为研究低温下高速列车用耐候钢激光-MAG复合焊接头的断裂行为,通过低温断裂韧性试验获得接头焊缝、热影响区和母材的断裂韧度J_m。采用Boltzmann函数进行拟合分析,得到各区的韧脆转变温度。结果表明:随着温度降低,接头各区域的断裂韧性呈降低的趋势,母材的低温韧性优于焊缝的低温韧性;焊缝区的韧脆转变温度约为-65.9 ℃,热影响区的韧脆转变温度约为-70.4 ℃,均高于母材(-81.9 ℃)。通过对微观组织和断口形貌的对比分析,阐明了激光-MAG复合焊接头各区域的微观断裂机理,焊缝金属较低的低温断裂韧性主要是由晶粒粗大和存在粗大的先析铁素体造成的。

针对X70 钢管道全位置激光-熔化极活性气体保护(MAG)电弧复合根焊焊接过程中，管道焊接3~6 点位焊缝背面易出现内凹，开展了管道全位置激光-MAG 电弧复合根焊焊缝成形试验研究。试验结果表明，激光-电弧复合焊接能量输入、焊枪角度对焊缝背面内凹影响较大；焊缝背面内凹可能是由于熔池液态金属重力作用导致焊缝熔融金属下淌所致。通过变参数能量输入方法，从3 点位到6 点位逐渐降低激光-电弧复合焊接功率；并向上倾斜焊枪角度使激光和焊缝切线方向成80°时，可利用保护气吹力和电弧力“托住”熔池，有效抑制内凹缺陷，改善焊缝成形。此外，发现焊缝背面有无内凹对静载拉伸性能基本无影响，有内凹管道的抗拉强度可达到596 MPa 以上，但焊缝背面内凹大幅降低了管道疲劳性能。