摘要：本文主要对耐侯钢与普通碳钢焊接材料进行了简要的分析，希望可以为相关人员提供一定的参考。
关键词：耐侯钢；普通碳钢；焊接材料；选择
引言
钢的腐蚀是一个普遍而严重的阿题。20世纪30年代,关国钢铁公司开发了耐候钢并得到了广泛的应用。本文主要对耐侯钢与普通碳钢进行了简要的分析，以供参考。
1普通碳钢焊接材料应用现状
我国关于轨道列车低合金钢及耐候钢焊接使用的焊丝材料已积累了一定研究基础。铁道部科学研究院金化所郭希烈等人对比09MnCuPTi和日本SAP钢，并对所用焊条和焊丝进行研制，设计的耐候钢用焊条和焊丝经验证均满足轨道车辆制造要求，性能良好，与进口的日本CT-16焊条及美国Cor-Ten焊丝基本相同。齐齐哈尔车辆工厂史维义等人对轨道列车用Q345的4种耐候钢焊接用焊条进行研究，J502WCu及J506WCu具有电弧稳定、再起弧容易、焊渣流动性好、能适应于大电流快速焊接、焊渣自动脱落、焊缝美观、无咬边、气孔及压痕等优点。李德明[9]开展了对Q460高强钢实心焊丝工艺试验，对比目前市场3家品牌的ER50-G焊丝，指出ER50-G焊丝均满足Q460材料焊接性要求。对照低碳钢、高强钢和低温钢用焊丝新标准[10]发现，焊丝ER55-G更为适用于Q460E高强钢焊接。目前用于轨道碳钢列车焊接材料主要有E4303、J506WCu、ER50-6、ER50-G及ER55-G等。
就焊接材料使用情况和熔敷金属效果来看，焊材中合金元素及保护气体成分对接头组织和性能起重要作用。对比富Ar气保护气体和纯CO2保护气体对耐候钢用ER50-6焊丝熔敷金属化学成分，发现在焊接过程中Si和Mn烧损率及脱碳率有所降低针对不同保护气体对耐候钢用ER50-6焊丝熔敷金属的性能影响进行研究，发现熔敷金属屈服强度、抗拉强度、伸长率等影响不大，但可以显著提高接头的低温冲击热性。在焊接过程中，Ti、Nb等常作为微合金元素添加到焊丝中，如耐候钢用ER50-G及ER55-G，在金属熔敷过程中起细晶强化作用，从而改善熔敷金属力学性能。杜宝帅研究发现Q460耐候钢用ER55-G焊丝，Ti元素的添加有利于熔敷金属获得针状铁素体组织，在较小的焊接线能量下，热影响区不会出现软化现象。陈涛等人对耐候钢用ER50-G焊丝中Ti元素在焊接过程中行为进行分析，发现TiN析出量要高于理论生成值，为使Ti元素更好地发挥细晶强化作用，应严格控制w（Ti）=0.15%~0.22%的ER50-G生产与使用。
2耐侯钢材料应用现状
我国耐候钢在20世纪末得到快速发展，使得碳钢焊材研发及制造企业近年来蓬勃发展。目前全国的保护气体实心焊丝生产企业有150多家，已从德国、瑞典、加拿大等国家引进各种生产设备50余套，国内自行研制的设备生产线100余条，年生产能力可达20余万t。轨道碳钢车辆国产ER50-6、ER50G及ER55-G焊丝主要使用大西洋、林肯、天津金桥及天津大桥等厂家产品，而进口G0焊丝主要涉及德国博乐和瑞典伊萨等厂商的产品。从碳钢列车使用情况来看，由于涉及焊缝位置较多、接头形式多样，存在复杂结构接头位置，焊接过程易出现不稳定问题。主要表现在：焊接过程飞溅显著，熔滴过渡过程不稳定，在小电流时过渡稳定性有待进一步提高。多道焊时会出现气孔、夹杂等现象，在角焊缝、塞焊等位置会出现咬边等缺陷，需进行二次补焊，引起应力集中，造成焊后变形严重，降低工件平整度。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆耐候钢(耐大气腐蚀钢)是通过加人少量铜、磷、铬、镍，使其在金属基本表面上形成保护层，以提高钢材的耐侯性能。按耐大气腐蚀性能可将耐侯钢分为两类:一类是耐侯结构钢，一类是焊接结构用耐侯钢。在我国，耐侯钢主要用于桥梁、建筑等结构。
3耐侯钢与普通碳钢焊接材料的选择
3.1焊接之后的工艺研究
