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1 我國鋼材及焊材的發(fā)展態(tài)勢

鋼產(chǎn)量是衡量一個國家綜合經(jīng)濟實力的重要指標之一，也是我國工業(yè)化進程中的支柱產(chǎn)業(yè)。由于我國經(jīng)濟持續(xù)高速增長，拉動了鋼鐵工業(yè)的快速發(fā)展。鋼材產(chǎn)量的快速升高由拉動了我國焊材產(chǎn)業(yè)的強勁發(fā)展。這不僅使我國成為世界上頭號鋼鐵和焊材生產(chǎn)大國，也成為頭號鋼鐵和焊材消費大國（見表1）。

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          表1 我國鋼材消費量與焊接材料產(chǎn)量

年份

鋼材表觀消費量（億t）

焊材產(chǎn)量*

（萬噸）

其中（萬噸）

焊條

焊條所占比例（％）

氣保護焊絲

埋弧焊焊絲

焊劑

藥芯焊絲

1996

1

約77

60

78

7

5

5

0.1

2000

1.4

約114

90

80

12

5.5

6

0.5

2003

2.7

200

150

75

30

10

12

4

2004

3.1

230~240

160

67

40

11

14

5

2005

3.5

270-280

170-180

63

60-65

16

19

7-8

2006

4.2

約320

180

56

90

18

20

12

注：焊材產(chǎn)量由于缺乏精確統(tǒng)計，表列焊材產(chǎn)量的誤差在±5%左右。

鋼材的產(chǎn)量、品質(zhì)及其發(fā)展態(tài)勢就直接決定了焊接行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展及焊接技術(shù)的發(fā)展方向。自1996年以來，我國鋼產(chǎn)量已突破1億噸，焊材總產(chǎn)量77萬噸；尤其是自2001

2006年，按國際鋼鐵協(xié)會統(tǒng)計，全世界鋼產(chǎn)量12.39億噸，按有關(guān)資料綜合測算，全世界焊接材料產(chǎn)量約為600多萬噸。因此2006年中國鋼產(chǎn)量占全世界鋼產(chǎn)量的34%［1］，中國焊材產(chǎn)量占全世界焊材總產(chǎn)量的50%左右［2］。

預(yù)計今年我國鋼材消費量將達到4.5～4.8億噸左右。據(jù)有關(guān)專家預(yù)測，10年后我國鋼材消費量可能達到6～7億t。因此相應(yīng)焊接材料需求量可能達400～450萬噸［2］。

過去十年我國鋼材和焊材實現(xiàn)了快速增長，今后十年將持續(xù)平穩(wěn)增長

鋼產(chǎn)量的大幅度增加牽動著焊接行業(yè)的快速發(fā)展。不僅焊材用量增大，而且焊接設(shè)備的需求增多，增加了焊接產(chǎn)業(yè)就業(yè)機會，壯大了焊接產(chǎn)業(yè)隊伍，同時也促進了焊接技術(shù)向著優(yōu)質(zhì)、高效、低成本、自動化方向發(fā)展。

2  我國正在從鋼材大國向鋼材強國發(fā)展

2.1  我國鋼材及焊材的分類消費態(tài)勢

我國作為鋼材及焊材消費大國，與國外發(fā)達國家的最大差異為：近年來我國建設(shè)用鋼占55%左右，工業(yè)制造業(yè)用鋼不到45%，而目前美國、歐洲和日本的建設(shè)用鋼僅占22%～30%，工業(yè)制造業(yè)用鋼占60%～66%。這種差異，說明我國生產(chǎn)的鋼材及焊材一半以上用于各種基礎(chǔ)設(shè)施和城鎮(zhèn)化建設(shè)上面，這種快速發(fā)展受工業(yè)化進程中基礎(chǔ)建設(shè)的拉動較大。

在2006年生產(chǎn)的鋼材中，據(jù)統(tǒng)計目前我國焊接鋼結(jié)構(gòu)用鋼占鋼材消費總量的比例為40%～45%左右。此外用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的各種鋼筋和線材，其中三分之二左右是需進行焊接的，總數(shù)約為6千萬噸，而經(jīng)焊接的鋼材總數(shù)共計2.0～2.4億t之間，因此，現(xiàn)階段焊接用鋼總量已占鋼材表觀消費量的50％以上，總量為世界第一。

現(xiàn)按有關(guān)重點行業(yè)對鋼材（及焊材）的消費狀況分述如下：

（1）我國大量的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，每年將消費鋼筋和線材一億多t，除少量粗直徑鋼筋采用冷擠壓套筒連接外，其余主要采用鋼筋電渣壓力焊和手工焊條焊接。每年需用于鋼筋電渣壓力焊的HJ431等熔煉焊劑10～13萬噸，結(jié)422等焊條50萬噸以上。

（2）據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計，2006年建筑鋼結(jié)構(gòu)制造量約為1600萬噸，包括工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)、高層建筑鋼結(jié)構(gòu)、大跨度場館鋼結(jié)構(gòu)、市政建設(shè)鋼結(jié)構(gòu)和住宅鋼結(jié)構(gòu)等，相當消費焊接材料25～35萬噸左右。

預(yù)測2010年各類建筑鋼結(jié)構(gòu)制作量為2600萬噸，將相應(yīng)需要各類焊接材料40～50萬噸左右。預(yù)測2015年各類建筑鋼結(jié)構(gòu)將消費鋼材4000萬噸以上。

因此建筑鋼材是今后的一個增長熱點。武鋼已生產(chǎn)了抗拉強度為400Mpa、510Mpa、590Mpa的高性能建筑鋼材系列產(chǎn)品，其中耐火耐候鋼經(jīng)鑒定“集高耐火性、高耐候性、高Z向性能和能承受大線能量焊接于一體”，達到了國際領(lǐng)先水平。已用于國家大劇院等重點工程。舞鋼生產(chǎn)的Q345和Q460厚板已用于幾十個建筑焊接鋼結(jié)構(gòu)工程中。寶鋼生產(chǎn)的建筑鋼材經(jīng)日本專家多次考核后，已用于101層492米高的上海環(huán)球金融中心大廈工程中。

（3）2006年我國造船完工量1452萬載重t，約用鋼材560萬噸，約相應(yīng)消費焊材14～16噸萬，其中藥芯焊絲約8～9萬噸。2007年一季度我國造船業(yè)承接新船訂單2010萬載重噸，成為該季度國際船市的第一。預(yù)測2010年我國造船業(yè)用鋼將達1035萬噸，相應(yīng)需求各類焊接材料23～28萬噸。

