转载：新材道
随着钢铁材料、焊接材料制造和焊接工艺技术不断的进步，结构用钢强度级别不断提高，高强钢的总体需求量逐年增加。
随着材料强度、板厚，结构复杂性的提高，对材料可焊性的要求，对焊接工艺的要求，也相应地提高。焊接部分往往是失效发生的重点部位，焊接工艺的选择和接头性能优劣对工程质量影响非常大，由于材料强度级别提高而导致的焊接质量问题、质量事故也越来越多。
碳当量作为钢材淬硬倾向的考核，对于高强度钢特别的重要。但一般标准碳当量的规定较为宽松，如 GBT 16270 Q690MPa 钢，≤50mm 板，规定 Ceq不超过 0.65%。
生产实际中，从焊接工艺和质量出发，碳当量必须进一步严格控制。如 30mm 以下板，CEV 不超过0.50%，30～50mm 板，CEV 不超过 0.55%，那么，焊接质量就容易得到保证，事实证明，大多数钢厂也都能做到。如果 CEV 处于较高水平，那么焊接工艺也要相应地采取更为严格的措施。
有经验的工程公司，在附加技术要求中规定，要使用产品中 CEV 最高的材料进行焊接工艺评定，评定通过后，如果被覆盖的实际材料 CEV 超出试验材料碳当量 0.02% 以上，要重新焊接工艺评定。
为了防止裂纹产生，焊接热影响区 HV 硬度的控制是 690MPa 高强度钢焊接的一项重要指标。对于690MPa 高强度调质钢，不同的供应商，不同的炉号和热轧号，质量可能有明显的差别，比一般强度的热轧钢，更为敏感。
生产实践经验表明，材料碳当量控制得好，焊接顺利，质量良好、稳定，更换厂家后，碳当量偏高，采用同样的焊接工艺，焊接接头 HAZ 的硬度值，明显升高，从350HV以下升高到了400HV甚至450HV以上。HAZ 硬度的升高，表明了冷裂纹的敏感性增大。最终必须通过强化焊接工艺措施，降低 HAZ 的硬度才能满足性能要求。
当我们更换材料供应商或采用不同炉批号的材料时，一定要注意这一点。同样，在进行钢材的国产化时，也要注意这一点，必要时进行焊接抗裂试验，并作焊接工艺条件的调整。
根据材料的板厚和碳当量，可设定预热温度。如果 CEV 较低的话，可以不预热或较低温度预热。如果 CEV 处于较高水平，那么焊接工艺也要相应地采取更为严格的措施。实际应用中，可通过抗裂试验，如，刚性固定、斜 Y 型、最高硬度法试验等，最终确定预热温度。当板厚大，结构复杂时，还要适当提高预热温度。
对于 690MPa 的高强度调质钢，由于热处理状态是淬火+ 回火，为了保证力学性能不会下降、恶化，预热和层间温度还有上限规定，如，AWS D1.1 中，规定最高预热和层间温度，板厚≤38mm 时，不超过 200℃；板厚>38mm 时，不超过 230℃。
由于一般强度钢的预热和层间温度要求，只规定了最低温度下限，所以，高强度钢预热和层间温度上限的要求，要特别强调和注意。为了确保满足这一要求，预热应采用电加热，并配有控制和记录仪。
预热温度和层间温度，规定不得低于某一温度时，应在加热的另一面，焊缝两侧温度较低处测量，确保整个焊接区域达到规定温度。预热温度、层间温度规定不得超过某一温度时，必须在焊缝中温度最高处测量，防止过热。
焊接线能量会影响焊缝的熔合，对化学成分、力学性能，硬度、断裂韧性产生影响。线能量过大，会降低接头的力学性能；线能量过小，会影响与母材的熔合，增大裂纹敏感性，所以要控制在合理范围。
