药性焊丝的一个发展.docx

药性焊丝的一个发展.docx

《药性焊丝的一个发展.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《药性焊丝的一个发展.docx（6页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

药性焊丝的一个发展

药性焊丝的发展

1、世界药性焊丝的发展概况

药芯焊丝也称粉芯焊丝或管状焊丝，早在1920年就曾被提出过，试图以涂料粉末覆盖电弧焊接熔池，但这个想法并未完全实现，而被涂药焊条和埋弧焊剂取代了。

最早的药芯焊丝专利是1926年由SSTOODY提出的，其焊丝的断面形式是管形的，其包皮是由薄钢带制成，芯部药粉的填充系数较高，直到现在这种形式的药芯焊丝仍有应用。

1927年由DWORZAK提出了一种类似电焊条的药芯焊丝，其填充系数较小，现在已不应用这种形式。

尽管在1940年已经知道焊接过程要防止来自于空气中的氮的危害，但直到1953年才采用CO2作保护气体，同时配合少量渣保护即可得以满意的焊缝质量。

1958年焊接时不用外加气体的自保护药芯焊丝研制成功。

随着拉拔技术的提高，到60年代具有多种性能的药芯焊丝已出现并得到应用。

早期研制生产的药芯焊丝直径仅为φ4.0mm、φ3.2mm、φ2.4mm等粗丝，电弧特性极差，药芯松散，填充额度低，松装比小，造成药芯的保护作用欠佳，近切需要发展小直径的药芯焊丝，相继出现了φ2.0mm、φ1.6mm的细丝药芯焊丝，第一代商品药芯焊丝出现于上世纪50年代的美国，而药芯焊丝的真正高速发展是在80年代，以日本研发出细直径φ1.2mmCO2气保护船用药芯焊丝为标志，此时药芯焊丝的制备技术已经成熟，之后药芯焊丝无论产品种类还是应用领域得到快速发展。

到目前，发达国家药芯焊丝占焊接材料（填充金属部分）接近30%，实心焊丝40%，手工电焊条30%，日本上述比例大致为40%、40%、20%。

2、国内药性焊丝的发展概况

我国药芯焊丝的发展可分为三个阶段。

第一阶段时间上大致为上世纪60至80年代中后期，主要针对药芯焊丝制备技术所涉及的技术领域进行基础研究，包括药芯焊丝线生产所需要的设备、生产工艺、生产配方以及药芯焊丝的应用等。

这一阶段参与的单位以科研院、所为主；第二阶段，80年代中后期至2000年，以引进第一条细直径（φ1.6mm）药芯焊丝生产线以及在国家重点工程（宝钢设备安装等项目）使用药芯焊丝为标志，药芯焊丝进入工程应用阶段。

这一阶段工程上使用的药芯焊丝多为进口药芯焊丝，同时一批企业引进了数十条药芯焊丝生产线。

另外国产药芯焊丝生产设备不断完善，逐步满足了药芯焊丝生产对技术装备的要求，国产药芯焊丝在全年用量中所占比例逐渐增加，为下一阶段的发展奠定了良好的基础；第三阶段，2000年以后特别是2004年后，药芯焊丝应用高速发展。

在经过了多年的市场储备后，伴随制造技术和生产设备的不断进步，我国药芯焊丝行业的生产规模发生了巨大的变化，尤其是近10年来。

产能的扩张是以国内焊接材料生产厂家购置国产药芯焊丝生产线为主，这些企业对焊接材料生产内在规律的掌握以及现成的销售网络，对药芯焊丝年用量成倍增长起到了强有力的推动作用，并且国产药芯焊丝的产品质量能够满足工程的技术要求，价格也从每吨两万多降至一万左右。

资料表明，1996～2006年，我国药芯焊丝的产量以年均69.86％的复合增长率在高速增长，这样的增长速度在我国制造业中是相当惊人的，到2008底药芯焊丝用量更是突破20万吨，占焊接材料总量超过5%。

