氣體保護(hù)實芯焊絲發(fā)展現(xiàn)狀與展望.doc

氣體保護(hù)實芯焊絲發(fā)展現(xiàn)狀與展望氣體保護(hù)焊工藝方法以其獨(dú)特的優(yōu)勢，在工業(yè)發(fā)達(dá)國家制造業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。發(fā)展至今，美國氣體保護(hù)實芯焊絲約占其焊材總量的31%，日本為41%，西歐達(dá)到53%。氣體保護(hù)焊工藝的發(fā)展與金屬結(jié)構(gòu)制造密不可分。目前，在美國、日本、歐洲等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)采用焊接結(jié)構(gòu)件的比例不斷增加，氣體保護(hù)焊消耗的焊接金屬材料重量約占全部焊接材料總重量的50%75%。氣體保護(hù)焊技術(shù)的發(fā)展，極大地提高了金屬結(jié)構(gòu)行業(yè)的制造技術(shù)水平。 我國的氣體保護(hù)實芯焊絲研制與開發(fā)始于50年代，但始終停留在研究階段。近10年來氣體保護(hù)實芯焊絲的發(fā)展較快，目前全國的氣體保護(hù)實芯焊絲生產(chǎn)企業(yè)150余家，已從德國、瑞典、加拿大、日本等國及臺灣地區(qū)引進(jìn)各種生產(chǎn)設(shè)備近50套，國產(chǎn)或自行研制的設(shè)備100余條，生產(chǎn)能力達(dá)年產(chǎn)20多萬噸。2002年全國焊材生產(chǎn)總量約為150萬噸。實芯焊絲產(chǎn)量約25萬噸，大約占焊材總量的17%左右，但與國外比較，還有很大差距。 1氣體保護(hù)實芯焊絲應(yīng)用狀況 1.1氣體保護(hù)實芯焊絲的發(fā)展 氣體保護(hù)實芯焊絲伴隨著金屬結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)的發(fā)展而壯大，在我國“六五”和“七五”期間，為滿足國家重點(diǎn)工程大型機(jī)械技術(shù)裝備制造要求，引進(jìn)國外先進(jìn)的焊接技術(shù)和裝備，對大型骨干機(jī)械企業(yè)進(jìn)行技術(shù)改造，我國大型金屬結(jié)構(gòu)制造企業(yè)，通過與美國、德國、日本等國家的跨國公司合作制造大型金屬結(jié)構(gòu)，批量購買國外氣體保護(hù)焊設(shè)備、焊材等器材，并且進(jìn)行焊工培訓(xùn)。我們借助國外氣體保護(hù)焊成熟技術(shù)和生產(chǎn)工藝，形成了我國大型金屬結(jié)構(gòu)行業(yè)氣體保護(hù)焊生產(chǎn)能力，從根本上改變了金屬結(jié)構(gòu)行業(yè)的制造技術(shù)水平，推動我國氣體保護(hù)焊技術(shù)的發(fā)展。90年代初至今的近10年時間，以1992年第1屆“全國CO2焊接技術(shù)推廣應(yīng)用交流會”為契機(jī)，氣體保護(hù)焊技術(shù)在金屬結(jié)構(gòu)行業(yè)中推廣應(yīng)用工作蓬勃發(fā)展，氣體保護(hù)焊技術(shù)開發(fā)應(yīng)用能力增加，應(yīng)用工作從大型機(jī)械企業(yè)推廣到中小型企業(yè)，而大型機(jī)械企業(yè)的氣體保護(hù)焊應(yīng)用也從合作產(chǎn)品的生產(chǎn)，推廣到普通產(chǎn)品的生產(chǎn)中，氣體保護(hù)焊設(shè)備、焊材、輔件基本實現(xiàn)國內(nèi)供給，一批焊接設(shè)備、焊接材料、保護(hù)氣體及輔件生產(chǎn)企業(yè)抓住市場時機(jī)，迅速發(fā)展壯大起來，逐漸形成了我國氣體保護(hù)焊產(chǎn)業(yè)。 1.2氣體保護(hù)實芯焊絲的應(yīng)用 隨著我國大型骨干企業(yè)焊接技術(shù)改造，氣體保護(hù)實芯焊絲在金屬結(jié)構(gòu)制造中得到廣泛的應(yīng)用，如太原重型機(jī)械(集團(tuán))公司、第一重型機(jī)械有限公司，大連重工集團(tuán)有限公司、中信西陽礦機(jī)廠、北京煤機(jī)廠等企業(yè)，氣體保護(hù)焊完成的焊接金屬結(jié)構(gòu)占其總重量的5080%，在大型金屬結(jié)構(gòu)企業(yè)中發(fā)揮著不可替代的作用。