（4）我國2005年各類汽車產(chǎn)量570.8萬輛，消費鋼材1098萬噸。預(yù)測2010年我國各類汽車產(chǎn)量將達900～1100萬輛，將消費鋼材1500～1840萬噸。

（5）我國已成為全世界第一的集裝箱制造和出口國。隨著市場需求的變化每年約制造250～300萬個標準集裝箱，消費鋼材400～500萬噸左右，制造一個標準集裝箱用CO2保護焊絲20kg，每年約用CO2焊絲5～6萬噸。

（6）石油天然氣長輸管道建設(shè)近年來正處于高峰期，根據(jù)規(guī)劃，未來幾年內(nèi)，我國將建成14條油氣輸送管道，形成“兩縱、兩橫、四樞紐、五氣庫的管道運輸網(wǎng)”，這預(yù)示著我國管道用鋼量也將大幅提升，據(jù)預(yù)測，未來幾年內(nèi)，我國每年管線鋼需求量約300～400萬噸[3]。據(jù)不完全統(tǒng)計，2006年僅中石化、中石油系統(tǒng)焊接制管用鋼量達到165萬噸以上，其中出口60萬噸。焊絲、焊劑用量約4萬噸以上。加上私營企業(yè)，全國17家制管廠年制管能力達560萬噸，因此2006年總制管用鋼量及焊材用量翻翻不止。

2007年8月31日，國家“十一五”重大項目－－“川氣東送”工程開工。這是繼西氣東輸項目之后我國修建的又一條能源大動脈。從四川的長壽市～上海市橫跨東中西部8省市，穿越鄂西渝東山區(qū)，橫貫江南水網(wǎng)地帶，5次跨越長江，地質(zhì)條件復(fù)雜，干線全長1702公里，總投資627億。

2008年5月將開始建設(shè)西氣東輸二線，全長4800公里，包括支線近8000公里，直徑1219mm，全部采用X80鋼， 2011年建成。預(yù)計從2007年每年將用管線鋼350～400萬噸，相應(yīng)每年需各種焊材10萬噸（包括制管的埋弧焊材）。管接頭將主要采用氣保護實芯焊絲和自保護藥芯焊絲，其次是纖維素焊條和低氫鐵粉型下向焊條。而且長輸管道正在向提高鋼材強度（X70、X80、X100、X120），增大管道直徑和壁厚，提高輸送壓力的方向發(fā)展。相應(yīng)的國產(chǎn)焊接材料應(yīng)該緊跟配套。

（7）“十一五”期間電力行業(yè)發(fā)展迅速

①　計劃新增火力發(fā)電1.6億千瓦。到2010年火電用鋼平均年需求量預(yù)計為65萬噸。超臨界和超超臨界火電機組在“十一五”規(guī)劃開工的60萬千瓦及以上燃煤機組中將達78%。將采用新型耐熱鋼。包括：

新型細晶強韌化鐵素體耐熱鋼系列中：

SA213～T23、T91、T122

SA335～P91、P92、P122、及E911

新型細晶奧氏體耐熱鋼HR3C、NF709、SAV25

與這些新型耐熱鋼匹配的焊材，除P91、P92、T91國內(nèi)已研發(fā)部分焊材外，其余焊條、氣保護焊絲、藥芯焊絲和埋弧焊材仍需全部進口。希望在今后幾年內(nèi)基本實現(xiàn)國產(chǎn)化。

② “十一五”期間水電設(shè)備的需求量將達到1.8億千瓦。預(yù)計2010年水電用CF62級別高強鋼的年需求量為8～10萬噸。大部分鋼材和焊材已國產(chǎn)化。

③我國將興建百萬千瓦核電站30座，從今年開始，每年都將新開工100萬千瓦的核電機組3個以上。預(yù)計核電鋼材的年需求量為2～4萬噸，所需焊材的品種較多。

④　我國將努力發(fā)展風能發(fā)電。主要在西北和華北寒冷地區(qū)，風能發(fā)電的塔架和底座，對鋼材和焊縫都有防止低溫脆斷的要求。“十一五”期間約需中厚板35萬噸左右，平均年需7萬噸。需匹配相應(yīng)優(yōu)質(zhì)焊材。

（8）塔架鋼結(jié)構(gòu)。全國每年輸電鐵塔和廣播、電視、通訊塔用鋼量約150萬噸。特別是已啟動1000千伏交流電和800千伏直流電的輸電工程，輸電鐵塔將采用Q460高強鋼，急需相應(yīng)的焊接材料配套。

（9）橋梁鋼結(jié)構(gòu)。這是我國2020年前的建設(shè)熱點，將興建各類公路、鐵路和城市交通橋，其中規(guī)劃在長江上還要再建60多座橋梁，在黃河上還要再建20-30座橋。已確定在2015年前要建成渤海灣、長江、杭州灣、珠江、瓊州海峽的五座跨海大橋，總長度達228km，用鋼量625萬噸，主要為高強高韌性橋梁鋼，需匹配相應(yīng)焊材。

（10）鐵路車輛將主要采用不同強度級別的耐候鋼，并已開始采用經(jīng)濟型鐵素體不銹鋼。到2015年，客車將全部實現(xiàn)空調(diào)化，需建造新的空調(diào)客車2.6萬輛，貨車將逐步改為70噸新型貨車。因此預(yù)計今后幾年鐵路車輛用鋼，年均為100萬噸左右，年需焊材1萬噸以上。

（11）壓力容器。2006年我國生產(chǎn)各類壓力容器專用鋼材129.3萬噸，并進口了幾十萬噸壓力容器用鋼板，2006年約消費各類焊接材料4～5萬噸。預(yù)計今后將每年增漲10%以上。目前這方面的一個發(fā)展趨勢，是利用控軋控冷（TMCP）技術(shù)生產(chǎn)微合金化高純潔度的非調(diào)質(zhì)高強鋼，取代過去的調(diào)質(zhì)高強鋼，需配套相應(yīng)焊接材料。

（12）預(yù)計2006～2010年，國家石油儲備基地建設(shè)工程將建設(shè)10萬立方米儲油罐150臺左右，共需鋼材29萬噸，其中相當CF62級別的高強板12萬噸。此外，一些地區(qū)和一些企業(yè)也在興建大型儲油罐，數(shù)量可能也在100臺以上。因此今后幾年約需與大型儲油罐建設(shè)相匹配的各類焊接材料1.5～2萬噸。