3、现今国内与先进国家的药性焊丝之间的差距

第一，从药芯焊丝生产产量方面看，国内药芯焊丝企业规模小，也比较分散。

国内药芯焊丝生产起源于80年代中后期，至今已先后从英、美、德、意、日、乌克兰等国引进多条生产线，此期间国内一些单位也开发些生产线。

但基本上都是用窄带钢成形法，使得我国药芯焊丝生产从无到有，而问题是产量小且焊丝品种单一。

所以国内药芯焊丝生产远远满足不了用户需求，像造船业、压力容器、重点工程、大型成套设备配套的药芯焊丝多数一直靠进口。

第二，从药芯焊丝的质量来看，国内还没有世界级拳头产品，畅销国内外。

在这方面有许多内容值得我们研究，任何赶上国外著名焊接公司的产品，如美国林肯的自保护药芯焊丝，日本神户制钢的碳钢药芯焊丝，瑞士奥立康的无缝药芯焊丝，英国合金公司的堆焊药芯焊丝等。

我们必须从药芯焊丝的原材料、生产装备、生产工艺和企业管理水平等方面进行认真细致的工作，努力研究生产具有特色的药芯焊丝。

在药芯焊丝产量和质量方面要缩小与国外的差距。

第三，我国是世界焊接材料生产大国，但不是焊接材料强国，要加强药芯焊丝的理论研究，同时还要避免盲目上项目，造成大量引进和国产药芯焊丝生产线闲置。

4、气体保护实芯焊丝的应用 

气体保护焊工艺方法以其独特的优势，在工业发达国家制造业中得到广泛的应用。

发展至今，美国气体保护实芯焊丝约占其焊材总量的31%，日本为41%，西欧达到53%。

气体保护焊工艺的发展与金属结构制造密不可分。

目前，在美国、日本、欧洲等发达国家和地区采用焊接结构件的比例不断增加，气体保护焊消耗的焊接金属材料重量约占全部焊接材料总重量的50%~75%。

气体保护焊技术的发展，极大地提高了金属结构行业的制造技术水平。

  我国的气体保护实芯焊丝研制与开发始于50年代，但始终停留在研究阶段。

近10年来气体保护实芯焊丝的发展较快，目前全国的气体保护实芯焊丝生产企业150余家，已从德国、瑞典、加拿大、日本等国及台湾地区引进各种生产设备近50套，国产或自行研制的设备100余条，生产能力达年产20多万吨。

2002年全国焊材生产总量约为150万吨。

实芯焊丝产量约25万吨，大约占焊材总量的17%左右，但与国外比较，还有很大差距。

4．1气体保护实芯焊丝应用状况

 4.1.1气体保护实芯焊丝的发展  

气体保护实芯焊丝伴随着金属结构焊接技术的发展而壮大，在我国“六五”和“七五”期间，为满足国家重点工程大型机械技术装备制造要求，引进国外先进的焊接技术和装备，对大型骨干机械企业进行技术改造，我国大型金属结构制造企业，通过与美国、德国、日本等国家的跨国公司合作制造大型金属结构，批量购买国外气体保护焊设备、焊材等器材，并且进行焊工培训。

我们借助国外气体保护焊成熟技术和生产工艺，形成了我国大型金属结构行业气体保护焊生产能力，从根本上改变了金属结构行业的制造技术水平，推动我国气体保护焊技术的发展。

90年代初至今的近10年时间，以1992年第1届“全国CO2焊接技术推广应用交流会”为契机，气体保护焊技术在金属结构行业中推广应用工作蓬勃发展，气体保护焊技术开发应用能力增加，应用工作从大型机械企业推广到中小型企业，而大型机械企业的气体保护焊应用也从合作产品的生产，推广到普通产品的生产中，气体保护焊设备、焊材、辅件基本实现国内供给，一批焊接设备、焊接材料、保护气体及辅件生产企业抓住市场时机，迅速发展壮大起来，逐渐形成了我国气体保护焊产业。

