对于耐火耐候钢埋弧焊焊接材料的研制

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1、学兔兔www.xuetutu.com生产应用俘掳耐火耐候钢埋弧焊焊接材料的研制机械科学研究院哈尔滨焊接研究所(150080)胡晓波徐锴廖永平王纯吴伟邹力维摘要研制出了高性能耐火耐候钢丝极埋弧焊材料，同时对该焊接材料进行了相应的试验。结果表明，焊后熔敷金属的耐火耐候性能、抗裂性能以及耐大气腐蚀性能优良，且该焊接材料焊接的工艺性较好，对H型耐火耐候钢有较好的适应能力。关键词：耐火耐候钢抗裂性耐大气腐蚀中图分类号：TG423表1熔敷金属力学性能0前言随着建筑事业的发展，钢结构建筑在迅速增加。钢结构建筑虽然具有质量轻、施工快、空间大以及舒适美观等优点，但防火性能差。钢材的机械强度是温度的函数

2、⋯，主要表现在高温下钢材的强度和刚度明显降低。当钢结构的温度达到350oC，500oC,600oC时，由于国内还没有相应的耐候耐火钢国家标准，因其强度分别下降1／3，1／2，2／3。当结构温度达到600此，熔敷金属化学成分应充分考虑接近耐候耐火钢母℃以上的某一临界温度时，将完全丧失承载能力。材的化学成分，同时兼顾焊接接头的抗裂性及韧性。前些年国内已经研制出耐火耐候钢材，如：武汉钢1．2焊丝的研制铁集团的WGJ510C2；鞍钢、宝钢、莱钢、攀钢以及包钢耐候耐火钢中高温强度与低温韧性是在研制配套等钢铁生产厂也进行了这方面的大量研究，并取得了焊接材料中要解决的关键问题之一。从提高高温强度显

3、著的成果。_3但与钢材相对应的焊接材料国内却鲜方面，根据高合金耐热钢的研究结果可知，Cr，Mo可提有报道。高钢的耐热性，但其是贵重元素，钢中添加大量的这类文中针对应用较普遍的H型耐火耐候钢，研制开合金元素将大幅度增加生产成本，这对使用量大面广发出高性能丝极埋弧焊材料，满足高强度耐火耐候钢的焊接材料是不可行的。另外，Cr，Mo等合金元素增焊接并通过系列试验，测试了焊接材料的性能。试验加钢的淬透性，提高碳当量，对焊接性不利。因此，只结果表明，新开发的焊接材料具有较好的塑韧性和较能少量应用这类贵重合金元素。随着微合金化技术的好的焊接工艺性能以及抗裂性能，焊缝对冷裂纹及热巨大发展，微合金元素

4、的析出物具有良好的高温稳定裂纹均不敏感，且对H型耐候耐火钢有较好的适应能性，对提高高温强度可能会产生有益的影响。成分设力。具有优良的抗大气腐蚀能力。计的思路是微合金化元素与少量耐热性高的Cr，Mo合1焊接材料的研制金元素的复合使用，可能达到较好的高温强化效果。在确定耐候耐火钢合金体系前，研究参考了耐火1．1研制目标钢母材的合金体系，分别选用Ni—Cr—Mo系和Ni—开发耐火耐候钢用焊接材料的主要目标就是，使Mo—Cu系合金做了大量的试验工作，其数据见表2和焊接材料在600℃高温时的屈服强度不低于母材室温表3。时屈服强度的2／3，从而以增加建筑物抵抗火灾的能结果表明，采用Ni—Cr—M

5、o系合金的焊丝强度过力，提高建筑物的安全性4J。其熔敷金属性能满足高，且对低温冲击韧性较为敏感。最终在耐候耐火钢表1的要求。焊丝的合金系中，选择了Ni—Mo—Cu系，由于含Ni可收稿日期：2012—0l—l8适当增加冲击韧性，适合低温结构的焊接；同时Mo及2012年第6期57学兔兔www.xuetutu.com表2焊接材料熔敷金属化学成分对比(质量分数，％)微合金化元素的添加保证了材料的耐火性能；Cu对材焊丝的主要技术指标要求。料的耐大气腐蚀性能有益。在实际的焊接试验中采用经过上述分析，进行化学成分优化设计、冶炼试该合金系的焊丝表现出了良好的性能稳定性。同时，制、试验验证，最终确定了

6、埋弧焊实心焊丝的化学成分降低S，P等杂质元素的含量，可保证材料具有良好的范围，并冶炼了焊丝成品，牌号为WELL一1，规格为力学性能和抗裂性能。经过大量的试验，确定了实心西2．5，见表4。表4焊丝的化学成分(质量分数，％)1．3焊剂的研制好，焊道成形与熔合良好的CaO—MgO—SiO一CaF：渣1．3．1埋弧焊焊剂渣系的确定系。进一步进行配方调试，确定了新研制焊剂的组分用于耐火耐候钢自动焊用的烧结焊剂，国内没有范围，见表5。参考GB／T12470-2003《埋弧焊用低合成型产品，相关的报导也很少见。这就使得在焊剂的金钢焊丝和焊剂》规定的分类方法，新研制的焊剂牌号研制过程中需要面对诸多困

7、难。首先是焊剂的碱度问确定为SJ156。题。焊剂的碱度反应了焊剂中碱性氧化物和酸性氧化物的相对含量。对于耐火耐候钢自动焊用的烧结焊表5SJ156焊剂组分范围(质量分数，％)剂，碱度过高，堆焊的工艺性很难保证；碱度过低，焊剂的冶金性能不好，影响熔敷金属的成分和力学性能。其次是焊剂与焊丝的匹配问题。新研制的耐火耐候钢用焊丝，其合金元素含量较多，为了避免合金元素的烧损，保证熔敷金属的合金成分，要求焊剂具有良好的合1．3．2新研制焊剂的脱渣性问题对新研制焊剂SJ1