（13）重型機械行業(yè)，包括一重、二重、太重、沈重等幾十家骨干企業(yè)，2005年為各行業(yè)制造了約500萬噸的重大裝備和成套技術(shù)裝備，約消費鋼材542萬噸。預(yù)計2010年將生產(chǎn)重大裝備650萬噸以上，需鋼材約700萬噸，將相應(yīng)需焊材3～4萬噸左右，除通用的高效焊材外，需高性能多品種的各類優(yōu)質(zhì)焊材。

（14）我國工程機械行業(yè)規(guī)模已居世界第三位，僅次于美國和日本。年銷售額億元以上的企業(yè)有一百多家。近年來每年用鋼量在450萬噸左右，制造各種塔式起重機、汽車起重機、裝載機、壓路機、推土機、挖掘機等工程機械，年需各種高強度、高韌性、耐疲勞、耐磨耐蝕等多品種焊接材料1萬噸以上。

2.2    鋼鐵工業(yè)發(fā)展中存在的主要問題

我國雖已成為世界上頭號鋼鐵大國，但并非屬于鋼鐵強國，我國生產(chǎn)的鋼種多屬于低層次普通鋼，高效優(yōu)質(zhì)鋼材生產(chǎn)量較少或不能生產(chǎn)，我國鋼鐵工業(yè)主體上屬于高消耗、高能耗、高污染、低質(zhì)量的狀態(tài)。

中國正處在現(xiàn)代化工業(yè)的建設(shè)過程中，基本建設(shè)用鋼材需求量較大，矛盾尚不尖銳。但過去十年這種高速增長速度，給國家資源、能源和環(huán)境造污染造成過重的負擔。我國要從鋼鐵大國走向鋼鐵強國，上述鋼鐵發(fā)展形勢必須及時扭轉(zhuǎn)，實現(xiàn)由量變到質(zhì)變的飛躍。落實科學發(fā)展觀，即重在增加高附加值產(chǎn)品、提高質(zhì)量，不能單純依靠鋪新攤子、上新項目,片面追求數(shù)量的擴張；重在降低消耗，提高企業(yè)和產(chǎn)品競爭力。使我國鋼鐵工業(yè)走上良性發(fā)展軌道，增強競爭力，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。使我國實現(xiàn)由鋼鐵大國到鋼鐵強國的根本轉(zhuǎn)變。

目前，我國鋼鐵行業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整取得顯著成績；節(jié)能降耗和改善環(huán)保取得新進展；鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模擴大；科技進步有重大突破；鋼鐵工業(yè)投資主體多元化取得重大進展。為我國從鋼鐵大國走向鋼鐵強國奠定了基礎(chǔ)[1]。

2.3    我國鋼鐵工業(yè)的裝備水平和工藝技術(shù)的發(fā)展與進步

鋼鐵工業(yè)屬于流程工業(yè)。從20世紀90年代以來，我國鋼鐵工業(yè)的裝備水平和工藝技術(shù)有長足進步，從整體上推進了流程優(yōu)化進程，為提高鋼材品質(zhì)和發(fā)展鋼材品種，打下了堅實基礎(chǔ)[4]。例如：

（1）建立了現(xiàn)代化的煉鋼生產(chǎn)流程。大、中型鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)已實現(xiàn)了包括鐵水脫硫預(yù)處理、轉(zhuǎn)爐復(fù)合吹煉、爐外精煉、連鑄連軋等現(xiàn)代化的煉鋼生產(chǎn)流程。成分組織的均勻性控制更好。

（2）大幅度提高了鋼的純潔度?，F(xiàn)代化的煉鋼生產(chǎn)流程，使我國鋼水的純凈度，即鋼中雜質(zhì)元素質(zhì)量分數(shù)的總量∑（S+P+T.0+N+H）從傳統(tǒng)流程550~600ppm直接跨越到200～250ppm, 寶鋼、武鋼等先進企業(yè)已經(jīng)達到小于100ppm的國際先進水平，W(s)≤0.003%。

（3）控軋控冷工藝將成為大、中型鋼鐵企業(yè)軋制技術(shù)的主流。

控軋指在更低的溫度下停軋，擬制高溫奧氏體晶粒長大；控冷即軋后立即加快冷卻速度，既避免晶粒長大，又提高形核率。通過細化晶粒顯著改善鋼的強韌性。傳統(tǒng)的細晶粒鋼其晶粒直徑<100μm，而TMCP鋼的晶?？蛇_到10～50 μm，超細晶粒鋼的晶?？蛇_0.1～10 μm 。

TMCP工藝在日本軋鋼中應(yīng)用率達70%以上。我國過去由于軋制裝備工藝水平落后，沒有真正達到控軋控冷水平的鋼材。近三年來，將陸續(xù)投產(chǎn)19套中厚板軋機，其性能將超過日本和美國現(xiàn)有的軋機，成為全球新一代現(xiàn)代化中厚板軋機，為實現(xiàn)控軋控冷（TMCP）工藝，生產(chǎn)大批量高性能的中厚板奠定了裝備基礎(chǔ)[5]。

在微合金控軋控冷鋼的基礎(chǔ)上，正在發(fā)展新型高純潔度、高強度針狀鐵素體鋼、超低碳高強貝氏體鋼等，另一方面啟動了以“超細晶粒、超潔凈度、超均勻性”為特征，以強度、壽命雙翻番為目標的“21世紀超級鋼”的開發(fā)研究及應(yīng)用。

2.4 “2006～2020年鋼鐵科技發(fā)展指南”提出了今后15年鋼材發(fā)展目標

2006年中國金屬學會和中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會聯(lián)合發(fā)布了《2006～2020年中國鋼鐵工業(yè)科技與技術(shù)發(fā)展指南》，提出了今后15年的鋼材發(fā)展目標[7]：

（1）2006～2010年的鋼材發(fā)展目標主要為：

① 20%普碳鋼材在韌性基本不變的情況下，強度提高1倍。

② 穩(wěn)定生產(chǎn)高強度、高韌性、低屈強比的各類鋼板，如屈服強度400～800Mpa，抗拉強度600～1400Mpa級高強韌性板材，X80管線鋼等。

③ 穩(wěn)定生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)耐火、耐候、抗震鋼板，及抗拉強度大于1000～1400Mpa級超潔凈、超高強度新鋼種。