氣體保護(hù)焊主要用于制造大型橋式和門式起重機(jī)、4-23m3機(jī)械式挖掘機(jī)、1-6m3液壓挖掘機(jī)、大型加壓氣化爐和焦?fàn)t等處理設(shè)備以及大型減速機(jī)、提升機(jī)、堆取料機(jī)、扎鍛設(shè)備、氧氣瓶壓機(jī)、衛(wèi)星發(fā)射架等大型設(shè)備。氣體保護(hù)焊技術(shù)近年來在中小型企業(yè)的應(yīng)用也有長足發(fā)展。 80年代初至80年代后期，我國針對當(dāng)時Q235、16Mn等主要結(jié)構(gòu)鋼生產(chǎn)的490MPa級CO2氣體保護(hù)實芯焊絲，已實現(xiàn)部分自給，但大部分氣體保護(hù)焊絲主要依靠從美國、日本、德國等國進(jìn)口，目前我國CO2氣體保護(hù)實芯焊絲已形成一定的生產(chǎn)規(guī)模，產(chǎn)量和質(zhì)量也有很大的提高，針對Q235、Q345及Q390等結(jié)構(gòu)鋼的CO2氣體保護(hù)焊實芯焊絲，能滿足金屬結(jié)構(gòu)制造的要求，使用最多的實芯焊絲主要有ER49-1和ER50-6兩種，規(guī)格上主要有1.2mm、1.6mm兩種，國內(nèi)碳鋼焊絲生產(chǎn)處于供大于求的狀況，氣體保護(hù)焊實芯焊絲的質(zhì)量也有很大的差別。 目前，國內(nèi)形成一定生產(chǎn)規(guī)模、質(zhì)量相對穩(wěn)定的生產(chǎn)廠家有錦泰金屬工業(yè)有限公司、大西洋焊絲制品有限公司、宜昌猴王焊絲有限公司、金獅焊接材料有限公司、常州華通焊絲有限公司、鄂州南塔特種焊接材料有限公司、哈爾濱威爾焊接有限公司等。600MPa級高強(qiáng)鋼、不銹鋼、鋁及鋁合金等實芯焊絲的幾個生產(chǎn)廠家質(zhì)量比較穩(wěn)定(如金獅焊材公司、南塔特種焊材公司等)。700MPa級以上的高強(qiáng)鋼焊絲、耐熱鋼焊絲的生產(chǎn)廠家較少(如威爾焊接公司等)，對于800MPa級高強(qiáng)度鋼、高合金鋼、高韌性鋼等特殊鋼種實芯焊絲仍主要依靠進(jìn)口。 在我國“六五”和“七五”期間，我公司先后與美國、德國、日本等國家合作生產(chǎn)，為國家重點(diǎn)工程項目提供了一批重型機(jī)械裝備。為了更好地滿足合作產(chǎn)品的質(zhì)量要求，在80年代初成功地引進(jìn)CO2氣體保護(hù)焊工藝方法，其中日本松下S系列氣保焊設(shè)備近100臺，美國米勒公司CY-650焊機(jī)12臺。在近年來技改中分別購買唐山松下KR500焊機(jī)50臺、歐地希CPX-500焊機(jī)35臺。目前，CO2氣保焊工藝方法在產(chǎn)品焊接中占80%以上，成為我國焊接生產(chǎn)的主要手段，各類焊絲年用量為200300噸，品種有國內(nèi)外的各種實芯焊絲，規(guī)格為1.2mm、1.4mm、1.5mm。保護(hù)氣體主要采用CO2氣體。少量用富氬混合氣體保護(hù)。在焊絲中大部分強(qiáng)度為500800MPa結(jié)構(gòu)鋼用焊絲，還有不銹鋼、耐熱鋼、耐磨堆焊、有色金屬等焊絲。以前焊絲主要從日本、德國、荷蘭等國進(jìn)口。近年來，隨著我國的CO2焊絲發(fā)展，除合作產(chǎn)品外，已全部實現(xiàn)焊接材料的國產(chǎn)化，有效地降低了制造成本。 2 推廣應(yīng)用中遇到的問題 2.1焊絲品種 2.1.1碳鋼焊絲品種單一 我國CO2碳鋼焊絲只有ER49-1和ER50-6兩個品種，用單一CO2氣保焊時，有飛濺多、焊道成形凸起等缺點(diǎn)，我們在承受疲勞載荷的金屬結(jié)構(gòu)件或焊縫外觀質(zhì)量要求高的合作成品的焊接中，大多數(shù)采用富氬混合氣體保護(hù)。一般只能選用ER50-6CO2焊絲，而美國的ER70S-2和日本YGW15焊絲，除硫、硅含量較低外，還添加了鋯、鈦和鉛等脫氧劑，焊接時對鋼板的表面繡、雜質(zhì)不太敏感，因此在富氬混合氣體保護(hù)焊時選用ER70S-2和YGW15焊絲比較合適。 