[发明专利]一种Q500qENH免涂装桥梁钢用药芯焊丝及其制备方法

说明书

本发明公开了一种Q500qENH免涂装桥梁钢用药芯焊丝及其制备方法，由钢制外皮和药粉芯组成，该药粉芯包括以下组成成分：金红石3.5‑5重量份、硅铁粉2‑4重量份、钛铁粉0.3‑0.5重量份、氟化物0.2‑0.3重量份、锰铁粉2‑5重量份、镍粉0.4‑0.8重量份、铜粉0.15‑0.3重量份、金属铬0.6‑0.8重量份、长石粉0.5‑0.8重量份、电熔镁砂0.4‑0.5重量份和铁粉0.45‑1.8重量份。与现有的相比，本发明工艺性能良好，耐大气腐蚀性能好，扩散氢含量低，低温冲击韧性优良。

技术领域

本发明涉及焊接材料领域，尤其涉及一种Q500qENH免涂装桥梁钢用药芯焊丝及其制备方法，以及一种焊接方法。

背景技术

我国铁路钢桥从50年代至今，是一个逐步发展的过程。从武汉长江大桥、九江长江大桥到芜湖长江大桥、南京大胜关长江大桥，桥梁主跨跨度由128米发展到336米。结构形式逐渐向栓焊、整体节点发展。尤其是南京大胜关长江大桥的建设，使我国铁路桥梁建设达到国际领先水平。

与桥梁设计及制造相比，国内桥梁用钢的发展起步较早，六十至八十年代开发了16Mnq、15MnVq、15MnVNq(桥梁结构用钢标准YB/168-70、 YB(T)10-81)。其中16Mnq在行业中虽然应用广泛，但使用部门反映，16Mnq 钢板采用U形缺口冲击，韧性指标偏低。同时也反映板厚效应严重，铁路桥仅能用到32mm，超过此厚度冶金质量难以保证。

八十年代末由于九江长江大桥建设需要，九江长江大桥采用了σs≥ 420Mpa的15MnVNq，但由于采用加钒提高强度的方法。导致钢板低温韧性及焊接性能差，给桥梁制造带来很多困难，九江桥制造后，该钢种一直未能得到推广应用。桥梁钢已成为制约铁路桥梁发展的一个突出矛盾。

九十年代初，铁路桥梁建设面临芜湖长江大桥的建设，主跨达312米，桥梁钢问题显得愈加突出。为此大桥局和武钢联合共同开发了大跨度铁路桥梁用钢14MnNbq。该钢采用降碳加铌合金超纯净的冶金方法，保证了在屈服强度σs≥370MPa的基础上，具有优异的－40℃低温冲击韧性(芜湖桥标准要求－ 40℃Akv≥120J)。同时焊接性能也大大提高，解决了板厚效应问题，可大批量供应32～50mm厚钢板。芜湖桥建设后，14MnNbq钢在当时全面满足了铁路桥梁建设的需要。

近年来，随着桥梁技术的发展，人们对桥梁耐久性的要求越来越高，免涂装钢桥在这样的期待下应运而生，免涂装钢桥减少了周期性钢桥维护的费用，特别是在海岸线附近盐害比较严重的地区及高原、偏远地区，免涂装钢桥更突显了它的优势。同普通钢涂装相比，大大降低了涂装的费用，节约了初期成本，降低有机物挥发的释放，健康环保。免涂装耐候钢，是在普通桥梁钢中添加适量的Cu、Cr、Ni等耐候性合金元素，其综合作用是使钢结构表面在特定处理和适宜环境条件下形成并保持致密而稳定的锈层，“以锈止锈”，从而具有长期耐大气腐蚀的耐久特性。

而采用免涂装钢制造的免涂装耐候桥，不仅全寿命周期成本较低，而且不用涂装油漆环保意义重大，减少环境污染，更可省去采用一般带涂装钢桥梁日后在恶劣的自然环境下的维修养护的工作量及后期维护费用，实际工程意义重大。美国、日本、德国等国家，早已经大量推广免涂装钢桥，而我国近年来，也加快了免涂装钢桥建设的步伐。

随着钢结构材料高强度、轻量化的发展趋势，目前我国几大钢厂(沙钢、鞍钢等)已经成功研制出Q500qENH耐候钢材，但尚找不到与Q500qENH耐候钢板配合使用的焊丝，采用现有的焊丝焊接后存在以下缺陷：成分差异过大、强度不匹配、-40℃低温冲击韧性不达标等，如CN 101804529 A公开了一种耐候钢的药芯焊丝，该药芯焊丝常温冲击韧性较好，但是，该药芯焊丝-40℃低温冲击韧性差，不能用于低温钢的焊接。

发明内容