④ 細晶和超細晶、高潔凈度、高均勻性鋼材覆蓋面不小于10%。

⑤ 全面建成具有中國特色、國際化的冶金新材料體系，包括火電、水電、核電設(shè)備用新鋼材，造船用焊接不預(yù)熱和大線能量焊接用鋼，-160℃低溫鋼，汽車用600～800Mpa級高強度鋼板、高速火車用各種鋼材、石油和海洋工程用新鋼材、制造業(yè)用各類冶金新材料等。

⑥ 鐵素體不銹鋼和用錳、氮代鎳、鉻不銹鋼實現(xiàn)批量生產(chǎn)。

（2）2011～2020年鋼材發(fā)展目標主要為：

① 各類先進鋼鐵材料，包括強度提高1～4倍，使用壽命提高1～4倍，節(jié)約資源和環(huán)境友好型先進鋼鐵結(jié)構(gòu)材料；不含合金元素，F(xiàn)e=99.995%，超高均勻度、超高純度、超細組織鋼鐵耐蝕材料；超超臨界火電機組用超級耐熱鋼，耐蝕性提高3～5倍的納米晶不銹鋼，可在大于1100℃大火中燒3小時而強度基本不變的超級耐火鋼，表面合金化的不銹鋼、耐酸鋼、耐磨鋼、抗氧化鋼，超輕型鋼鐵結(jié)構(gòu)材料（中空輕型鋼材）等。

② 低鎳、鉻低成本環(huán)保型不銹鋼成為不銹鋼產(chǎn)品主流，氮合金化的雙相不銹鋼和超級奧氏體不銹鋼形成系列、穩(wěn)定生產(chǎn)并廣泛應(yīng)用于石化、船舶、汽車和建筑等行業(yè)。

3  鋼材焊接性的發(fā)展、評定方法及存在問題

3.1  鋼材焊接性的發(fā)展

傳統(tǒng)合金結(jié)構(gòu)鋼是靠調(diào)整鋼中碳及合金元素的含量并配以適當?shù)臒崽幚韥韺崿F(xiàn)各種優(yōu)越使用性能，用于制造不同應(yīng)用條件下的焊接結(jié)構(gòu)。但總的趨勢是隨著碳及合金元素的含量增加，強度提高，鋼的焊接性變差。不同鋼種所出現(xiàn)的焊接性問題不一。在合金結(jié)構(gòu)鋼中，隨著碳及合金元素含量增多，勢必會引起接頭的脆化、軟化及裂紋傾向增大。這些焊接性問題的出現(xiàn)，往往會降低焊接結(jié)構(gòu)安全運行的可靠性，造成焊接結(jié)構(gòu)的早期破壞。

新發(fā)展的微合金控軋控冷鋼是通過精煉在保持低碳或超低碳、不加或少加合金元素的條件下采用微合金化和TMCP工藝實現(xiàn)細晶化、潔凈化、均勻化來提高鋼的強度和韌性，并已開始研究下一代超細晶粒鋼。新鋼種的出現(xiàn)給鋼的焊接性帶來了重大的變革。

值的重視的是新鋼種的焊接性得到了明顯改善，但也出現(xiàn)了一些新的焊接性問題，推動著我們焊接工作者在焊接方法、工藝、材料等方面發(fā)展新技術(shù)，解決新問題，不斷推動焊接技術(shù)的向前發(fā)展。

3.1 微合金控軋控冷鋼的焊接性[6]

微合金控軋控冷鋼的主要特點是高強、高韌、易焊。該鋼種由于含碳量低、潔凈度高、晶粒細化、成分組織均勻，因此具有較高的強韌性。所謂易焊是指焊接時不預(yù)熱或僅采用低溫預(yù)熱而不產(chǎn)生裂紋；采用大或較大線能量焊接熱影響區(qū)不產(chǎn)生脆化。但由于每種鋼的成分、組織、性能存在較大差異，因此其焊接性也各不相同。但總體看來，其焊接性問題依然在不同程度上存在有焊接裂紋問題、脆化問題，特別是焊縫金屬的合金化問題。

（１）焊接裂紋

微合金TMCP鋼碳及雜質(zhì)含量低，如寶鋼、武鋼、鞍鋼生產(chǎn)的X70鋼碳含量w(C)≤0.05%，而且C、S、P等元素得到有效控制，因此焊接時液化裂紋和結(jié)晶裂紋傾向很小。但由于在鋼管成形焊接和安裝過程中存在較大的成形應(yīng)力或附加應(yīng)力，特別是在采用多絲大線能量埋弧焊制管時，由于焊縫晶粒過分長大，出現(xiàn)C、S、P局部偏析也容易引起結(jié)晶裂紋。

正是由于這類鋼的含碳量低，合金元素少，淬硬傾向小(如X70鋼屬于針狀鐵素體鋼)，因而冷裂紋傾向小。但隨著強度級別的提高，板厚的增大，仍然具有一定的冷裂紋傾向。如管線鋼現(xiàn)場敷設(shè)安裝進行環(huán)縫焊接時，由于常采用含氫量高的纖維素焊條打底，線能量小，冷卻速度較快，熔敷金屬含氫量高，因而會增加冷裂紋的敏感性。強度越高，冷裂問題將越突出（如X80、X100及X１２０等管線鋼）。因此對于X80以上鋼種不易用纖維素焊條進行打底焊

強度級別低于700MPa時（如X80以下鋼種），裂紋一般在HAZ起裂, 也可能向焊縫擴展；

強度級別高于700MPa（如X100、X120）時，裂紋傾向增大，裂紋既可能出現(xiàn)在HAZ，又可能在焊縫中。具體起裂位置取決于氫的擴散及母材和焊縫的Ms點。

裂紋位置可用焊縫及HAZ的馬氏體轉(zhuǎn)變點作判據(jù)。

HAZ:  MsHAZ=521-350C-143Cr-175Ni-289Mn-37.6Si-295Mo

-1.19Cr·Ni-23.1(Cr+Mo)·C                                   (1)

焊縫： Msweld = 521-350C-13.6Cr-16.6Ni-25.1Mn-30.1Si-20.4Mo

-40Al-1.07Cr·Ni+ 219(Cr+0.3Mo)·C                         (2)

判據(jù)：△Ms＝ MsWeld –MsHAZ                                         (3)