2.1.2高強(qiáng)鋼、耐熱鋼等焊絲生產(chǎn)廠家少 近年來，隨著企業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整，焊接金屬材料范圍由常見的Q235、Q345向高強(qiáng)度鋼(如Wel-ten80C)、高韌性鋼、耐熱鋼(如21CrMo10)等領(lǐng)域拓展，而我國這類焊絲的生產(chǎn)廠家極少，往往出現(xiàn)供貨周期長、價格高，不能滿足生產(chǎn)要求。有的特殊鋼種焊絲仍依賴進(jìn)口。在實際生產(chǎn)中，對于以上鋼種的焊接，只得選用進(jìn)口焊絲或改變焊接工藝方法。 2.2焊絲結(jié)構(gòu)不合理 國外低碳鋼焊絲Mn元素含量相當(dāng)于ER49-1焊絲下限，焊絲拉拔、焊接工藝與力學(xué)性能均好于ER49-1焊絲。因受原材料和傳統(tǒng)觀念的影響，目前許多用戶仍以ER49-1焊絲為主，該焊絲是仿前蘇聯(lián)產(chǎn)品，化學(xué)成分不合理，Mn元素含量偏高，不僅在焊接低碳鋼時焊絲浪費(fèi)，而且會給拔絲帶來困難，增加退火處理工藝，根據(jù)多年試驗與實踐，ER50S-6焊絲送絲穩(wěn)定、飛濺小、焊縫成形美觀，焊絲熔敷金屬強(qiáng)度與ER49-1相當(dāng)，但其塑性、韌性優(yōu)于ER49-1焊絲。因此，在焊接低碳鋼時，應(yīng)優(yōu)選ER50S-6焊絲，使我國CO2焊絲結(jié)構(gòu)趨于合理。 目前在日本、美國等工業(yè)發(fā)達(dá)國家已有迅速取代鍍銅焊絲之勢，我國錦泰、三英、猴王等企業(yè)已研制、生產(chǎn)這種焊絲。2003年我公司開始推廣應(yīng)用非鍍銅焊絲，取得一定效果，但焊絲質(zhì)量不太穩(wěn)定，主要表現(xiàn)為導(dǎo)電性能較差，送絲不太穩(wěn)定，導(dǎo)電嘴磨損嚴(yán)重等，今后還需不斷研究、開發(fā)、掌握非鍍銅焊絲制造技術(shù)，改進(jìn)提高產(chǎn)品質(zhì)量，以滿足實際生產(chǎn)要求。 2.7焊絲包裝 國外焊絲為塑封包裝，并放入硅膠類防潮劑，包裝盒美觀耐用，一般一噸焊絲一個木制箱裝，便于保管、搬運(yùn)、領(lǐng)用。國產(chǎn)焊絲因包裝問題，常發(fā)生吸潮、散盤，焊絲盤、包裝盒破壞，數(shù)量不準(zhǔn)等現(xiàn)象(錦泰、大西洋、猴王等焊材公司焊絲包裝較好)。因此，焊絲包裝不可忽視。2.8焊絲技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 焊絲標(biāo)準(zhǔn)的制修訂工作對氣體保護(hù)實芯焊絲的進(jìn)一步推廣應(yīng)用至關(guān)重要，我國焊絲標(biāo)準(zhǔn)，目前大多數(shù)與美國相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)等效，由于資金等方面的原因，標(biāo)準(zhǔn)修改周期長，部分標(biāo)準(zhǔn)仍落后于國外標(biāo)準(zhǔn)，不能適應(yīng)生產(chǎn)發(fā)展要求，在實際生產(chǎn)中，我們只能參照國外有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行焊絲的選擇、試驗及產(chǎn)品驗收工作。因此希望抓緊進(jìn)行采用國際標(biāo)準(zhǔn)的我國焊絲標(biāo)準(zhǔn)修訂工作。 2.9焊絲生產(chǎn)宏觀失控 氣體保護(hù)焊絲是技術(shù)密集型的產(chǎn)品，要保證焊絲從送絲軟管中正常送出，焊絲質(zhì)量起關(guān)鍵作用。前幾年，國內(nèi)金屬制品行業(yè)、鋼絲繩廠、鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)都認(rèn)為CO2焊絲工藝簡單、市場需求量大，盲目上生產(chǎn)線，焊絲生產(chǎn)廠發(fā)展到150多家，根據(jù)統(tǒng)計，僅江蘇省就有16家，河北省13家，而山西省這樣的能源重化工基地，雖建有一個焊絲廠，至今也沒有出產(chǎn)品。由于焊絲廠布局不合理和質(zhì)量波動，生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)供貨不及時和退貨問題。