[发明专利]抗震耐蚀耐火建筑结构钢用460MPa级气体保护焊丝

说明书

一种抗震耐蚀耐火建筑结构钢用460MPa级气体保护焊丝,属于焊接材料技术领域。化学元素质量百分比含量为：C：0.02‑0.14％，Si：0.41‑1.00％，Cr：0.10‑0.90％，Ni：0.10‑3.0％，Cu：0‑0.70％，Mn：0.50‑1.80％，Mo：0.20‑0.59％，Ti：0‑0.12％，V：0‑0.08％，Mg：0‑0.08％，余量为Fe及不可避免的杂质。所形成的焊缝金属的屈服强度为410‑590MPa，抗拉强度而为450‑620MPa，延伸率A为21‑26％，断面收缩率为60‑71％。焊缝金属高温屈服强度为320‑438MPa；并且具有高的低温冲击韧性。

技术领域

本发明属于焊接材料技术领域，特别是涉及一种抗震耐蚀耐火建筑结构钢用460MPa级气体保护焊丝。

背景技术

随着钢铁材料成本下降，产品质量的提高，越来越多的高层建筑设计采用钢结构框架。我国的建筑钢结构也获得了迅速的发展。钢结构作为建筑的重要结构形式，成为建筑发展的方向。特别是近年来中国的超高层建筑不断增多，建筑火灾及其逃生成为了一项重大挑战，成为钢结构建筑的发展障碍。

常规钢结构存在耐火极限低，在火灾时易软化而失去基本的承载能力。测试结果表明，火灾现场的温度很快就可达500-1100℃。普通建筑用钢在 350℃以上高温时，其屈服强度迅速下降至室温屈服强度的2/3以下。可见，建筑物钢在高温状态下其强度就会降低，甚至失去承载能力，致使建筑物倒塌而造成人员伤亡和财产损失，不能满足钢结构高层建筑的设计要求。

由此，建筑用耐火钢在近年来得到发展。耐火钢具有较好的高温强度，一般是在常温下承载，在遇到火灾600℃左右下保持(3-4h)后，其强度不低于室温设计强度的2/3，以保证建筑结构的安全性，属于高强度低合金结构用钢。此外，建筑用耐火钢除了具有良好的高温强度外，还必须具备普通建筑结构用钢的良好的塑韧性、焊接性和抗震性、加工成型性等等。

由于在建筑钢结构施工中，对于钢构件的组合连接大规模使用焊接技术，因此需要开发与建筑用耐火钢的合金元素含量和力学性能相匹配的焊接材料。在钢结构建筑现场施工和大型钢结构预制件制造中，气体保护焊因其在焊接效率、焊缝质量等方面的优越性被广泛使用。其力学性能，特别是高温性能也同样需要达到建筑用耐火钢的性能，即在遇到火灾600℃左右下保持(3-4)后，其强度不低于室温设计强度的2/3，以保证建筑结构的安全性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低合金高强钢用气体保护焊。采用该焊丝焊接形成的焊缝金属兼具有较高的室温强度和高温强度，同时采用该焊丝焊接形成的焊缝金属还具有良好的抗裂性能、较好的焊接性能以及优良的塑性。为实现上述发明目的，本发明其化学元素质量百分比含量为：

C：0.02-0.14％，Si：0.41-1.00％，Cr：0.10-0.90％，Ni：0.10-3.0％， Cu：0-0.70％，Mn：0.50-1.80％，Mo：0.20-0.59％，Ti：0-0.12％，V：0-0.08％， Mg：0-0.08％，余量为Fe及不可避免的杂质。

本发明中不可避免的杂质除了P与S元素之外，还包括Al、O和H元素，作为不可避免的杂质元素，P与S均对焊缝金属的塑韧性能有害，这些杂质元素的含量应当越低越好。因此，其含量要严格控制，在本发明的技术方案中可以将Al+S+P+O+N控制在≤0.15

本发明各化学元素的限定理由分别叙述如下：

Mo：用于提高焊缝金属室温和高温强度。Mo是硬化元素，也是中强碳化物形成元素，可有效提高合金强度。此外，Mo可推迟先共析铁素体的转变，并强烈抑制珠光体转变，促进针状铁素体形成。Mo含量在0-1.1％之间变化时，焊缝组织为针状铁素体、先共析铁素体和侧板条铁素体，韧性和强度同时增加，但也促进了M-A组元和贝氏体形成，同时强屈比和延伸率下降。本发明控制Mo含量为0.2-0.59wt.％。