圖4 焊縫金屬與HAZ馬氏體轉(zhuǎn)變點Ms與裂紋發(fā)生位置的關(guān)系 

（２）熱影響區(qū)的脆化

高強微合金控軋控冷鋼熱影響區(qū)的脆化是十分重要的焊接性問題，一般線能量越大，脆化傾向越嚴重。HAZ的脆化問題主要有粗晶區(qū)（CGHAZ）脆化、臨界熱影響區(qū)(ICHAZ)脆化、多層焊時臨界粗晶熱影響區(qū)(IRCGHAZ)脆化、過臨界粗晶熱影響區(qū)脆化(SRCGHAZ)、亞臨界粗晶熱影響區(qū)(SCGHAZ)脆化等。其中，CGHAZ、IRCGHAZ、和SCGHAZ的脆化是微合金鋼焊接時最應(yīng)引起重視的脆化區(qū)域。

粗晶熱影響區(qū)(CGHAZ)  T>1350 ℃ ；    臨界熱影響區(qū)(ICHAZ)   Ac1~Ac3 臨界粗晶熱影響區(qū)(IRCGHAZ) 亞臨界粗晶熱影響區(qū)(SCGHAZ)過臨界粗晶熱影響區(qū)脆化(SRCGHAZ) 

圖3  X80鋼模擬焊接熱影響區(qū)的韌性 　

為防止熱影響區(qū)的脆化，常采用如下措施：

① 成分上：降碳、控制雜質(zhì)含量,加入少量Ni韌化基體。

② 擬制熱影響區(qū)的晶粒長大　向鋼中加入Ti、Ｖ、Ｎｂ等細化晶粒的元素，通過形成TiN、TiO、（Nb、Ti）N、VN等氮氧化物擬制HAZ晶粒長大。

③ 改善熱影響區(qū)的組織　通過向鋼中加入變質(zhì)劑，提高相變形核率，細化組織。如向鋼中加入細小、均勻彌散分布的TiO微粒，可避免形成GBF＋FSP＋Bu等韌性低的混合組織，而在奧氏體晶內(nèi)形成細小的細晶鐵素體或針狀鐵素體可顯著提高韌性。即便采用大或較大線能量焊接亦不產(chǎn)生脆化（見圖5～圖6）。這種鋼特別適合于厚板和中厚板的大線能量焊接。   

圖6 TiO鋼晶內(nèi)細晶鐵素體(IGF)形成的冷速范圍 

圖5  TiN與TiO對焊接過熱區(qū)晶粒長大的作用 

圖5中，TiN鋼和TiO鋼的區(qū)別是TiN鋼粗晶區(qū)會形成GBF、FSP和Bu，TiO鋼在奧氏體晶內(nèi)會形成IGF。TiO鋼和新TiO鋼的區(qū)別主要是新TiO鋼中的TiO更細小、彌散。既阻礙奧氏體長大，又在奧氏體內(nèi)促使IGF的形成。

由圖6可以看出，CCT圖的陰影區(qū)是形成IGF的冷卻速度范圍，可見IGF能在很寬的冷速范圍內(nèi)形成，這說明TiO鋼對過熱不敏感，可以采用大線能量焊接而不會引起脆化。t8/5=8~800s之間均可產(chǎn)生IGF。

如武鋼已生產(chǎn)了抗拉強度為400Mpa、510Mpa、590Mpa的高性能建筑鋼材系列產(chǎn)品，其中耐火耐候鋼經(jīng)鑒定達到“集高耐火性、高耐候性、高Z向性能和能承受大線能量焊接于一體”的新鋼種，達到了國際領(lǐng)先水平。已用于國家大劇院等重點工程。

④ 對一般過熱敏感的鋼種，采用合適的的焊接工藝參數(shù)，焊接時通過調(diào)整焊接工藝參數(shù)，減小高溫停留時間，避免奧氏體晶粒長大；采用合適的ｔ８／５，使HAZ獲得韌化組織。

⑤對于超細晶粒鋼，需采用能量高度集中的焊接方法，如激光焊、等離子焊、脈沖焊等可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電弧焊。

（3）焊縫金屬的合金化

微合金控軋控冷鋼可通過細晶化、潔凈化、均勻化實現(xiàn)鋼的強韌化。而焊縫金屬屬于非平衡結(jié)晶，既不能象煉鋼那樣精確控制其冶金過程，實現(xiàn)焊縫金屬的潔凈化和成分均勻化，又不能通過控軋控冷實現(xiàn)細晶化，而通常會產(chǎn)生粗大的柱狀晶。這就給焊縫金屬的強韌化和新型配套焊接材料的研制帶來很大困難。目前焊材的發(fā)展滯后于鋼材的發(fā)展，隨著高品質(zhì)鋼材強度的提高，焊材將成為制約這些高品質(zhì)鋼材推廣應(yīng)用的瓶頸。因此高品質(zhì)焊材的發(fā)展是急待決絕的重要課題。基本解決途徑也應(yīng)該在焊縫金屬的結(jié)晶化、均勻化、細晶化方向努力。

①     選用高潔凈度的鋼帶和焊絲盤圓；

②     原輔材料的潔凈化，嚴格控制原輔材料中各種鐵合金、礦物質(zhì)中的雜質(zhì)含量；

③ 建立原材料處理系統(tǒng)（包括檢驗、篩分、對部分原材料的烘焙和予燒結(jié)處理、干混等，使原材料成分達到清潔、精確、均勻）。

    ④ 通過優(yōu)化配方和工藝參數(shù)，通過提升冶金反應(yīng)清除S、P、O、H、N等雜質(zhì)；

⑤ 控制焊縫中夾雜物的數(shù)量、種類、形態(tài)、尺寸及分布；

⑥ 韌化焊縫組織：通過微合金化措施，阻止焊縫金屬高溫奧氏體晶粒長大，細化焊縫金屬的組織，使焊縫獲得細晶鐵素體、針狀鐵素體等強韌化組織。對于強度更高（＞600MPa）的微合金鋼及超低碳貝氏體鋼，可通過降碳并優(yōu)化合金元素及微合金元素加入量，使焊縫金屬成為超低碳貝氏體組織，但如何按這一思路研制出新型焊條、焊絲和焊劑等不同類型焊材，還有些問題需要進一步研究解決。

