随着铁路行业的迅猛发展,铁路车辆用耐候钢的耐蚀性、强度不断提高。要获得强韧性、耐候性匹配良好的焊接结构,焊接材料及相关焊接技术的研究是非常重要的。因此,研发高强高耐候焊接材料具有重要的理论及工程实际意义。本文成功研制出高强、高耐蚀且低温韧性良好的气体保护焊丝。研究表明：焊丝熔敷金属的强度和硬度随着熔敷金属碳当量的增加而增加；焊丝熔敷金属组织主要由针状铁素体、粒状贝氏体和少量板条贝氏体等过冷奥氏体中温转变产物组成；TEM下针状铁素体、贝氏体铁素体板条内部含有较高密度的位错；合金元素Mo的加入,降低了熔敷金属的相变温度,扩大贝氏体相变区域,使铁素体和珠光体相变区域右移并缩小；熔敷金属中Cr、Mo含量增加,M-A组元含量升高、粒状贝氏体含量增加、针状铁素体含量降低,M-A组元在TEM下可见孪晶形貌；组织变化造成熔敷金属中大角度晶界比例下降、有效晶粒尺寸增大;M-A组元含量增加以及大角度晶界比例降低、有效晶粒尺寸增大将增加显微裂纹的形核几率,降低裂纹扩展阻力,导致熔敷金属韧性降低；大角度晶界比例与冲击吸收功呈线性正比例关系,是影响韧性的关键因素。本文通过实验室周期浸润加速腐蚀试验和电化学试验研究了在模拟工业环境下合金元素对高强高耐候焊丝熔敷金属耐腐蚀性能的影响。周浸加速腐蚀试验结果表明：在本文所选合金元素范围内,合金元素Mo、Cr对耐蚀性能影响显著,Ni、Cu、Mn对耐蚀性能改善不明显。电化学试验结果表明：在本文成分范围内,增加Mo、Cr、Ni、Cu、Mn含量并不能显著减弱熔敷金属裸钢在腐蚀液中发生锈蚀的热力学倾向；Mo、Cr含量增加,熔敷金属裸钢活性溶解速率降低,熔敷金属带锈试样阳极溶解反应受到阻碍。Cr、Mo在熔敷金属锈层中富集,Cr、Mo含量增加锈层更加致密。Cr、Mo分别以Cr2O3、FexCr3-xO4、MnFexCr2-xO4、 Mn1-xFexCr2O4、NiFexCr2-xO4和MoO3形式存在于锈层中,提高锈层致密性,使锈层具有更好的保护性,从而提高熔敷金属耐蚀性能。在本文模拟工业大气环境下,Mo对耐蚀性能的提高效果优于Cr。在腐蚀初期,粒状贝氏体耐蚀性优于针状铁素体。但组织对熔敷金属长期腐蚀并没有明显影响。采用耐蚀性能最优的焊丝焊接高强高耐候钢,分析了不同热输入对接头组织性能的影响。热输入为8kJ、12kJ和16kJ,焊缝金属和热影响区粗晶区组织类型均为板条贝氏体和粒状贝氏体。热输入增加,焊缝金属贝氏体铁素体板条的宽度相应增大,M-A组元含量升高。热输入从8kJ增至12kJ,粗晶区原始奥氏体晶粒尺寸稍有增加,但涨幅较小。热输入增至16kJ,粗晶区原始奥氏体晶粒尺寸明显增大。随着热输入的增大,焊缝金属抗拉强度降低,屈服强度呈先增后降趋势,低温冲击韧性降低。三种热输入下接头不同区域耐蚀性能相当。