一辆坦克的车体由数百块装甲钢板焊接而成，如果焊缝不牢，它们就会成为最容易被撕裂的开口。因此，焊接质量直接关系到坦克战车装甲防护能力。如果焊接质量不过关，细如发丝的焊缝就会成为穿甲弹最容易撕裂的地方。现代战车生产对焊接工艺要求近乎苛刻，成败在毫厘之间。
第一次世界大战中，现代武器尤其是坦克的出现，对金属焊接工艺提出了更高的标准和需求。第二次世界大战后，埋弧焊、药芯焊丝电弧焊、电渣焊等自动或半自动焊接技术先后问世。随着装甲材料碳当量提高、对焊接提出越来越高的要求。在狭小的空间里焊接这种复杂的异型结构，在国际坦克生产过程中也是一道难题。一直交出百分之百合格的产品。
然而，本世纪初，我国正在研制新型主战坦克和装甲车辆，这些新型战车使用坚硬的特种钢材作为装甲。然而这种材料的焊接难度极高，一道难题。
坦克轻量化是提高作战能力重要途径，而轻量化的方法之一是采用高硬度均质装甲钢。均质装甲钢相比于其他装甲材料，同时兼具较高的强度和焊接性，仍是当前战车防护的主要的基体装甲。目前，装甲钢主要包括高硬度装甲钢和轧制均质装甲钢。
①高硬度装甲钢是淬火后经过热处理，因此硬度很高，抗弹性能非常优秀。②轧制均质装甲钢是经硬化和轧制工序，硬度相对较低，但抗脆断性能很高。
01为何强调采用的是均质装甲钢？
装甲防护系统中最简单的结构单元为均质装甲，均质装甲是由单一的均质材料构成，如单纯的非金属或金属材料。通常“均质”指具有同一成分、均匀的组织结构和均一的机械性能的装甲铸件或轧材。均质装甲的均质性保证在装甲板的纵横截面上不出现反射应力波的第二介质。金属材料的均质性需要由高水平的冶金工艺来保证，均质装甲钢的抗弹性能取决于钢质纯净度、强度、韧性和厚度。在相同硬度的情况下，钢的纯净度提高后，延伸率和断面收缩率将提高50%，低温韧性可提高5-75%；有害杂质的降低或去除，使现代装甲钢的热加工工艺性能大幅度改善，回火脆性、白点、淬火裂纹、切割裂纹、焊接裂纹等缺陷大幅度减轻或消除。由于纯净度的提高，现代装甲钢具有了良好的强度与韧性的平衡，可以在高硬度下不出现脆性，相应地提高了抗弹性能。国外标准中的表面品质分为尺寸公差与表面品质，对装甲钢来说，因避免影响临界抗弹性能，一般不允许出现厚度负公差。
装甲钢是抗弹材料，硬度是其机械性能中的重要参数。布氏硬度在硬度检验中广为使用。硬度与装甲钢板抗弹性能的关系主要表现在硬度高低对弹丸完整性、弹丸侵彻靶板机理的影响。认为装甲钢硬度与弹道性能总体呈正相关，随着硬度的升高，装甲材料的抗弹性能也随之增强。装甲钢的硬度范围并没有统一的划分，随用途及生产国家的不同，划分标准各异，通常分为三大类：高硬度装甲钢一般用于抗中、小口径穿甲弹攻击，中硬度装甲钢兼有抗中口径穿甲弹和抗冲击作用，低硬度装甲钢能够抗爆轰冲击。
02装甲钢有何发展趋势？
传统装甲钢主要靠含碳量来控制钢的硬度以达到抵御各种穿甲弹攻击的功能，随着反装甲武器打击能力的增强，要求装甲不仅具有高硬度，还要有较好的韧性。为了得到高度均质的装甲，要求钢板必须有较好的淬透性。向钢中加入合金元素，以便得到全马氏体组织发现之，目前有回火马氏体组织在高应变速率下才具有最高的断裂应力。传统厚均质装甲钢中的合金元素总量非常高，尤其是大量Ni的使用，虽然能有效改善淬透性，但容易形成合金偏析，恶化了钢的冷、热加工工艺性能，长期以来，传统装甲钢的均质性与工艺性能之间始终存在着“鱼与熊掌不可兼得”的矛盾状态。
