铁道货车用高耐蚀药芯焊丝的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于药芯焊丝技术领域，特别涉及一种铁道货车用高耐蚀药芯焊丝，采用 该药芯焊丝施焊后焊缝具有优良的耐蚀性能和力学性能。
【背景技术】
[0002] 普通耐候钢和高强耐候钢经济性能好、加工性能和综合性能优异，但是其耐候性 能尚不能满足目前铁路货车用耐候钢的要求；不锈钢的耐候性能可以达到铁道货车用耐候 钢的要求，但是价格昂贵，而且不锈钢在低温韧性、焊接性等方面尚存在一定的问题，制约 了其在铁道货车方面的应用。近年来，铁道行业高速发展，铁道货车行业迫切需要一种既具 有良好的经济性，同时还具有良好的耐蚀性能和力学性能的耐候钢。
[0003] 根据铁道部2010年12月下发的《铁道货车用高耐蚀型耐候钢热乳板（带）技术 条件（暂行）》新要求，铁道货车用耐候钢的耐候性能要在目前高强耐候钢的基础上再提高 一倍，以进一步延长钢材的使用年限。鞍钢在上述要求下，开发了一种高耐候性耐候钢3Cr 耐候钢。新一代高强耐候钢是在目前已有高强耐候钢的基础上进一步提高了其耐蚀性能。
[0004] 现有技术的药芯焊丝与新一代高强耐候钢耐蚀性能差异较大，不能满足新一代高 强耐候钢对耐蚀性能的要求。因此，研制一种耐蚀性能与新一代高强耐候钢相当，且具有良 好的可焊性、优良的低温韧性的药芯焊丝是目前亟待解决的问题。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种焊接性能稳定，且与新一代高强耐候钢耐蚀性能相匹 配的铁路货车用高耐蚀药芯焊丝，并确保所得熔敷金属具有良好的综合性能。
[0006] 为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
[0007] -种铁道货车用高耐蚀药芯焊丝，包括外层焊丝和其内部填充药粉，所述药芯焊 丝的熔敷金属的化学成分按质量百分比为：C0. 01~0. 15,Cr0. 1~1. 5,Ni1. 5~5. 0， Cu0· 1 ~0· 8,Mo0· 15 ~0· 6,Si0· 2 ~1. 0,Μη0· 1 ~1. 5,Ti0· 04 ~0· 2, 0 彡 0· 01， N彡0· 01，S彡0· 015,P彡0· 015,余量为铁及杂质；
[0008] 所述药芯焊丝的熔敷金属适用于抗拉强度级别为600MPa以上高强高耐候钢的焊 接。
[0009] 所述药芯焊丝的熔敷金属的化学成分按质量百分比为：C0.01~0.050,Cr 0· 7 ~1. 5，Ni1. 5 ~5. 0，Cu0· 1 ~0· 8，Mo0· 2 ~0· 6，Si0· 5 ~1. 0，Μη0· 3 ~1. 0，Ti 0· 04~0· 14, 0彡0· 01，N彡0· 01，S彡0· 015,P彡0· 015,余量为铁及杂质。
[0010] 所述药粉为钛型、钛钙型或者碱性药粉。
[0011] 所述碱性药粉的化学成分质量百分比为Si02 8. 5%，A1203 0. 8%，CaO23. 6%， K20 0· 5%，C02 2· 9%，C1· 0%，Μη5· 8%，CaF2 25. 3%，余量为铁和不可避免杂质；
[0012] 所述钛钙型药粉的化学成分质量百分比为Si02 19.5%，A1203 1.95 %，Ti02 36.8%，0&0 1.1%，1(20 1.4%，似20 1.7%，0)20.6%，(：0.8%，]\11114.5%，余量为铁和不 可避免杂质；
[0013] 所述钛型药粉的化学成分质量百分比为Si02 21. 5%，A1203 2. 4%，Ti02 39 . 8%， 1(20 1.4%，似20 1.5%，0)20.5%，(：0.6%，]\11115.5%，余量为铁和不可避免杂质。
[0014] 所述药芯焊丝的熔敷金属的屈服强度&。.2为615-650MPa，抗拉强度R"为 695-725MPa，延伸率A为 19-22%，-40°C冲击吸收功Akv为 61-80J。
[0015] 所述药芯焊丝的熔敷金属的腐蚀失重速率为1. 285-1. 358g/m2.h，与3Cr耐候钢的 相对腐蚀速率为0.9-6. 6%。
[0016] 用于铁道车辆、桥梁等领域，抗拉强度级别为600MPa以上高强高耐候钢的焊接。
[0017] 本发明的有益效果在于：
[0018] 1)本发明的铁路货车用高耐蚀药芯焊丝所得的熔敷金属具有良好的耐蚀性能，同 时具有良好的综合性能，尤其是-40Γ的低温冲击韧性，该药芯焊丝满足铁道货车高耐候、 高强度、高韧性系列钢种的焊接技术要求。
[0019] 2)本发明的铁路货车用高耐蚀药芯焊丝用于高强高耐候性钢的焊接，焊丝具有优 良的焊接工艺性能。
【具体实施方式】
[0020] 下面结合实施例，对本发明的【具体实施方式】作进一步详细描述。
[0021] 本发明的铁道货车用高耐蚀药芯焊丝，包括外层焊丝和其内部填充的药粉，其中 所述药芯焊丝的熔敷金属的化学成分按质量百分比为：C0. 01~0. 15,Cr0. 1~1. 5,Ni 1.5~5.0，Cu0.1~0.8，Mo0.15~0.6，Si0.2~1.0，Mn0.1~1.5，Ti0.04~0.2， 0彡0· 01，N彡0· 01，S彡0· 015,P彡0· 015,余量为铁及杂质。
[0022] 所述药粉为钛型、钛钙型或者碱性药粉。
[0023] 本发明药芯焊丝的各合金元素作用及含量选择如下：
[0024] 控制药芯焊丝中C含量在较低范围内，一方面降低焊缝金属的碳当量Ceq、淬硬倾 向及裂纹敏感系数P?;另一方面降低C对药芯焊丝耐蚀性能带来的不利影响，故本发明药 芯焊丝的C含量为0.01~0. 15%。
[0025] Cr是主要耐候性元素之一，但Cr含量过高，韧性会急剧下降。综合考虑其对力学 性能和耐蚀性的影响，故本发明药芯焊丝的Cr含量为0. 1~1. 5%。
[0026]Ni、Cu也是主要耐候性元素。Ni是最好的韧化组元，作为合金元素能够显著改善 焊缝金属的低温韧性。Ni的加入可以平衡Cr带来的韧性损失，本发明药芯焊丝的Ni含量 为1.5~5.0%。Cu可以提高焊缝金属的耐候性，故本发明药芯焊丝的Cu含量为0. 1~ 0· 8%〇
[0027]Mo能有效提高钢材的耐蚀性能，钢中加入质量分数为0.4%-0.5%的Mo,在大气 腐蚀环境下（尤其是在工业大气中），其腐蚀速率可降低50%以上。Mo在腐蚀过程中生成 钼酸盐，钼酸盐具有缓蚀作用，可以大幅减缓腐蚀的进行。其次，Mo可以细化晶粒，提高强 度和塑性。故本发明药芯焊丝的Mo含量为0. 15~0.6%。
[0028]Si、Mn为脱氧元素，含量太高会在提高焊缝金属强度的同时降低韧性，故本发明药 芯焊丝的Si含量为0.2~1.0