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金属芯焊丝具有成本低、飞溅少、焊接接头质量好等优点，与实芯焊丝及普通药芯焊丝相比，它的熔敷速率更高，同时减小了渣壳清理费用，提高了焊接效率，进一步降低了焊接成本，因此近年来成为国际上焊材发展的新趋势。目前，高强钢应用越来越多，国内众多钢结构工程中都广泛使用了高强钢，因此开发高强钢焊接用金属芯焊丝具有重要的工程意义。
本论文从以下几个方面对E90C-K3金属芯焊丝做了研究。
第一，研发了一种60公斤级Mn-Si-Mo-Ni合金系E90C-K3金属芯焊丝，在焊接参数为300A，34V下对所研制焊丝进行测试，结果如下：在100％CO2气体保护下，抗拉强度：627MPa；屈服强度：570MPa；延伸率：21.6％；-50℃下冲击韧性：46J；飞溅率：1.51％；熔敷效率：92.0％；熔敷速度：5.04kg/h；发尘量：5.74g/kg。在80％Ar+20％CO2气体保护下，抗拉强度：638MPa；屈服强度：581 MPa；延伸率：22.5％；-50℃下冲击韧性：48J；飞溅率：0.97％；熔敷效率：93.2％；熔敷速度：5.76kg/h；发尘量：4.51g/kg，焊缝成型及焊接工艺性能良好，力学性能及化学成分均满足AWS A5.28M的相关标准。将所研制的E90C-K3金属芯焊丝与同类焊丝进行对比，结果表明，综合性能达到同类焊丝水平。
第二，研究了合金元素铝对金属芯焊丝焊缝表面脱氧产物分布、焊接飞溅及电弧稳定性的影响，确定了配方中最佳的铝含量范围，解决了含硅金属芯焊丝焊后在焊缝焊趾处易产生难以清除的“硅岛”的问题。
第三，研究了金属芯焊丝焊接烟尘的主要成分以及药粉粒度对所研制焊丝发尘量、烟尘粒度分布及电弧稳定性的影响规律；实验结果说明：所研制E90C-K3金属芯焊丝的焊接烟尘中主要为各种金属及金属的氧化物，其中铁和锰的氧化物达到90％以上；当药粉粒度在100-120目时，电弧稳定性最好，发尘量最少。