屈强比是表征材料抵抗从屈服到塑性不稳定变形的一种能力,焊接接头的屈强比越低,则其塑性储备越大,从安全角度考虑,低屈强比是表征结构抗震性能、抗外来冲击性能的一个重要特征。不同的焊接方法间,焊接热输入和焊接冶金过程不同,焊接效率也不一样,因此形成的焊缝金属的屈强比也存在差异。本文针对Q345E低合金高强钢,采用实芯焊丝气体保护焊、药芯焊丝气体保护焊、焊条电弧焊和埋弧焊四种常用的焊接方法进行平板对接焊,采用2mm和6mm两种装配间隙进行焊接试验,在2mm装配间隙的盖面层和6mm装配间隙的焊缝中心截取拉伸试样并进行拉伸试验,采用直读光谱仪、金相显微镜等方法研究不同焊接方法下焊接工艺参数、合金元素含量和显微组织对焊缝屈强比的影响规律。当装配间隙为2mm时,盖面层焊接电流为320A时,实芯焊丝气体保护焊盖面层焊缝屈强比为0.824,抗拉强度为608MPa,药芯焊丝气体保护焊盖面层焊缝屈强比为0.813,抗拉强度为728MPa。盖面层焊缝的显微组织主要均为强度相对较高的针状铁素体,塑韧性较差的先析铁素体和侧板条铁素体,药芯焊丝气体保护焊盖面层焊缝的强度更高而屈强比稍低是因为其合金元素含量更高,先析铁素体和侧板条铁素体更少,且柱状晶更窄。在制定焊接工艺时可以考虑控制盖面层组织在焊缝组织中的占比来控制焊缝的屈强比。当装配间隙为6mm时,各焊接方法间焊缝中心熔敷金属的力学性能差异较大,其中屈强比最低的是实芯焊丝气体保护焊,填充和盖面焊电流为300A和320A时,焊缝金属屈强比仅0.718,抗拉强度为547MPa。药芯焊丝气体保护焊填充和盖面焊电流为300A和320A时,屈强比最低为0.749,抗拉强度为625MPa。焊条电弧焊填充和盖面焊电流为200~220A时,E5015焊条焊缝中心熔敷金属的屈强比为0.750,抗拉强度为504MPa。焊缝屈强比最高的焊接方法为埋弧焊,填充和盖面焊电流为450A和600A时,屈强比达到0.822,抗拉强度达到629MPa。实芯焊丝气体保护焊焊缝屈强比及强度较低是因为其焊缝中Mn、Cr等产生强化作用的元素含量较少,且几乎没有Ti、Nb这些细化晶粒的元素,在较大的热输入下,焊缝中心组织为填充层的大块状的铁素体加珠光体和盖面层的针状铁素体,较多的软相和一定含量的硬相相结合则形成较低的屈强比。E5015焊条电弧焊焊缝屈强比高于实芯焊丝气体保护焊是因为其焊缝中同样含有较少的Mn、Ti等强化元素,且由于其热输入较低,盖面层熔深较浅且针状铁素体较少,焊缝中心主要是强度较低的大块状的铁素体加珠光体,使得其屈服强度与实芯焊丝气体保护焊相近,但抗拉强度更低,由此造成了其相对较高的屈强比。埋弧焊焊缝屈强比及强度很高是因为其焊缝中含有较多的Mn、Cr、Ti、Nb、V等强化元素和细化晶粒元素,且由于其热输入很高,盖面层熔深很深,焊缝中心组织为大量的强度较高的针状铁素体和一定量的针状索氏体,而塑性较好的块状铁素体占比较小,由此造成其焊缝金属的抗拉强度较高的同时屈服强度也很高,因此屈强比最高。而药芯焊丝气体保护焊焊缝中同样含有较多Mn、Cr、Ti、Nb、V等元素,但其屈强比却比埋弧焊更低,因为其热输入相对埋弧焊更小,盖面层熔深较浅,焊缝中心组织主要为填充层的铁素体基体上弥散分布的细小的粒状珠光体和下层的细晶铁素体,其抗拉强度与埋弧焊接近的同时屈服强度更低,因此屈强比更低。