⑦ 對實芯焊絲CO2保護焊，如何降低焊縫金屬含硫量是一個難題，目前國內(nèi)外用于CO2保護焊的實芯焊絲，一般W(s)>0.01%。這是因為硫是表面活性元素，微量的硫可以降低焊接飛濺和改善焊縫成形。如果焊絲中W(s)<0.005%，發(fā)現(xiàn)焊接飛濺明顯增大，焊縫成形不良。要解決這個問題，除在焊絲中增加其它表面活性元素、或采用含有表面活性元素的特種涂層焊絲（不鍍銅焊絲）外，還可采用新型數(shù)字化逆變焊機，也可使含硫量極低的焊絲在焊接時降低飛濺，改善成形。從而有效的解決這一問題。

總之，隨著鋼材品質(zhì)的提高，改善了鋼材的焊接性能，使不少品種的鋼材從“可焊”變?yōu)椤耙缀浮?。在這方面，我國是從20世紀九十年代開始有大的進步，預(yù)計在2010年左右，將接近國外的先進水平。

3.2  鋼材焊接性的評定方法及存在的問題

現(xiàn)在常用的“鋼材焊接性”評定方法，基本上都是20世紀五十年代到七十年代之間，各國焊接工作者根據(jù)那時的鋼材品種和品質(zhì)，通過試驗后制定的。

隨著鋼材質(zhì)量的提高，焊接工藝方法的進步，對鋼材焊接性的試驗方法及評定標準也需重新研究并制定新的標準。

例如，碳當量公式，是按照20世紀五十年代到七年代期間開發(fā)的含碳較高的低合金高強鋼建立的，如IIW碳當量公式CE，由日本JIS標準規(guī)定的碳當量公式Ceq，均主要適合于W(c)≥0.18%的鋼種。而現(xiàn)在大多數(shù)低合金高強鋼的含碳量已遠小于0.18%，甚至向小于0.05%的方向發(fā)展。因此在有關(guān)設(shè)計規(guī)范中，規(guī)定按上述碳當量公式作為鋼材選材時的判據(jù)是不適宜的。

1969年由日本伊藤慶典等提出的焊接冷裂紋敏感指數(shù)Pcm在工程上得到廣泛應(yīng)用，但該公式僅適用鋼材含碳量范圍為W(c)=0.07%～0.22%，試驗時低碳范圍的取樣數(shù)量太少，應(yīng)該說對含碳量小于0.07%的低碳微合金鋼和超低碳貝氏體鋼引用該公式來評定焊接性的優(yōu)劣，也是較為勉強的。

現(xiàn)在常用的一些焊接冷裂紋敏感性試驗方法，也基本上是在1980年以前形成的。原國家標準中的焊接性試驗方法，如 斜Y形坡口焊接裂紋試驗方法、搭接接頭（CTS）焊接裂紋試驗方法、T型接頭焊接裂紋試驗方法、壓板對接（FISCO）焊接裂紋試驗方法、插銷冷裂紋試驗方法，都已在2005年由國家標準化管理委員會明令廢止。雖然這些方法，仍然可參照使用，但已不具有國家標準試驗方法的權(quán)威作用。

因此隨著目前鋼材品種的更新?lián)Q代和品質(zhì)的提高，如何合理的評定各種強度級別的微合金控軋控冷鋼（將是今后一段時期的量大面廣用材）、低碳或超低碳貝氏體鋼、大線能量焊接用鋼、新一代耐熱鋼和低溫鋼、超細晶粒鋼等的焊接性能，是擺在我們面前的一個新課題，有待于引入新的思路和新的評定標準。

4  我國焊接材料的發(fā)展態(tài)勢

4.1  焊接自動化進展推動焊材品種結(jié)構(gòu)的調(diào)整

20世紀80年代中期，國外發(fā)達國家焊條占焊材的比例約為50%左右。到2004年歐洲、北美（美國和加拿大）、日本在消耗的焊材中，焊條的比例均已小于20%，見表2，也就是說，目前發(fā)達國家的自動化和半自化焊接，已占整個焊接工作量的80%以上[2]。

表2    2004年發(fā)達國家的焊材需求量和使用比例

國家或地區(qū)

需求量（萬噸）

產(chǎn)品結(jié)構(gòu)比例（%）

焊條

氣保護焊絲

埋弧焊材

藥芯焊絲

歐洲

50

17

65

7

11

北美

45

18

58

5

19

日本

32.5

14

48

11

27

表3    我國焊材的產(chǎn)量和結(jié)構(gòu)比例

年份

產(chǎn)量（萬噸）

產(chǎn)品結(jié)構(gòu)比例（%）

焊條

氣保護焊絲

埋弧焊材

藥芯焊絲

2000

約114

80

9.5

10

0.5

2006

約320

56

28

12.2

3.8

預(yù)測5年后

390～420

25-32

45-55

11-14

5-10

近年來，我國少數(shù)行業(yè)及部分企業(yè)的焊接自動化和半自化率已到70%以上，但就全國而言，2006年全國消耗的焊材中，手工焊條仍占56%左右，也就是說焊接自動化和半自動化率尚不到50%。但當前焊接自動化進展明顯加快，預(yù)測5年后，我國焊接自動化和半自動化率可以達到70%左右。

4.2  鋼材進步將推動焊材品種更新和品質(zhì)提升

由于鋼鐵冶煉及軋制工藝的進步，今后各類低合金高強鋼如建筑結(jié)構(gòu)鋼、船板鋼、壓力容器鋼、管線鋼、橋梁鋼、耐熱鋼和低溫鋼等，都在向“低碳、超低碳、微合金化、潔靜化、細晶化”方向發(fā)展。一大批鋼材的實物水平達到或接近國外的先進水平。例如，一些鋼材W(s)達到0.009%，最低達到0.001%，-20℃低溫沖擊功達150～200J等。

現(xiàn)在已有不少使用單位和設(shè)計院提出，要求焊縫金屬的硫磷等雜質(zhì)的含量與鋼材實物水平接近，要求焊縫金屬沖擊韌性與鋼材實物水平相當，而不是按焊接材料國家標準去選購和考核焊接材料。

進入21世紀以來，國外的知名焊材企業(yè)對鋼材的進步都迅速跟進，一是提升傳統(tǒng)產(chǎn)品的品質(zhì)，二是開發(fā)與高品質(zhì)鋼種配套的新型焊材品種。國內(nèi)的不少焊接企業(yè)，也在這方面作出了努力，但新型焊材的開發(fā)遠遠落后于新鋼種的發(fā)展，致使一些新型鋼中的配套焊材尚需進口。期望我國有條件的焊材企業(yè)快速跟進，開發(fā)出更多更好的新型高科技焊接材料［6、8］。比如：

