高强度调质钢（S690–S960）的焊接：冷却时间决定一切

这些钢有何不同

S690QL、S890QL 和 S960QL（EN 10025-6）凭借淬火和回火组织（而非合金富集）获得 690–960 MPa 的屈服强度——其碳当量出乎意料地适中。因此可焊性问题是热问题，而非化学问题：错误的冷却循环要么使热影响区（HAZ）硬化成易裂状态，要么使其回火成软弱区，成为最薄弱环节。

t8/5 概念

这些钢的焊缝冷却由 t8/5 规定：焊接区域从 800 °C 冷却至 500 °C 所需的时间。该区间涵盖了决定 HAZ 硬度和韧性的相变范围。

• 过短（热输入极低、厚板无预热）：HAZ 硬而脆，有氢致裂纹风险。
• 过长（热输入高、预热/层间温度过高）：晶粒长大和过回火——HAZ 软化和韧性损失。

钢厂通常推荐 t8/5 窗口约为 5–20 秒（S960 更窄），通过协调三个变量共同实现：预热温度、热输入和板厚。工艺评定针对该窗口进行，而非仅针对热输入。

热输入与温度

参考做法（以钢厂数据表为准）：

• 热输入通常限制在约 0.5–1.5 kJ/mm，随牌号等级提高而降低。
• 预热适度——通常为无需预热至约 125 °C，取决于厚度和接头组合厚度——因为预热过度会延长 t8/5 并软化 HAZ。
• 层间温度有上限，通常为 150–250 °C，取决于牌号；接头温度逐道持续升高会偏离窗口。

填充金属：匹配还是低匹配？

两种理念都合理：

• 匹配填充金属（例如 690 级或 890 级焊丝）用于接头必须达到母材全部强度的场合，并严格控制氢（H5 级焊接材料，洁净干燥存放）。
• 低匹配（软）填充金属广泛用于角焊缝和非全强度接头：延展性好的熔敷金属可缓解拘束应力，对装配和开裂风险的容忍度更高，代价是强度有所降低，需经设计人员批准。

无论选择哪种，低氢不可妥协——这些牌号在 S355 可以承受的氢含量下就会开裂。

车间纪律

• 遵循经评定的 WPS 并记录与 t8/5 相关的实际参数；不要让焊工通过提高电流来“加快速度”——焊接速度直接影响热输入。
• 均匀预热并测量；在焊道之间监测层间温度，而不仅仅在开始时监测。
• 未经生产商批准，不得进行焊后热处理：常规去应力循环会使整个部件回火至低于其交货强度。
• 热切割边缘应修整，定位焊应使用与接头本身相同的预热和焊接材料——尺寸过小、未预热的定位焊是典型的裂纹起源。