部分学者根据焊接之后产生的裂纹、氢含量过高、残余应力过大、耐腐蚀性降低等现象，对焊后的工艺处理进行了研究。首先针对焊后生成冷裂纹的现象，采取了焊前预热和焊后热处理等工艺。焊前预热能够显著降低淬硬程度，但是温度要适宜，在焊接过程中还需要对层间温度进行控制；而焊后的热处理工艺是为了降低氢含量，同时降低残余应力，进而保证焊后材料优异的性能和组织。而为了进一步提升耐腐蚀性，相关学者对焊接缝隙复层表面采取酸洗钝化的工艺进行改善，但是由于这种工艺有残留和渗氢的负面影响，为了避免这种影响，提出了运用抛珠的方式来改善层状金属的耐腐蚀性，并取得了良好的效果。
3.2研究焊接过渡层
过渡层的焊接是不锈钢复合板焊接过程的难点，在此过程中，需要尽可能的让过渡层变薄，降低基层和复层的扩散速度。通过实验分析得出，可以采用以下措施解决过渡层的问题：一是利用阶梯V形坡口；二是严格遵守焊接工艺，采用小电流快速焊对过渡层进行焊接，对复层同样采取小输入；三是选择富含Cr、Ni的焊接材料进行焊接，以期控制过渡层的焊接质量，保证焊后强度。
3.3研究焊接后的耐腐蚀性
复合板焊接之后在确保接头强度的前提下，还要保证复合板的使用性能，即耐腐蚀性。通关研究发现，焊缝区在不同的溶液中均具备很好的耐点腐蚀性能，并通过对其化学成分和组织的分析得出，在焊接接头处，合金元素的分布不均匀，稀释率比较大，在渗碳作用的影响下，焊接接头的晶间腐蚀敏感性会增加，组织分布不均匀，晶粒粗大，很容易加速基体的腐蚀速度。
4发展方向
4.1新材料的研制
轻量化发展已然成为现在高速列车行业主旋律。目前的低合金钢及耐候钢难以在保证构件刚性及强度的前提下，进一步减小板材厚度，降低列车质量。轻量化汽车用高强钢的成功开发与应用为这一问题的解决提供了新思路，但高强钢在焊接过程中暴露的问题使其难以在高可靠性的高速列车中广泛应用。所以应根据高速列车服役的特殊要求，研制碳钢材料，从而获得更高强度及刚性的碳钢型材，这必将推动高速列车快速全面发展。
4.2新焊接技术的开发
高速列车运行的稳定性与安全性对车体表面平整度和接头质量提出严格要求，小热输入焊接方法的应用会大大改善由热变形引起的平整度问题，同时会缩小焊接热影响区范围，改善接头组织，提高焊接接头质量。由此可以推断激光技术的广泛应用会带来高速列车制造技术的革新。
结束语
海内外材料科研工作者对耐候钢的研制和发展进行了大量研究,取得了许多成果,但很多方面的研究还缺少系统性。由于耐候钢的价格较高,在市场竞争中依旧处于劣势,这也给耐候钢的冶炼成型造成了极大的挑战。
参考文献：
[1]于大海.FTSR工艺轧制Q450NQR1高强度耐侯钢性能控制与实践[A].中国金属学会.第四届中国金属学会青年学术年会论文集[C].中国金属学会:中国金属学会,2008:3.
[2]薛文辉.薄板坯SPA-H钢用保护渣的研究[A].中国科学技术协会、河南省人民政府.第十届中国科协年会论文集（四）[C].中国科学技术协会、河南省人民政府:中国科学技术协会学会学术部,2008:5.
[3]申勇,曹树卫,申斌,祝学智,支艳斌,曹树卫.浅析耐侯钢的现状及技术发展[J].冶金信息导刊,2008,45(02):36-40.
[4]王芮平.耐侯钢生产实践与工艺优化[J].山西冶金,2008(02):51-52.
[5]张全成,吴建生,陈家光,李爱柏,杨晓芳,郑文龙,王建军.近海大气中耐侯钢和碳钢抗腐蚀性能的研究[J].材料科学与工程,2001(02):12-15+25.
[6]杨松柏.耐候钢周期浸润腐蚀试验方法的研究[J].铁道技术监督,1996(02):7-13.
论文作者:李江江,李延清,陈立超
论文发表刊物:《防护工程》2019年第1期
论文发表时间:2019/5/8
标签：焊丝论文; 材料论文; 碳钢论文; 金属论文; 性能论文; 列车论文; 工艺论文; 《防护工程》2019年第1期论文;