 (1) 開發(fā)高鋼級管線鋼（如X70、X80、X100、X120等）用新型焊接材料，包括纖維素下向焊條、低氫鐵粉型下向焊條、氣保護和埋弧用實芯焊絲、自保護藥芯焊絲等。

(2) 與耐火、耐候等高強鋼配套的焊接材料；

(3) 適于大型儲油罐、壓力容器、橋梁、建筑結(jié)構(gòu)用的高強度（屈服強度≥490MPa）厚板、中厚板大線能量用高強韌性焊條、實芯焊絲和藥芯焊絲。

(4) 與超臨界、超超臨界機組所用新一代微合金化耐熱鋼（如T91/P91、T92/P92、T23/P23、T122／P122及E911新型細晶奧氏體耐熱鋼HR3C、NF709、SAV25等）配套的焊接材料。

(5) 與21世紀新一代超細晶粒鋼配套的新型焊接材料，主要為人狀鐵素體焊接材料及超低碳貝氏體焊接材料。

(6) 超低碳貝氏高強鋼(600~1500MPa)用焊接材料；這是近十年新發(fā)展起來的鋼種，目前寶鋼、鞍鋼、武鋼等鋼廠已開始生產(chǎn)這類鋼種，用于代替低碳調(diào)制鋼，主要用于艦艇、船舶、工程機械、壓力容器、水電站壓力管道等重要結(jié)構(gòu)，需要配套相應(yīng)的焊接材料。

(7) 高層及大跨度鋼結(jié)構(gòu)焊接材料，我國高層、大跨度鋼結(jié)構(gòu)已采用屈服強度345MPa、390MPa、420 MPa、460 MPa、490MPa等系列高強鋼，最大板后已達130mm，所需焊接材料除焊條可從國內(nèi)擇優(yōu)選外，相應(yīng)的氣保護、埋弧焊用實芯焊絲與發(fā)達國家存在較大差距。如日本阪神大地震以后，新日鐵采用氧化鈦、氮化鈦彌散分布技術(shù)開發(fā)了屈服強度490、520、590MPa的抗震建筑用鋼，最大厚度100mm，焊接熱輸入可達1000KJ/cm，局部脆化減弱（主要靠擬制晶粒長大）。

(8) 隨著國產(chǎn)不銹鋼品種、品質(zhì)的提高，開發(fā)配套的相應(yīng)焊接材料，特別是與雙相不銹鋼和“節(jié)鎳”、“含氮”鉻不銹鋼配套的焊接材料。

上述高品質(zhì)焊接材料目前占我國焊接材料總量的20％左右，預(yù)計5年后可能達到30％～40％。按20％計，其總量可達50～60萬噸，已大于全歐洲的焊材年消費量，相當于日本年焊材消費量的2倍，附加值較高。近年來國外各著名焊材企業(yè)紛紛進入中國搶奪高端焊材市場。我國民族焊材工業(yè)在這方面存在明顯差距，希望我國焊材行業(yè)加快高品質(zhì)焊材的研發(fā)，提高我國民族焊材企業(yè)的競爭力。

4.3  焊接材料發(fā)展中值得關(guān)注的若干問題

（1）關(guān)于藥芯焊絲的發(fā)展前景

進入21世紀以來，我國藥芯焊絲的發(fā)展極為迅速。據(jù)測算目前全世界藥芯焊絲產(chǎn)量共約45～50萬噸左右，國外以日本的產(chǎn)量最多，2006年產(chǎn)量為11.78萬噸。而我國2006年產(chǎn)量為12萬噸（其中出口外銷約2萬多噸，國內(nèi)銷費約9萬多噸），已超過日本，成為全世界藥芯焊絲產(chǎn)量最高的國家。而且目前發(fā)展勢頭極為高漲，我國的民族焊材企業(yè)，包括安泰公司、大橋集團、金橋集團、大西洋、三英公司、和鐵錨公司等公布的藥芯焊絲規(guī)劃產(chǎn)能達35萬噸，在我國設(shè)廠的7家外商企業(yè)宣傳的藥芯焊絲規(guī)劃產(chǎn)能已超過20萬噸。因此總計規(guī)劃產(chǎn)能達55萬噸，已超過目前全世界藥芯焊絲的總產(chǎn)量。

在藥芯焊絲總產(chǎn)量中，包括日本、韓國和中國，用于造船行業(yè)的Φ1.2mm結(jié)構(gòu)鋼藥芯焊絲均占90%左右。2006年我國造船完工量1452萬載重噸，約消費藥芯焊絲8～9萬噸左右，按照船舶工業(yè)發(fā)展規(guī)劃，到2015年達到2800萬載重噸的造船能力。也就是比2006年番一翻，最多消費藥芯焊絲20萬噸。如再加上其它行業(yè)的使用量和出口，到2015年我國藥芯焊絲的市場容量最多30萬噸左右，顯然規(guī)劃產(chǎn)能到55萬噸已超過了市場的計劃需求。

同時，藥芯焊絲對市場的占有份額，還將受到實芯焊絲氣保護焊的焊機和焊絲改進的影響。因為結(jié)構(gòu)鋼藥芯焊絲其突出優(yōu)點，一是可以使用大電流施焊，焊接效率高，二是適合于全位置焊接，作業(yè)性能好。其突出缺點，一是焊接煙塵多，對作業(yè)環(huán)境的污染大，二是焊絲嚴重吸潮后，不易復(fù)烘，吸潮后焊絲將報廢。三是厚板多層焊的性能易受工藝因素影響而波動。今年在埃森焊接展覽會上，國內(nèi)外有關(guān)單位展出的數(shù)字式逆變焊機，已可對直徑1.2mm實芯焊絲用250A大電流焊接，飛濺小，效率高。今后幾年，如果隨著新型焊接電源控制技術(shù)的進步和實芯焊絲性能的改進（例如采用不鍍銅的特種涂層焊絲），能使實芯焊絲CO2保護焊的焊接效率和作業(yè)性能與藥芯焊絲基本相當，一些用戶會優(yōu)先選用相對便宜的實芯焊絲。這樣，藥芯焊絲的發(fā)展方向，將部分轉(zhuǎn)向多品種的低合金鋼特種藥芯焊絲、不銹鋼藥芯焊絲和堆焊及噴焊藥芯焊絲。