4.1.2气体保护实芯焊丝的应用

随着我国大型骨干企业焊接技术改造，气体保护实芯焊丝在金属结构制造中得到广泛的应用，如太原重型机械（集团）公司、第一重型机械有限公司，大连重工集团有限公司、中信西阳矿机厂、北京煤机厂等企业，气体保护焊完成的焊接金属结构占其总重量的50~80%，在大型金属结构企业中发挥着不可替代的作用。

气体保护焊主要用于制造大型桥式和门式起重机、4-23m3机械式挖掘机、1-6m3液压挖掘机、大型加压气化炉和焦炉等处理设备以及大型减速机、提升机、堆取料机、扎锻设备、氧气瓶压机、卫星发射架等大型设备。

气体保护焊技术近年来在中小型企业的应用也有长足发展。

80年代初至80年代后期，我国针对当时Q235、16Mn等主要结构钢生产的490MPa级CO2气体保护实芯焊丝，已实现部分自给，但大部分气体保护焊丝主要依靠从美国、日本、德国等国进口，目前我国CO2气体保护实芯焊丝已形成一定的生产规模，产量和质量也有很大的提高，针对Q235、Q345及Q390等结构钢的CO2气体保护焊实芯焊丝，能满足金属结构制造的要求，使用最多的实芯焊丝主要有ER49-1和ER50-6两种，规格上主要有φ1.2mm、φ1.6mm两种，国内碳钢焊丝生产处于供大于求的状况，气体保护焊实芯焊丝的质量也有很大的差别。

目前，国内形成一定生产规模、质量相对稳定的生产厂家有锦泰金属工业有限公司、大西洋焊丝制品有限公司、宜昌猴王焊丝有限公司、金狮焊接材料有限公司、常州华通焊丝有限公司、鄂州南塔特种焊接材料有限公司、哈尔滨威尔焊接有限公司等。

600MPa级高强钢、不锈钢、铝及铝合金等实芯焊丝的几个生产厂家质量比较稳定（如金狮焊材公司、南塔特种焊材公司等）。

700MPa级以上的高强钢焊丝、耐热钢焊丝的生产厂家较少（如威尔焊接公司等），对于800MPa级高强度钢、高合金钢、高韧性钢等特殊钢种实芯焊丝仍主要依靠进口。

在我国“六五”和“七五”期间，我公司先后与美国、德国、日本等国家合作生产，为国家重点工程项目提供了一批重型机械装备。

为了更好地满足合作产品的质量要求，在80年代初成功地引进CO2气体保护焊工艺方法，其中日本松下S系列气保焊设备近100台，美国米勒公司CY-650焊机12台。

在近年来技改中分别购买唐山松下KRⅡ500焊机50台、欧地希CPX-500焊机35台。

目前，CO2气保焊工艺方法在产品焊接中占80%以上，成为我国焊接生产的主要手段，各类焊丝年用量为200~300吨，品种有国内外的各种实芯焊丝，规格为φ1.2mm、φ1.4mm、φ1.5mm。

保护气体主要采用CO2气体。

少量用富氩混合气体保护。

在焊丝中大部分强度为500~800MPa结构钢用焊丝，还有不锈钢、耐热钢、耐磨堆焊、有色金属等焊丝。

以前焊丝主要从日本、德国、荷兰等国进口。

近年来，随着我国的CO2焊丝发展，除合作产品外，已全部实现焊接材料的国产化，有效地降低了制造成本。

    4、2 推广应用中遇到的问题      

4．2.1焊丝品种  

1）碳钢焊丝品种单一  

我国CO2碳钢焊丝只有ER49-1和ER50-6两个品种，用单一CO2气保焊时，有飞溅多、焊道成形凸起等缺点，我们在承受疲劳载荷的金属结构件或焊缝外观质量要求高的合作成品的焊接中，大多数采用富氩混合气体保护。

