采用标准紧凑拉伸试样对比了超低碳贝氏体钢激光电弧复合焊接接头的电弧主导区、激光主导区、热影响区和母材区的疲劳裂纹扩展速率,总结了各微区疲劳裂纹的扩展特征,分析了裂纹扩展路径发生偏折的原因。结果表明:随着应力强度因子增大,各微区的裂纹扩展速率均提高,但热影响区和母材区裂纹扩展速率的增长率随着应力强度因子的升高而减慢;当应力强度因子较低时,各区疲劳裂纹扩展速率由快到慢的顺序为母材、热影响区、电弧主导区、激光主导区;随着应力强度因子升高到一定值,各区疲劳裂纹扩展速率由快到慢的顺序变为激光主导区、电弧主导区、母材、热影响区;裂纹在热影响区内扩展时的扩展方向会发生明显偏折,并随着应力强度因子增大而产生大量二次裂纹,在焊缝的裂纹中仅发生小幅偏折,这与材料的成分和组织不均匀有关;通过观察各微区的断口认为二次裂纹的产生与硬质相颗粒有关,二次裂纹的产生也是疲劳裂纹扩展速率变化的重要原因。

针对12 mm厚超低碳贝氏体(ULCB)钢,采用中小功率CO2激光与气体金属电弧(GMA)复合进行了多层焊接试验。试验结果表明,采用3层焊接,且每层热输入均匀变化时即可获得良好的焊缝成形。焊接过程中,打底焊时激光焦点要严格控制在焊缝坡口钝边金属之内,填充层对激光焦点位置的要求并不严格;为了充分发挥激光的作用,应采用较高的送丝速度。此外,焊缝的拉伸力学性能测试结果表明,超低碳贝氏体钢激光-GMA电弧复合焊接接头的抗拉强度可达到母材的95％以上,甚至部分焊缝超过母材,其平均抗拉强度达到829.5 MPa。当试样断于焊缝时,焊接缺陷是造成焊缝强度下降的主要原因。

为了研究新一代超低碳贝氏体(NULCB)钢的焊接性，利用3kWCO₂激光对NULCB钢进行了焊接，并分析了焊接接头组织、性能的变化规律。试验结果表明，激光焊接接头显微硬度均高于母材，未出现明显的软化区；焊缝区和热影响区粗晶区组织均为贝氏体板条和M－A组元组成的粒状贝氏体；热输入由120J／mm～600J／mm范围内变化时，随着热输入的增大，M－A组元的平均宽度、总量、形状因子增大，M－A组元线密度减少；随热输入的增大，激光焊接焊缝区冲击吸收功先增大然后减小。合适的激光焊接条件下，激光焊接焊缝区具有良好的韧性，其低温冲击吸收功高于母材。

采用激光焊接和熔化极活性气体保护焊接(MAG焊接)两种方法对800 MPa级新一代超低碳贝氏体(NULCB)钢进行了焊接，研究了焊接热影响区(HAZ)组织、性能的变化规律。实验结果表明，热影响区组织均为贝氏体板条和马氏体-奥氏体(M-A)组元组成的粒状贝氏体;在实验所采用的不同热输入情况下，随着热输入的增大，马氏体-奥氏体组元的平均宽度、总量、形状因子增大，但其线密度减少;在合适的激光焊接条件下，热影响区韧性高于母材;激光焊接接头显微硬度随热输入的增大而减小，均高于母材，未出现明显的软化区。