隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，以大型鋼結(jié)構(gòu)為主體的能源、建筑業(yè)和以汽車工業(yè)為代表的制造業(yè)正處于蓬勃發(fā)展之中，采用高純潔度、微合金化、高密度位錯(cuò)的超強(qiáng)力軋制、可變強(qiáng)磁場精密熱處理等技術(shù)制成的超細(xì)晶粒高強(qiáng)度鋼受到人們的普遍關(guān)注。其中，強(qiáng)度級(jí)別為800～1500MPa的新一代產(chǎn)品如A514、A517、35CrMo等在車輛、橋梁、壓力容器等諸多領(lǐng)域得到了廣泛使用。對(duì)此類高強(qiáng)鋼的應(yīng)用，人們除在不斷改進(jìn)焊接工藝的同時(shí)，對(duì)焊接材料的研究也提出了更高要求。藥芯焊絲由于其焊接具有生產(chǎn)率高、飛濺少、焊縫成形美觀、合金元素過度效果好等優(yōu)點(diǎn)，故已引起各國焊接工作者的極大興趣，成為很有發(fā)展前途的焊接材料。本文結(jié)合某公司的產(chǎn)品需求，通過設(shè)計(jì)不同的焊絲成分最終研發(fā)了高強(qiáng)度鋼堿性藥芯焊絲，并在實(shí)際中進(jìn)行了應(yīng)用。

經(jīng)過系列試驗(yàn)，并參考其它相關(guān)資料，最終確定焊絲熔敷金屬化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù),%)范圍為：0.035～0.07C，1.60～1.90Mn，0.40～0.60Si，0.40～0.70Cr，0.40～0.70Mo，1.50～1.90Ni，S≤0.03，P≤0.03，余量為Fe。

在上述的熔敷金屬成分范圍內(nèi)，根據(jù)國際焊接學(xué)會(huì)推薦的低碳、低合金高強(qiáng)度鋼碳當(dāng)量計(jì)算公式CE=wC+wMn/6+w(Cu+Ni)/15+w(Cr+Mo+V)/5，并結(jié)合焊絲過渡合金元素的成功經(jīng)驗(yàn)，分別選擇了三種成分組合進(jìn)行焊接試驗(yàn)，測(cè)試熔敷金屬力學(xué)性能。其焊絲的化學(xué)成分及碳當(dāng)量見表1，力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表1?SQJ857焊絲化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù),%）

表2?SQJ857?熔敷金屬力學(xué)性能

分析以上三組數(shù)據(jù)，在所述成分范圍內(nèi)，第Ⅲ組鉻含量較低，碳含量較高，但Ⅲ組的強(qiáng)度高于Ⅱ組，說明碳提高強(qiáng)度的程度明顯高于鉻，同時(shí)沖擊吸收功低于Ⅱ組，說明鉻會(huì)降低熔敷金屬?zèng)_擊性能，而碳不會(huì)；Ⅰ組碳和鉬含量都比Ⅱ組高，強(qiáng)度高于Ⅱ組，說明二者可提高強(qiáng)度，但韌性卻低于Ⅱ組，說明鉬會(huì)降低韌性，這一規(guī)律同樣適用于Ⅰ組和Ⅲ組焊絲的對(duì)比。最后我們選用第Ⅲ組成分作為正式產(chǎn)品之用。

選取第Ⅲ組成分SQJ857焊絲，直徑1.2mm，采用Ar(80%)+CO2(20%)混合氣體保護(hù)，氣體流量20L/min，在CL500焊機(jī)上進(jìn)行焊接試驗(yàn)，焊接工藝為：焊接電流260～280A，電壓32～34V，焊接速度290～310mm/min，干伸長20mm，預(yù)熱及道間溫度150～190℃。焊后于650℃保溫1h并隨爐冷卻。

應(yīng)用Ar(80%)+CO2(20%)混合氣保護(hù)，燃弧時(shí)弧根擴(kuò)展，熔滴的軸向性增強(qiáng)，易獲得軸向噴射過渡方式，此時(shí)電弧穩(wěn)定性較好。幾乎無飛濺，焊縫成型好，熔渣薄而覆蓋均勻，輕輕一刮即落，脫渣性好，說明所設(shè)計(jì)的焊絲具有優(yōu)良的焊接工藝性能。

應(yīng)用漢諾威電弧質(zhì)量分析系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)，10s內(nèi)未發(fā)生一次短路過渡，電弧電壓和焊接電流的標(biāo)準(zhǔn)偏差△U和△I以及變異系數(shù)δU和δI(變異系數(shù)=標(biāo)準(zhǔn)偏差/平均值)結(jié)果見表3所示。該四項(xiàng)數(shù)據(jù)均低于對(duì)比焊絲，說明了熔滴過渡和電弧穩(wěn)定性較好。

表3?SQJ857與對(duì)比焊絲焊接時(shí)電弧穩(wěn)定性參數(shù)對(duì)比

應(yīng)用Ⅲ組成分設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)優(yōu)良的力學(xué)性能組合，滿足GB/T17493-2008E830T5-K4M要求。用Ar(80%)+CO2(20%)混合氣焊接，可實(shí)現(xiàn)該堿性藥芯焊絲完美的工藝性能，焊工感覺良好。選用堿性渣系，使焊絲達(dá)到超低氫范圍，能夠有效控制冷裂紋的產(chǎn)生。

該焊絲自投產(chǎn)后，先后用于30CrMo、35CrMo等石油鉆具、WQ690E鋼板等中碳調(diào)質(zhì)鋼的焊接，用戶反應(yīng)良好。

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