一般只能选用ER50-6CO2焊丝，而美国的ER70S-2和日本YGW15焊丝，除硫、硅含量较低外，还添加了锆、钛和铅等脱氧剂，焊接时对钢板的表面绣、杂质不太敏感，因此在富氩混合气体保护焊时选用ER70S-2和YGW15焊丝比较合适。

2）高强钢、耐热钢等焊丝生产厂家少  

近年来，随着企业产品结构的调整，焊接金属材料范围由常见的Q235、Q345向高强度钢（如Wel-ten80C）、高韧性钢、耐热钢（如21CrMo10）等领域拓展，而我国这类焊丝的生产厂家极少，往往出现供货周期长、价格高，不能满足生产要求。

有的特殊钢种焊丝仍依赖进口。

在实际生产中，对于以上钢种的焊接，只得选用进口焊丝或改变焊接工艺方法。

4.2.2焊丝结构不合理  

国外低碳钢焊丝Mn元素含量相当于ER49-1焊丝下限，焊丝拉拔、焊接工艺与力学性能均好于ER49-1焊丝。

因受原材料和传统观念的影响，目前许多用户仍以ER49-1焊丝为主，该焊丝是仿前苏联产品，化学成分不合理，Mn元素含量偏高，不仅在焊接低碳钢时焊丝浪费，而且会给拔丝带来困难，增加退火处理工艺，根据多年试验与实践，ER50S-6焊丝送丝稳定、飞溅小、焊缝成形美观，焊丝熔敷金属强度与ER49-1相当，但其塑性、韧性优于ER49-1焊丝。

因此，在焊接低碳钢时，应优选ER50S-6焊丝，使我国CO2焊丝结构趋于合理。

目前在日本、美国等工业发达国家已有迅速取代镀铜焊丝之势，我国锦泰、三英、猴王等企业已研制、生产这种焊丝。

2003年我公司开始推广应用非镀铜焊丝，取得一定效果，但焊丝质量不太稳定，主要表现为导电性能较差，送丝不太稳定，导电嘴磨损严重等，今后还需不断研究、开发、掌握非镀铜焊丝制造技术，改进提高产品质量，以满足实际生产要求。

4.2.3焊丝包装  

国外焊丝为塑封包装，并放入硅胶类防潮剂，包装盒美观耐用，一般一吨焊丝一个木制箱装，便于保管、搬运、领用。

国产焊丝因包装问题，常发生吸潮、散盘，焊丝盘、包装盒破坏，数量不准等现象（锦泰、大西洋、猴王等焊材公司焊丝包装较好）。

因此，焊丝包装不可忽视。

4.2.4焊丝技术标准  

焊丝标准的制修订工作对气体保护实芯焊丝的进一步推广应用至关重要，我国焊丝标准，目前大多数与美国相应标准等效，由于资金等方面的原因，标准修改周期长，部分标准仍落后于国外标准，不能适应生产发展要求，在实际生产中，我们只能参照国外有关标准，进行焊丝的选择、试验及产品验收工作。

因此希望抓紧进行采用国际标准的我国焊丝标准修订工作。

4.2.5焊丝生产宏观失控  

气体保护焊丝是技术密集型的产品，要保证焊丝从送丝软管中正常送出，焊丝质量起关键作用。

前几年，国内金属制品行业、钢丝绳厂、乡镇企业都认为CO2焊丝工艺简单、市场需求量大，盲目上生产线，焊丝生产厂发展到150多家，根据统计，仅江苏省就有16家，河北省13家，而山西省这样的能源重化工基地，虽建有一个焊丝厂，至今也没有出产品。