为了克服或弥补以上不足，现代装甲钢板未来将在发展薄板化方向上着重突破，薄板化是改善装甲板的工艺性能的有效途径。装甲钢（特别是高硬度装甲钢板）在加工过程中的三大工艺难点是矫直、切削加工和焊接。装甲钢薄板化之后，便于采用精密机床冲剪和火焰切割，薄装甲钢易于淬透，故合金元素总量低，碳当量也低，有利于改善焊接、热处理等热加工工艺性能。近年来，随着装甲钢的薄板化及钢质纯净度的提高，现代装甲钢板在高硬度的情况下兼有良好的韧性，所以采用更高硬度的装甲钢也是未来提高抗弹性能的趋势。
0高硬度装甲钢对焊接有何要求？
高硬度装甲钢在焊接时产生的热影响区缺陷最为严重。高硬度及高强度钢在热影响区的力学强度下降，很容易发生热软化及氢脆裂纹。发生这些现象的影响因素包括：高硬度和高强度钢的特殊金属组织，焊接热源产生的残余应力程度，以及向熔融金属内扩散的氢。为了减少这些缺陷，需要进行充分的预热，同时尽可能减小热影响区的尺寸，主要采用了低热输入量或者混合焊接工艺技术。
①冷金属过渡方法。低热输入的电弧焊接工艺，最大程度减少热影响区缺陷。冷金属过渡方法工艺是为了在现有的电弧焊接工艺中控制热输入量，采用了脉冲电流，通过机械装置对焊丝进行控制，从而将热输入量降至最小的焊接方法。
②感应电弧混合焊接方法。同时采用了感应加热和电弧焊接，感应加热可以产生预热效果。通过合适的控制手段，可以限制在焊缝区表面上限制加热部位，从而将热影响区最小化，因不受到焊接姿势的影响，可采用机器人进行自动化焊接。
04目前焊接高硬度装甲钢采用何种方法？
电弧焊
与其他焊接方法相比，早期电弧焊的设备费用更为低廉，生产效率更高，这种焊接工艺在产业现场得到了广泛的应用。业内对装甲钢电弧焊也进行过一定研究。卢仁峰采用的就是手工电弧焊，和药芯焊丝电弧焊，等方法。在相同的焊接工艺中，采用低氢铁素体焊接材料时，生成了针状铁素体和多边形铁素体的金属组织，采用工艺时，生成了更细微的针状铁素体。
激光焊接
激光焊接可以生成较窄的部位和较深的焊透层，从而形成质量较高的焊缝区，因而用于高硬度轻量化材料的焊接。与电弧焊相比，有关装甲钢激光焊接的研究并不多。对电弧焊和激光焊的焊缝区进行比较，与激光焊相比，电弧焊中生成了更宽的，发生缺陷的可能性更大。从抗弹试验结果来看，激光焊接试样与采用实芯焊丝试样的焊缝区在抗弹性能方面相似。
摩擦搅拌焊接
摩擦搅拌焊接工艺是将高速旋转的非消耗性工具插入到被接合的材料中，利用工具与被接合材料之间的摩擦生热，从而进行接合的方法。摩擦搅拌焊接工艺中没有发生熔化和凝固的过程，作为一种固相焊接工艺，不仅焊缝区的力学性能优秀，而且可以获得完整的焊缝区，焊接金属材料可以显示出优秀的焊接性能。
激光电弧混合焊接
激光电弧混合焊接是同时采用激光热源和电弧热源，从而形成焊缝区的焊接方法，可以兼具激光焊接和电弧焊接的优点。首先采用能量密度较高的激光热源，形成锁孔之后，再采用电弧热源将焊丝熔化，从而填满锁孔。这种激光电弧混合焊接可以最大化地减少装甲钢焊缝区产生的缺陷。
为了提升装甲钢的抗弹性，有必要对低热输入焊接工艺进行研究，从而防止焊缝区的硬度软化。为此，应该对不同的热源进行探讨，并评价焊接性能，今后电弧焊接、混合焊接、摩擦搅拌焊接等工艺在钢上的应用还将进行更为深入的研究。
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