[发明专利]一种630MPa级耐候钢用钛钙型药芯焊丝及其应用

说明书

本发明提供了一种630MPa级耐候钢用钛钙型药芯焊丝及应用，该药芯焊丝包括碳钢外皮和填充于碳钢外皮内的药芯，所述药芯成分及其在药芯中所占的质量百分比含量为：金红石14～18％，钛酸钙20～26％，氟化钙1～4％，长石4～8％，锆英砂1～4％，镁粉4～7％，硅铁4～8％，高碳锰铁1～4％，金属锰8～14％，碳化铬1～4％，镍粉6～10％，铜粉1～4％，钛铁2～6％，硼铁4～8％，余量为铁粉。该发明采用TiO₂‑CaO钛钙型碱性渣系，解决现有钛型酸性渣系药芯焊丝力学性能不稳定的问题，并且保证有良好的全位置焊接工艺性能，其耐候指数Ι大于6.5，抗拉强度等级达到630MPa级，屈服强度等级500MPa级，‑40℃低温冲击吸收能量大于100J，扩散氢含量低于5ml/100g以下。

技术领域

本发明属于焊接材料制造技术领域，具体涉及一种630MPa级耐候钢用钛钙型药芯焊丝及其应用。

背景技术

桥梁钢结构常在工业大气、海洋大气、酸雨、雾霾等环境中长期服役，钢的腐蚀成为其损坏失效的主要原因，而涂装使用又会导致环境污染，后期维护困难且成本较高。耐候钢除了具备良好的力学性能，还具有优良的焊接性能，尤其是耐腐蚀性能和疲劳性能较普通桥梁钢提高3～8倍，能够抗工业大气、酸雨、海洋及海水腐蚀，适合在大跨度海上工程中使用，安全性较高、维护费用较低。

随着桥梁跨度和设计承载能力的不断提高，国内外大型钢结构桥梁向全焊接和高技术参数方向发展，对桥梁结构的安全可靠性及长寿性要求越来越严格。新一代桥梁钢板不仅应具有高强度而且要达到轻量化，同时还要具备优良的低温韧性、焊接性、裂纹止裂性能和耐腐蚀性，部分钢材冶炼单位已完成更高屈服强度级别Q500qNH耐候钢的开发。

当前能配套Q500qNH耐候钢的药芯焊丝都是钛型酸性渣系，其焊接工艺性能优良，但焊缝的低温冲击韧性和抗裂性能较差且存在不稳定的缺陷。钛钙型碱性渣系的焊缝低温冲击韧性和抗裂性能优良稳定，焊接操作性能良好，然而，目前能配套Q500qNH耐候钢的钛钙型药芯焊丝未见报道。因此，有必要开发一种可以配套Q500qNH耐候钢的钛钙型药芯焊丝。

发明内容

本发明的目的是提供了一种630MPa级耐候钢用钛钙型药芯焊丝，至少可以解决现有技术中存在的部分缺陷。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种630MPa级耐候钢用钛钙型药芯焊丝，包括碳钢外皮和填充于碳钢外皮内的药芯，所述药芯成分及其在药芯中所占的质量百分比含量为：金红石14～18％，钛酸钙20～26％，氟化钙1～4％，长石4～8％，锆英砂1～4％，镁粉4～7％，硅铁4～8％，高碳锰铁1～4％，金属锰8～14％，碳化铬1～4％，镍粉6～10％，铜粉1～4％，钛铁2～6％，硼铁4～8％，余量为铁粉。

进一步的，所述碳钢外皮采用SPCC钢带。

进一步的，所述药芯的质量为药芯焊丝总质量的14.5～15.0％。

进一步的，所述高碳锰铁中C的质量百分比为6～7％，Mn的质量百分比为65～75％，高碳锰铁的颗粒粒径为75～150μm。

进一步的，所述碳化铬中的C的质量百分比为10～11％，Cr的质量百分比为88～90％，碳化铬的颗粒粒径为75～150μm。

具体的，所述药芯成分及其在药芯中所占的质量百分比含量为：金红石16％，钛酸钙24％，氟化钙2％，长石7％，锆英砂3％，镁粉5％，硅铁6％，高碳锰铁2％，金属锰10％，碳化铬2％，镍粉7％，铜粉2％，钛铁4％，硼铁6％，余量为铁粉。

具体的，所述药芯成分及其在药芯中所占的质量百分比含量为：金红石18％，钛酸钙22％，氟化钙4％，长石4％，锆英砂1.5％，镁粉4％，硅铁4.5％，高碳锰铁2.5％，金属锰14％，碳化铬1.5％，镍粉6％，铜粉2.5％，钛铁6％，硼铁8％，余量为铁粉。