随着我国经济的发展，以大型钢结构为主体的能源、建筑业和以汽车工业为代表的制造业正处于蓬勃发展之中，采用高纯洁度、微合金化、高密度位错的超强力轧制、可变强磁场精密热处理等技术制成的超细晶粒高强度钢受到人们的普遍关注。其中，强度级别为800～1500MPa的新一代产品如A514、A517、35CrMo等在车辆、桥梁、压力容器等诸多领域得到了广泛使用。对此类高强钢的应用，人们除在不断改进焊接工艺的同时，对焊接材料的研究也提出了更高要求。药芯焊丝由于其焊接具有生产率高、飞溅少、焊缝成形美观、合金元素过度效果好等优点，故已引起各国焊接工作者的极大兴趣，成为很有发展前途的焊接材料。本文结合某公司的产品需求，通过设计不同的焊丝成分最终研发了高强度钢碱性药芯焊丝，并在实际中进行了应用。

经过系列试验，并参考其它相关资料，最终确定焊丝熔敷金属化学成分(质量分数,%)范围为：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，余量为Fe。

在上述的熔敷金属成分范围内，根据国际焊接学会推荐的低碳、低合金高强度钢碳当量计算公式CE=wC+wMn/6+w(Cu+Ni)/15+w(Cr+Mo+V)/5，并结合焊丝过渡合金元素的成功经验，分别选择了三种成分组合进行焊接试验，测试熔敷金属力学性能。其焊丝的化学成分及碳当量见表1，力学性能试验结果见表2。

表1 SQJ857焊丝化学成分（质量分数,%）

表2 SQJ857 熔敷金属力学性能

分析以上三组数据，在所述成分范围内，第Ⅲ组铬含量较低，碳含量较高，但Ⅲ组的强度高于Ⅱ组，说明碳提高强度的程度明显高于铬，同时冲击吸收功低于Ⅱ组，说明铬会降低熔敷金属冲击性能，而碳不会；Ⅰ组碳和钼含量都比Ⅱ组高，强度高于Ⅱ组，说明二者可提高强度，但韧性却低于Ⅱ组，说明钼会降低韧性，这一规律同样适用于Ⅰ组和Ⅲ组焊丝的对比。最后我们选用第Ⅲ组成分作为正式产品之用。

选取第Ⅲ组成分SQJ857焊丝，直径1.2mm，采用Ar(80%)+CO2(20%)混合气体保护，气体流量20L/min，在CL500焊机上进行焊接试验，焊接工艺为：焊接电流260～280A，电压32～34V，焊接速度290～310mm/min，干伸长20mm，预热及道间温度150～190℃。焊后于650℃保温1h并随炉冷却。

应用Ar(80%)+CO2(20%)混合气保护，燃弧时弧根扩展，熔滴的轴向性增强，易获得轴向喷射过渡方式，此时电弧稳定性较好。几乎无飞溅，焊缝成型好，熔渣薄而覆盖均匀，轻轻一刮即落，脱渣性好，说明所设计的焊丝具有优良的焊接工艺性能。

应用汉诺威电弧质量分析系统进行检测，10s内未发生一次短路过渡，电弧电压和焊接电流的标准偏差△U和△I以及变异系数δU和δI(变异系数=标准偏差/平均值)结果见表3所示。该四项数据均低于对比焊丝，说明了熔滴过渡和电弧稳定性较好。

表3 SQJ857与对比焊丝焊接时电弧稳定性参数对比

应用Ⅲ组成分设计，可实现优良的力学性能组合，满足GB/T17493-2008E830T5-K4M要求。用Ar(80%)+CO2(20%)混合气焊接，可实现该碱性药芯焊丝完美的工艺性能，焊工感觉良好。选用碱性渣系，使焊丝达到超低氢范围，能够有效控制冷裂纹的产生。

该焊丝自投产后，先后用于30CrMo、35CrMo等石油钻具、WQ690E钢板等中碳调质钢的焊接，用户反应良好。

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