一般强度钢焊接线能量控制在 30~35 J/cm 以下，Q690 高强度钢的焊接线能量应控制在 20~25 KJ/cm 以下为佳。对于现场施焊，焊工往往考虑焊接速度和效率，线能量过大的情况居多，所以，高强度钢焊接时线能量的控制，重点是限制线能量过大。线能量取决于焊接电流、焊接电压和焊接速度，不一定电流大、电弧电压高，线能量就大，也要关注焊接速度。焊条焊丝直径的选择、接头装配时间隙的控制、焊接的摆动、运条速度都值得注意。另外，接头中焊缝和热影响区经历不同的热循环，不同的冷却速度，会得到不同的化学成分和组织。特别是，从 800℃冷却到 500℃的时间，即所谓的T8/5时间，对接头性能有非常重要的影响，要注意控制。热影响区的脆化是高强度细晶钢焊接时常常发生的问题，和焊接的线能量，以及T8/5时间有关。一般所用的线能量越大，脆化倾向越严重。为防止热影响区的脆化，采用合适的焊接工艺参数，减小高温停留，控制t8/5 冷却时间，避免奥氏体晶粒的长大，使HAZ获得韧性组织。
除了一般强度的线能量焊接，还有一种焊接技术将线能量提高到50 kJ/cm以上，这就是大线能量焊接技术。大线能量焊接是现在造船业十分推崇的焊接技术，对钢材的性能要求极高。
控制焊缝厚度，增加焊道层数，有利于焊接接头的力学性能，这一点对于高强度钢特别重要。要保持焊层（道）2-3 mm 厚度的较薄焊层，焊接时应小幅摆动，防止出现凸形焊缝。
焊接顺序的控制，对于较薄的板，能减少焊接变形，对于拘束度大的接头，有利于减少残余应力，避免焊接裂纹，厚板和复杂接头更要注意。如，液罐特殊的Y型接头，必须采用交替焊接的合理顺序。
由于每一焊道对前道有回火作用，因此，在施焊盖面焊道时采用回火焊道，并使回火焊道高于母材1-2mm，使应力集中的焊趾部分硬度、强度下降，这也是防止高强度钢裂纹的有效方法之一。
材料强度高、碳当量高，意味着淬硬倾向大，裂纹更为敏感。为防止裂纹的产生，热影响区硬度的控制，是 690MPa 高强度钢焊接的一个重要手段。当硬度测试反映热影响区的硬度偏高时，要提别强调退火焊道。水平位置、垂直位置和仰焊位置的退火焊道，容易实施，横位置和水平角焊位置要特别地注意。
焊后热处理是非常常用的工艺，对于一些材料来讲能够有效提高材料的应用性能，比如奥氏体不锈钢，焊后热处理能够确保材料的抗腐蚀能力。但对于屈服强度 690MPa 的高强度调质钢，由于材料的热处理状态是淬火+回火，为了保证力学性能不会下降和恶化，不推荐焊后热处理。
事实上，焊后热处理对 Q690 的韧性和强度是有影响的，所以当设计由于考虑较高焊接残余应力的原因，需要焊后热处理时，必须考虑焊接参数和焊接材料的选择。当某些规范规定，有些产品要求，必须进行焊后热处理时，也可采用降低温度，延长保温时间的做法。
同样，为了保证力学性能不下降，不恶化，火工矫正也是禁止的。当构件变形超标，不得不采用火工矫正时，也有规定使用 580℃或更低温度的火工矫正；实际上，较低温度是无法有效进行火工矫正的，或者说，火工矫正时，是很难控制温度在 580℃以下的，这一点也要注意。所以工艺上还是要尽可能地预防、避免发生超标的变形。
高强度钢的切割，类似于焊接，必然有一个热循环过程，所以，690MPa 高强度钢，原则上也要采取预热措施，避免发生裂纹。但切割和焊接过程不完全一样；不同切割方法，热影响区宽度也不同，切割的热影响区，也没有焊接那么复杂，也不存在扩散氢的问题；所以要根据板厚的不同，分别采取适当的措施。
对于中厚板应采用预热的切割方式；对于 20mm以下的薄板，可不预热切割。薄板预热会产生局部变形，影响切割和切割质量，带来另一种问题。
当环境温度低于 0~5℃时，必须预热至 20℃以上。实际生产中，要加强对切割表面的检查，包括切割面和自由端的切割面。必要时采用无损探伤方式检验，进行打磨处理。