由于焊丝厂布局不合理和质量波动，生产中经常出现供货不及时和退货问题。

针对以上情况，有公司制定了TZL911-2000“常用气体保护电弧焊用碳钢焊丝”标准，并采取了分供方资格评审办法，以保证焊丝质量和生产周期。

4.2.6保护气体  

前几年，国内尚无焊接用保护气体专业厂，都是以副产品的形式收集（如有石灰窖、酒精厂、化工行业等），因此气体杂质含量较高，主要是水分和硫化物，使气体纯度达不到焊接标准要求。

目前，国内专业气体生产厂家仅有两个合资企业，即普莱克斯和BOC气体公司，均可提供CO2及富氩等多种焊接用气体，并且气体纯度较高，能满足产品要求，但仍存在供货不及时、影响生产周期、气体价格高、增大生产成本等问题。

4、3气体保护实芯焊丝的发展趋势

随着国民经济的发展，我国焊接材料的消耗量将持续增长，据专家预测，到2010年，我国焊接材料总量将达到200万吨左右，气体保护实芯焊丝约占20~25%，约为40~50万吨。

为了尽快发展我国气体保护实芯焊丝产业，更好地满足焊接生产需求，提出以下建议：

1）ER49-1焊丝已不能适应我国焊接生产发展要求，为与国际焊接材料技术发展接轨，应逐步淘汰ER49-1焊丝。

在焊接低碳钢时，应优选ZR50-6焊丝，使我国CO2碳钢焊丝结构趋于合理。

2）应大力发展气体保护焊丝品种，如富氩混合气体保护碳钢焊丝，700MPa、800MPa高强度焊丝，高合金钢焊丝，耐热钢及高韧性钢焊丝等，以满足焊接生产发展要求。

3）加强非镀铜环保型焊丝的制造技术研究，为用户提供优质的非镀铜焊丝，推动CO2气体保护焊焊接工艺更快的发展，逐渐取代传统的镀铜焊丝，以发展我国的“节能、环保”焊接。

4）进一步加强气体保护实芯焊丝制造技术的研究，充分掌握引进设备技术特性，不断提高原材料品种和质量，制定合理的拔丝、镀铜、层绕、包装等生产工艺规程，彻底解决焊丝批量生产的质量稳定性问题，尽快缩短我国气体保护实芯焊丝和原辅材料与国外的差距。

5）我国加入了WTO，国内焊材市场受世界名牌焊材企业的冲击较大。

国内焊材企业应在协会和行业的统一领导协调和指导下，打破地区、行业垄断堡垒的局面，走强强合作或技术资金互补的道路，避免在低水平上重复投资和恶性竞争，走集团化发展道路，尽快建立几个布局合理、品种齐全、质优价廉的焊接材料基地（如锦泰金属工业有限公司、普莱克斯气体有限公司等企业），保证我国焊接材料产业整体进入国际市场。

6）目前，美国、日本、欧洲标准都逐渐向国际标准（ISO）靠拢，因此应投入一定人力、物力抓紧进行采用国际标准的我国气体保护实芯焊丝标准修订工作，促进我国气体保护实芯焊丝的发展和产品质量的提高，尽快与国际焊接材料发展接轨。

7）加强交流和协作，提高国内CO2焊丝的整体水平。

国内焊丝制造企业，应不断加强彼此间的交流与协作，尤其是要加强科研单位、焊丝厂和使用单位之间的协作，充分发挥各国的优势，使我国CO2焊丝的质量、品种不断得到提高。

5、结束语  

气体保护实芯焊丝是一种高科技的焊接材料，它的产生与发展适应了焊接生产向高质量、高效率、自动化、低成本、环保型方向发展的趋势。

我国金属结构制造业只有大面积推广高效熔化极气体保护焊技术，才能满足国内金属结构企业生存和发展的需要。

纵观国内外气体保护实芯焊丝的发展，我国与工业发达国家相比，还有不小的差距，这就需要焊接界同志共同努力，尽快研制生产出高质量的焊丝产品，以更好地适应我国焊接生产的不断发展。