束度條件下，焊接時若采用比母材10Ni5CrMoV鋼強度低的奧氏體鋼材料作為填充金屬，即“低強匹配”工藝，則可以在犧牲少許焊縫強度的情況下，提高接頭韌性，減小接頭組織淬硬傾向，降低焊接接頭的應(yīng)力水平，從理論上說可以達(dá)到減少和抑制冷裂紋的效果。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)先進焊接與連接國家重點實驗室的研究者研制了一種強度低于母材的高鉻鎳奧氏體不銹鋼焊絲，利用該焊絲作為填充金屬進行10Ni5CrMoV高強度厚板對接試驗，檢驗焊縫質(zhì)量，分析對接接頭的組織和性能，以期滿足實際工程中的技術(shù)要求，抑制10Ni5CrMoV鋼傳統(tǒng)工藝下焊接冷裂紋的產(chǎn)生。

采用的母材為10Ni5CrMoV高強鋼，填充金屬為自制的高鉻鎳奧氏體焊絲。此類接頭在管板結(jié)構(gòu)中的拘束度最大，故模擬管板結(jié)構(gòu)角焊縫坡口形式，板厚約50mm，開K形坡口，一側(cè)為直邊，一側(cè)為50°斜邊坡口。對接試驗采用立焊方式，先進行脈沖TIG填絲工藝打底焊，正反面焊接兩層三道，打底焊完成后再使用MIG焊分別對正反面進行填充蓋面。TIG焊和MIG焊所用的焊絲成分基本相同，焊絲直徑分別為2.4和1.0mm。TIG焊工藝采用的保護氣體為純氬，MIG焊工藝采用的保護氣體為50%Ar+2%N2+48%He。研究結(jié)果表明：

（1）采用新研制的低強匹配的奧氏體焊絲焊接10Ni5CrMoV高強鋼焊縫成形良好，焊接接頭未發(fā)現(xiàn)焊接缺陷，焊縫金屬均為奧氏體等軸晶組織，熔合區(qū)為嵌入式的奧氏體與馬氏體的混合，熱影響區(qū)的粗晶區(qū)為馬氏體組織。

（2）焊接接頭顯微硬度以焊縫金屬最低，熱影響區(qū)最高，未出現(xiàn)硬度過高區(qū)域和軟化區(qū)；接頭拉伸強度約800MPa。滿足技術(shù)要求；彎曲試驗未出現(xiàn)開裂，焊接接頭具有良好的抗變形能力。

（3）焊縫金屬系列溫度沖擊吸收功隨溫度變化不大，在-80℃時Akv仍在90J以上，熔合線及熔合線外2mm的沖擊韌性良好，滿足技術(shù)要求。