定位焊的问题，一个是防止施工过程中开裂；另一个是当定位焊熔入正式焊缝时，必须保证焊缝的质量。如定位焊焊缝成为主焊缝的一部分，定位焊焊缝的技术工艺要求和主焊缝相同，即和主焊缝相同的焊接材料，相同的焙烘条件，相同的焊接要求，相同的清洁要求、预热温度、层间温度等。定位焊缝的两端要打磨成阶梯过渡形状。
对于 690MPa 的高强度钢应力集中的复杂接头，厚板＞25 时，如果是双面焊，反面有碳刨清根，强度允许的话，打底焊道或前两道焊缝，可采用低级别强度的焊材，这是一个防止打底焊道裂纹非常有效的措施。
a 打底焊道、封底焊道，b 熔透焊道
当焊接拘束度较大的对接和多道角焊缝接头焊接时；填充焊缝焊道厚度≤1/3 板厚之前，焊接不能终止，试件不能冷却，也是出于防止裂纹的考虑。
众所周知，药芯焊丝气体保护焊焊接效率高，但普通的药芯焊丝，偏酸性，力学性能，特别是冲击韧性，及抗裂性能，不如手工焊条电弧焊和实心焊丝气体保护焊。
埋弧焊的焊剂也是高强钢焊接质量控制的重要因素，特别采用适合强度级别高，同时又要求低温冲击韧性的材料所使用的焊剂。对于高强度钢的焊剂，需严格焙烘。剩余焊剂再次使用前也必须焙烘，回收使用的焊剂，必须有 50%甚至 70%以上的新焊剂添入。
高强度钢焊接，最重要的是防止冷裂纹。裂纹的产生主要是：a）组织淬硬性；b）结构拘束度和残余应力；c）扩散氢含量。相应地，为了防止冷裂纹，工艺上常用的措施都是从上述三个因素出发的。
1) 焊前预热焊后热是为了降低冷却速度，避免淬硬组织生成；
2) 正确的焊道布置和顺序控制，减少焊接残余应力，焊后热处理进一步消除、减小残余应力；
3) 采用低氢材料，严格焙烘，去除焊接区域水分、油污，降低扩散氢含量；消氢处理，加速扩散氢逸出，进一步降低扩散氢含量，防止冷裂纹。
焊接工艺参数选用不当，焊接内应力过大等，产生冷裂纹
冷裂纹的三因素相互间还有关联，和裂纹敏感指数 Pw = Pcm + H/60 + Rf/40,000 公式中 Pcm、H、Rf三要素的考虑一样。如，碳当量越高，裂纹倾向越高，需采取的预热措施越严格。扩散氢含量越低，裂纹倾向降低，需采取的预热措施降低，甚至不需要预热。板厚，刚性大、拘束度大，要使用扩散氢含量更低的焊接材料，需采取的预热温度更高。
冷裂纹可能在焊后冷却过程中发生，也可能在焊后一定时间（几小时、几天、甚至更长时间）后发生，由于冷裂纹的延迟特征，690MPa 高强度钢焊接的无损检验和最终验收，要在焊接结束，去除加热热源后，48 小时甚至 72 小时后进行。
1）随着材料强度的提高，焊接难度和风险也相应提高，对焊接工艺也提出了新的要求。和薄板、一般强度钢不一样，高强度钢结构制作问题主要体现在可焊性、施工性，抗裂纹性等焊接缺陷的防止。
2）使用 690MPa 高强度调质钢时，必须经过系列的考核和评定，如果简单地进行焊接工艺评定，不足以保证安全的使用。为了防止裂纹的出现，要针对使用的材料，进行裂纹敏感性的分析，要进行可焊性评估，验证焊接参数，制定相应的焊接工艺措施。
3）一般产品无见证试板要求，焊接工艺评定以后，产品的实际质量，力学性能，无法真正地监控。经验证明，很多质量问题，在见证试板中及时反映，得到早期的预防和纠正。因此，高强度钢焊接，必须针对项目逐项进行工艺评定，对于不同批次材料，不同供应商，不同产品对象，有必要适当地增加试验和检验，确保焊接质量。
4）随着焊接结构向大型化、重型化、复杂化发展，焊接手工操作的低效率和质量的不稳定，也将成为高强度钢焊接生产的障碍。对比工业发达国家80%的焊接自动化率，存在很大差距。为达到高效焊接的目的，在原有焊接工艺方法的基础上，推广应用气体保护焊工艺取代手工焊条焊接；条件许可前提下，向自动焊或机器人焊接过渡，同样是我们的焊接技术进步的发展方向。