[发明专利]一种桥梁钢Q690qE配套药芯焊丝

说明书

本发明属于焊接材料技术领域，特别涉及一种桥梁钢Q690qE配套药芯焊丝及其制备方法。药芯焊丝由低碳冷轧钢带包裹药芯粉制成，药芯粉占焊丝总质量的20%~35%。药芯成分及用量按质量百分比计为：FNiN‑50纳米镍粉3.0%~5.5%，纳米氮化铬粉0.5%~1.2%，纳米石墨烯0.2%~0.4%，纳米氧化铈0.2%~0.8%，FeMn84C0.05微碳锰铁1.2%~2.0%，AlSi50铝中间合金1.0%~2.0%，Nb粉0.25%~0.45%，Mo粉2.5%~4.5%，Cu粉0.4%~1.0%，锆铪合金粉（两者质量比为96∶4）0.5%~1.0%，KBF₄ 2.5%~3.5%，余量为FHT100·25还原铁粉。

技术领域

本发明涉及焊接材料领域，更具体的是涉及一种桥梁钢Q690qE配套药芯焊丝。

背景技术

桥梁钢的主要要求为：①较高的低温冲击韧性；②较强的耐大气腐蚀性能；③较高的抗拉强度；④较小的屈强比，屈强比愈小，结构抗破坏的潜在能力愈强，一旦超载，也能由于塑性变形被及早发现而不致发生毁灭性破坏，但若屈强比太小，则材料的有效利用率就低；

我国的桥梁钢经历了一个比较漫长的发展过程，建设完工的桥梁所使用钢板的屈服强度从235MPa到345MPa再到370MPa级别逐渐发展到420MPa级别和500MPa。2015年开工建设的沪通大桥采用的屈服强度级别为500MPa的新一代桥梁钢Q500qE。随着科学技术的进步以及经济发展的需要，550MPa级、620MPa级、690MPa级的桥梁钢也即将投入实施，尤其是Q690qE桥梁钢，它是建造新一代高强度、高韧性、高抗疲劳性桥梁的高要求钢种，不但要求具有一定的强度及承受机车车辆的载荷和冲击韧性，还要求屈强比在一定范围内越小越好，其低温冲击韧性也有较高的要求，而且耐大气腐蚀性能要好。

GB/T 714－2015《桥梁用结构钢》代替了GB/T 714－2008，其中最主要的改动是对低温冲击吸收能量（KV₂）值进行了大幅度的调整，将原来－40℃时的KV₂值由47J提高到120J，而且在附录B中增加了推荐的屈强比（Q345q、Q370q、Q420q均不大于0.85，Q460q~Q690q协议，即可参照0.85执行），在附录C中提出了利用钢的化学成分预测钢的耐腐蚀性指数I的计算公式，按ASTM相关标准钢材有较好的耐大气腐蚀性指数值I应不小于6.0。

目前还没有Q690qE桥梁钢焊接用的配套药芯焊丝，研发这种新品种焊丝是科技工作者的当务之急。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术之不足而提供的一种桥梁钢Q690qE配套药芯焊丝，该药芯焊丝的熔敷金属化学成分、熔敷金属力学性能和熔敷金属耐腐蚀性能可以满足桥梁钢Q690qE的焊接要求。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种桥梁钢Q690qE配套药芯焊丝，包括外皮和药芯，所述药芯成分及用量按质量分数计为：FNiN-50纳米镍粉3.0%~5.5%，纳米氮化铬粉0.5%~1.2%，纳米石墨烯0.2%~0.4%，纳米氧化铈0.2%~0.8%，FeMn84C0.05微碳锰铁1.2%~2.0%，AlSi50铝中间合金1.0%~2.0%，Nb粉0.25%~0.45%，Mo粉2.5%~4.5%，Cu粉0.4%~1.0%，锆铪合金粉（两者质量比为96∶4）0.5%~1.0%，KBF₄ 2.5%~3.5%，余量为FHT100·25还原铁粉，所述纳米氮化铬粉的粒径为50~120nm，所述纳米石墨烯的粒径为30~80nm，所述纳米氧化铈的粒径为40~100nm。

所述药芯质量占药芯焊丝总质量（即填充率）的20%~35%。

优选的，所述药芯粉80目通过率为100％。