随着高速列车速度的提高,车辆与轨道间的作用力影响整车平稳性,安全性及舒适性,高速运行也会导致车辆和轨道损伤加剧,使得车辆存在结构失效的风险。作为高速列车的关键部件,转向架保证了列车在较高运行速度下的安全性和平稳性,从而决定了列车的运行性能。转向架构架多釆用焊接结构,而列车高速运行时转向架受到各种复杂载荷的作用,容易产生结构失效。因此,探索转向架结构材料的焊接性能对保证转向架质量起着至关重要的作用。本文采用的转向架构架常见焊接接头:T型对接接头作为主要研究对象,母材材质采用SMA490BW和Q345E,焊材采用CHW-55CNH直径1.2的焊丝,采用直流正接,以此为基础采用不同焊接参数、采用不同的焊后热处理,焊接而成典型焊接接头。通过线切割制取标准焊接接头试样,利用蔡司Axio Vert.A1金相显微镜和电子电镜(SEM)对焊缝各区域金相组织分析,采用HV-1000IS型维氏硬度计、WDW-200D微机控制电子万能试验机、WDW-200D微机控制电子万能试验机和DKS-300B摆锤式金属材料冲击试验机对焊缝进行力学性能分析,通过HS-101A盐水喷雾试验机和CS150H电化学工作站对焊接接头耐腐蚀性能分析,并用采用计算机对于焊接接头进行数值模拟,与试验结果进行对比分析。本主要结论如下:(1)微观组织发现,焊缝区为块状先共析铁素体沿着奥氏体晶界析出,晶体内为针状铁素体、条状铁素体和粒状贝氏体,形成了类等轴晶组织,主要是铁素体,部分珠光体。且在多层多道焊中顶层焊缝晶粒尺寸明显大于层间焊缝的晶粒尺寸;另外在不同焊接工艺下焊缝晶粒尺寸随着焊接线能量的增大而变大。(2)异种接头力学性能发现,整体而言四种工艺下,接头的拉伸强度都高于SMA490BW试样,但低于Q345E试样。说明四种工艺都能够用于SMA490BW与Q345E材料的异种金属焊接。且发现三号焊接工艺所得接头具有最高的显微硬度(190～240HV)、抗拉强度(520.7 MPa)、屈服强度(385 MPa)和弯曲性能(抗弯强度为935.7MPa,弯曲180°不开裂),但其冲击韧性相对较差。四号工艺接头的的拉伸强度与抗弯能力仅次于三号工艺,但冲击韧性比三号工艺更佳。一号工艺焊接接头的拉伸强度与抗弯性能较差,但具有最好的冲击韧性。因此,三号和四号工艺均可作为实际焊接工艺。(3)从耐腐蚀角度而言,电化学腐蚀试验显示焊缝的耐腐蚀性要高于母材,且耐腐蚀性能随着焊接线能量的增加而减小,其中第四种焊接工艺下的焊接接头的耐电化学腐蚀性能最佳。周期浸润腐蚀实验也显示,焊缝的耐腐蚀性能也优于母材,整个腐蚀过程中无论是质量的变化和腐蚀速率的变化,第四种焊接工艺的焊接接头都要优于其他试样。(4)从数值计算角度研究发现,由于SMA490BW钢的热传导系数相比Q345E钢更大,焊接过程中前两道焊缝的熔池及焊接热影响区向SMA490BW钢一侧偏移。在相同焊接工艺参数情况下,SMA490BW钢的整体温度在焊接过程中均高于Q345E钢,焊接过程中的最高温度也出现在靠近SMA490BW钢的第三道焊缝中。且Q345E钢一侧的残余变形相比SMA490BW钢更大,且对焊接工艺参数的变化更加敏感。从残余应力与焊接变形对比发现,第三组与第四组焊接工艺参数残余应力和残余变形更小,其焊缝成型和熔池尺寸也较为合理,更适合本文Q345E钢与SMA490BW钢的异种钢焊接。(5)在显微组织方面,退火会使熔合区和热影响区的组织更加均匀,但是对焊缝组织没很大影响。在显微硬度方面,退火会使焊接接头的硬度分布更加均匀,但是对硬度平均值的影响不是很大。在力学性能方面,退火对抗拉强度和弯曲强度以及冲击功影响不是很大,但是会使焊接接头的试样塑性增加,因为延伸率增加了。总的来说,退火会对对接接头的性能有一定的改善,但是效果不是特别明显。在耐腐蚀性方面,不管是电化学腐蚀还是周期性浸润腐蚀,退火都会提升T型焊接接头的耐蚀性。相较于退火对对接接头性能的影响,退火对T型焊接接头的影响更明显。