針對以上情況，我公司制定了TZL911-2000“常用氣體保護(hù)電弧焊用碳鋼焊絲”標(biāo)準(zhǔn)，并采取了分供方資格評審辦法，以保證焊絲質(zhì)量和生產(chǎn)周期。 2.10保護(hù)氣體 前幾年，國內(nèi)尚無焊接用保護(hù)氣體專業(yè)廠，都是以副產(chǎn)品的形式收集(如有石灰窖、酒精廠、化工行業(yè)等)，因此氣體雜質(zhì)含量較高，主要是水分和硫化物，使氣體純度達(dá)不到焊接標(biāo)準(zhǔn)要求。目前，國內(nèi)專業(yè)氣體生產(chǎn)廠家僅有兩個合資企業(yè)，即普萊克斯和BOC氣體公司，均可提供CO2及富氬等多種焊接用氣體，并且氣體純度較高，能滿足產(chǎn)品要求，但仍存在供貨不及時、影響生產(chǎn)周期、氣體價格高、增大生產(chǎn)成本等問題。 3氣體保護(hù)實芯焊絲的發(fā)展趨勢 隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國焊接材料的消耗量將持續(xù)增長，據(jù)專家預(yù)測，到2010年，我國焊接材料總量將達(dá)到200萬噸左右，氣體保護(hù)實芯焊絲約占2025%，約為4050萬噸。為了盡快發(fā)展我國氣體保護(hù)實芯焊絲產(chǎn)業(yè)，更好地滿足焊接生產(chǎn)需求，提出以下建議： 1)ER49-1焊絲已不能適應(yīng)我國焊接生產(chǎn)發(fā)展要求，為與國際焊接材料技術(shù)發(fā)展接軌，應(yīng)逐步淘汰ER49-1焊絲。在焊接低碳鋼時，應(yīng)優(yōu)選ZR50-6焊絲，使我國CO2碳鋼焊絲結(jié)構(gòu)趨于合理。 2)應(yīng)大力發(fā)展氣體保護(hù)焊絲品種，如富氬混合氣體保護(hù)碳鋼焊絲，700MPa、800MPa高強(qiáng)度焊絲，高合金鋼焊絲，耐熱鋼及高韌性鋼焊絲等，以滿足焊接生產(chǎn)發(fā)展要求。 3)加強(qiáng)非鍍銅環(huán)保型焊絲的制造技術(shù)研究，為用戶提供優(yōu)質(zhì)的非鍍銅焊絲，推動CO2氣體保護(hù)焊焊接工藝更快的發(fā)展，逐漸取代傳統(tǒng)的鍍銅焊絲，以發(fā)展我國的“節(jié)能、環(huán)保”焊接。 4)進(jìn)一步加強(qiáng)氣體保護(hù)實芯焊絲制造技術(shù)的研究，充分掌握引進(jìn)設(shè)備技術(shù)特性，不斷提高原材料品種和質(zhì)量，制定合理的拔絲、鍍銅、層繞、包裝等生產(chǎn)工藝規(guī)程，徹底解決焊絲批量生產(chǎn)的質(zhì)量穩(wěn)定性問題，盡快縮短我國氣體保護(hù)實芯焊絲和原輔材料與國外的差距。 5)我國加入了WTO，國內(nèi)焊材市場受世界名牌焊材企業(yè)的沖擊較大。國內(nèi)焊材企業(yè)應(yīng)在協(xié)會和行業(yè)的統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)協(xié)調(diào)和指導(dǎo)下，打破地區(qū)、行業(yè)壟斷堡壘的局面，走強(qiáng)強(qiáng)合作或技術(shù)資金互補(bǔ)的道路，避免在低水平上重復(fù)投資和惡性競爭，走集團(tuán)化發(fā)展道路，盡快建立幾個布局合理、品種齊全、質(zhì)優(yōu)價廉的焊接材料基地(如錦泰金屬工業(yè)有限公司、普萊克斯氣體有限公司等企業(yè))，保證我國焊接材料產(chǎn)業(yè)整體進(jìn)入國際市場。 6)目前，美國、日本、歐洲標(biāo)準(zhǔn)都逐漸向國際標(biāo)準(zhǔn)(ISO)靠攏，因此應(yīng)投入一定人力、物力抓緊進(jìn)行采用國際標(biāo)準(zhǔn)的我國氣體保護(hù)實芯焊絲標(biāo)準(zhǔn)修訂工作，促進(jìn)我國氣體保護(hù)實芯焊絲的發(fā)展和產(chǎn)品質(zhì)量的提高，盡快與國際焊接材料發(fā)展接軌。 7)加強(qiáng)交流和協(xié)作，提高國內(nèi)CO2焊絲的整體水平。國內(nèi)焊絲制造企業(yè)，應(yīng)不斷加強(qiáng)彼此間的交流與協(xié)作，尤其是要加強(qiáng)科研單位、焊絲廠