[发明专利]用于长寿命耐候钢结构的高韧性气保焊丝及其制备方法

说明书

一种用于长寿命耐候钢结构的高韧性气保焊丝及其制备方法，所述焊丝的化学成分按质量百分比为：C：0.04‑0.08wt.％，Si：0.40‑0.60wt.％，Mn：1.10‑1.40wt.％，P≤0.010wt.％，S≤0.006wt.％，Cr：0.25‑0.45wt.％，Mo：0.10‑0.25wt.％，Cu：0.25‑0.40wt.％，Ni：1.00‑1.30wt.％，Ti：0.01‑0.03wt.％，O：0.004‑0.008wt.％，不可避免杂质元素总和≤0.30wt.％，余量为Fe。该焊丝通过科学配比化学成分的技术方案，焊接性能稳定，所得熔敷金属不仅具有良好的综合力学性能，而且具有十分优异的耐腐蚀性能和低温冲击韧性；该制备方法，生产工艺稳定，合格率高。

技术领域

本发明涉及一种用于长寿命耐候钢结构的高韧性气保焊丝及其制备方法，属于焊接材料领域。

背景技术

随着我国国民经济的高速发展，高速列车及桥梁建设正朝着长寿命、大参数、高性能方向发展，安全可靠是其发展的关键。目前，高速列车的行车速度已发展到超350公里/小时，设计使用寿命已从目前的30年发展设计到40年以上；桥梁的大跨度发展已达到超千米跨度，设计使用寿命已从近年建造的100年寿命发展设计到120年以上。目前高速列车关键部件如转向架、大跨度耐候钢桥结构均是由典型的高强耐候钢材料设计制造而成，而焊接作为其制造、安装和维修中的关键工艺，接头质量及性能对这些耐候钢结构的安全服役具有重要的决定作用，其中焊接材料是影响焊接接头性能的关键因素之一。因此，为实现轨道交通及桥梁建设的大参数及长寿命，对高速列车关键部件和大跨度钢桥结构上焊接接头的长期耐腐蚀性能、动载疲劳性能等提出了更高的要求，同时为了适应高寒环境，要求保证焊接接头在-60℃具有优良的冲击韧性。

针对耐候钢焊接的焊丝，国内外也开展了一些研究。专利CN201010505223.5(一种用于高速列车转向架的耐候气体保护焊丝)公开了一种适用于高速列车转向架的气体保护焊丝，该焊丝可满足现有普通高速列车的转向架的要求，但是耐腐蚀性能及低温冲击韧性均无法满足长寿命、大参数高速列车要求。已报道的高速列车转向架焊接使用的G424M21Z和CHW-55CNH耐候气保焊丝只能保证-40℃的冲击韧性，无法保证-60℃的冲击韧性，同时其周期浸润100h熔敷金属的腐蚀速率为1.5×10^-6-2.0×10^-6g/mm².h，低于母材SMA490BW耐腐蚀性能(100h熔敷金属的腐蚀速率为1.35×10^-6g/mm².h)；焊缝是焊接结构件最薄弱位置，其耐腐蚀性能较母材应有一定安全裕量，可见上述两焊丝也无法满足长寿命、大参数高速列车要求。现有技术中也有针对提高焊丝低温冲击韧性的研究，针对提高焊丝耐腐蚀性能的研究，但还没有可满足高速列车关键部件和大跨度耐候钢桥结构长寿命、大参数的要求，耐腐蚀性能和低温冲击韧性均优异的相关焊丝研究。因此，亟需开发一种可用于长寿命耐候钢结构的，-60℃低温韧性优异的气体保护焊丝，以满足高速列车关键部件如转向架、大跨度耐候钢桥结构长寿命、大参数、高性能的要求。

发明内容

本发明的发明目的是提供一种用于长寿命耐候钢结构的高韧性气保焊丝及其制备方法。该焊丝通过科学配比化学成分的技术方案，焊接性能稳定，所得熔敷金属不仅具有良好的综合力学性能，而且具有十分优异的耐腐蚀性能和低温冲击韧性；该制备方法，生产工艺稳定，合格率高。

本发明实现其发明目的所采取的技术方案是：一种用于长寿命耐候钢结构的高韧性气保焊丝，所述焊丝的化学成分按质量百分比为：C：0.04-0.08wt.％，Si：0.40-0.60wt.％，Mn：1.10-1.40wt.％，P≤0.010wt.％，S≤0.006wt.％，Cr：0.25-0.45wt.％，Mo：0.10-0.25wt.％，Cu：0.25-0.40wt.％，Ni：1.00-1.30wt.％，Ti：0.01-0.03wt.％，O：0.0040-0.0080wt.％，不可避免杂质元素总和≤0.30wt.％，余量为Fe。