一、研究的背景与问题

桥梁隧道工程不断向大跨度、高安全、绿色化、长寿命方向发展，对桥隧结构用钢板提出高强韧、易焊接、大厚度、高耐候、抗疲劳等更加严格的要求。由于厚度规格的增加，焊接效率成了制约桥隧工程建造的关键问题。采用FCB大线能量焊接方法，一次焊接成型，施工效率呈十几倍提升。由于在世界桥隧史上首次大规模应用FCB焊接技术，缺乏对应产品和标准，高性能高效焊接桥隧用钢的批量生产和应用对钢厂和用户均带来极大挑战。对此，本项目通过开展产学研用协同攻关，进行理论-技术-产品-应用的全链条创新，开发出系列高强韧易焊接桥隧用厚板创新产品，并实现国内重点工程的成功应用。

二、解决问题的思路与技术方案

本项目采用低碳微合金化成分设计理念，构建基于析出相的厚板母材/焊接组织同步细化新方法，形成高效焊接晶界/晶内多级组织细化关键技术，在深中通道FCB-300kJ/cm焊接条件下钢板及HAZ实物韧性达到E级以上，保证了高效率焊接施工条件下性能的安全稳定。

图1 本项目深中通道用桥隧钢FCB焊接过程及实物接头形貌组织

三、主要创新性成果

1.针对大型桥梁隧道工程领域需求，开展高强韧易焊接桥隧结构用厚钢板制造与应用技术研究，提出并阐明高效焊接热影响区多级组织细化机理，以及母材和焊接结构高耐候、抗疲劳机制，为高强韧易焊接桥隧结构用厚板及其他领域同类产品的开发和应用奠定了理论基础。

2.国际率先开发出桥隧用钢FCB高效焊接技术，实现最高强度420MPa级钢板FCB-300kJ/cm焊接，并首次突破大线能量焊接用钢单项工程十万吨级以上稳定生产应用。

四、应用情况与效果

针对隧道工程结构的大型化发展和安全服役要求，鞍钢已开发具有高强度、高断裂韧性和高效焊接的新一代隧道用钢。新材料不添加Ni、Cu、V等贵重元素，合金成本甚至低于同级别普通钢板。产品最高强度级别达到420兆帕，最大厚度达到40毫米，在FCB-300kJ/cm焊接条件下保持优异接头性能，线能量、低温韧性等关键指标达到同类产品最高水平，可实现40毫米厚钢板一道次焊接成型，大幅减少焊接道次，已在国家重大工程-深中通道的沉管隧道中应用17万吨，实现了重大桥隧工程用钢的高品质、绿色化制造。

信息来源：鞍钢股份有限公司