(2）是否要專門發(fā)展低塵焊條和低塵藥芯焊絲

日本從1960年左右開始研制低塵焊條，但此后十多年并沒有推廣應(yīng)用，主要原因是工藝性能比同類焊條差。直到七十年代后期，日本又推出了新一代低塵焊條，使工藝性能與同類焊條接近，發(fā)塵量減少30～50%，如神鋼的ZERODE系列和日鐵的EX系列焊條。因此在日本焊接協(xié)會主編的焊接全書中，將低塵焊條在日本進入實用化的年代定為1977年。

但1997年發(fā)現(xiàn)在日本造船廠、橋梁廠、重型機器廠的焊接車間，均未使用低塵焊條。其原因：一是低塵焊條的售價比同類焊條高10～20%；二是操作工藝性能仍稍差，焊工不愿用；三是焊條壓涂性能較差，成品率較低，生產(chǎn)較困難；四是雖然單根焊條發(fā)塵量低了，但多根焊條焊接后煙塵依然很高，仍需通過“通風除塵”降低車間中的焊接煙塵。因此訂貨較少。

歐美等國家的一些焊材企業(yè)認為在不損害焊條綜合性能的條件下，去努力降低焊接煙塵的發(fā)塵量是雖然可行，但專門開發(fā)低塵焊條，沒有實用價值。因此歐美等國并未開發(fā)這方面的產(chǎn)品。

我國從二十世紀七十年代開始研究低塵焊條。先后有甘工大、哈焊所、天津大學、冶建院、大連鐵道學院及武漢交通科技大學等單位進行了研究工作，也未能得到推廣應(yīng)用。

對低塵藥芯焊絲，日本幾年前曾報道使制造藥芯焊絲的帶鋼含碳量從0.08%降到0.01%，可使藥芯焊絲發(fā)塵量減少25%，但會增加焊縫的熱裂紋傾向。為了不產(chǎn)生焊接熱裂紋，應(yīng)控制帶鋼含碳量為0.07～0.09%。國內(nèi)一些單位在試驗中也得出了類似結(jié)果。說明大幅度降低煙塵發(fā)生量，容易影響藥芯焊絲的其它性能。

因此建議在保持焊條和藥芯焊絲綜合性能優(yōu)良的條件下去降低發(fā)塵量，如將發(fā)塵量降低10～20%，既可以做得到，又具有實用推廣價值。不應(yīng)刻意去研制降低焊接煙塵發(fā)生量30～50%的所謂低塵焊條與低塵藥芯焊絲。

（3）關(guān)于不銹鋼焊接材料

表3 近年來不銹鋼及其焊材消費量的增長

年代

表觀消費量（萬噸）

焊材消費量（萬噸）

2000

188

1.1

2006

645

5.0

2010

810

>7.0

2006年我國不銹鋼的表觀消費量達到645萬噸，與2000年188萬噸相比，6年時間增長了三倍多。因此近年來不銹鋼焊接材料也快速增長，從2000年的1.1萬噸，增長到2006年的5萬噸左右。預(yù)計2010年我國不銹鋼的消費量將達810萬噸，今后幾年不銹鋼焊接材料也將每年增漲10%以上,預(yù)計總量將超過7萬噸。

還必須關(guān)注不銹鋼品種調(diào)整對焊材需求的變化。近年來金屬鎳的價格猛漲，使300系鎳鉻奧氏體不銹鋼的價格在近一年的時間內(nèi)上漲了二倍多。因此市場上鎳鉻奧氏體不銹鋼的消費比例已從70%下滑到40～50%，鉻系鐵素體不銹鋼的消費比例已上升到30%以上，并著力在發(fā)展各種“節(jié)鎳”和“含氮”的新型不銹鋼、雙相不銹鋼及超級不銹鋼。因此，應(yīng)跟蹤不銹鋼品種的變化，發(fā)展相匹配的各類焊接材料。

（4）推進與鋼廠的合作，解決焊絲品種短缺的問題[8]

我國焊材發(fā)展的主要瓶頸，是氣保護實芯焊絲及埋弧焊實芯焊絲的品種和品質(zhì)滿足不了市場的需求。包括各種不同強度級別的高強鋼焊絲、耐熱鋼焊絲、低溫鋼焊絲、耐大氣腐蝕鋼焊絲、不銹鋼焊絲等。

特別是對量大面廣的CO2氣保護焊用實芯焊絲，希望能在國內(nèi)市場上方便地采購到較為齊全的系列產(chǎn)品，既有等效美國標準的GB/T 8110規(guī)定的系列產(chǎn)品，又有相當日本標準JISZ 3312的YGW 11型和YGW 18型焊絲。

YGW 11型焊絲化學成分中含Ti  0.16～0.22%，與ER 50～6和AWSER 70S～6相比，在采用較大電流焊接時，減少飛濺30～50%，焊縫成形較好，已成為日本在CO2保護焊中用得最多的焊絲。

YGW 18型焊絲的錳、硅含量高于ER 50～6焊絲，在較大線能量和較高層間溫下焊接，熔敷金屬抗拉強度仍大于540Mpa，0℃沖擊值大于70J。適合于高層建筑的厚板梁柱及其它厚板結(jié)構(gòu)的焊接。

我國過去由于體制的分割，焊絲作為焊接材料歸口機械行業(yè)，冶金行業(yè)沒有將焊絲列入生產(chǎn)規(guī)劃。焊絲廠購不到多品種的盤條鋼材，也就生產(chǎn)不了多品種的焊絲。而國外不少焊絲生產(chǎn)廠都和鋼廠有密切的合作關(guān)系，或者本身就是鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的成員，或者本身就有冶煉能力，因此可以按市場需求，對各類不同品種和不同品質(zhì)的焊絲快速供貨。希望我國的焊絲生產(chǎn)企業(yè)密切與鋼廠的聯(lián)系，或者尋求與鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的緊密合作，解決這一瓶頸問題。

至于目前國內(nèi)外廠家推出的所謂無鍍銅焊絲，應(yīng)該稱為特種涂層焊絲，由于各廠家涂層成分不同和表面處理方式的差異，焊絲的性能也有不同。性能優(yōu)良的涂層和表面處理工藝，不但起防銹和潤滑的作用，焊接時不產(chǎn)生銅煙塵，而且可提升焊絲的電弧穩(wěn)定性和減少焊接飛濺。目前國內(nèi)外廠家對這種焊絲涂層和表面處理工藝仍在不斷改進中。期望這種焊絲與精確控制熔滴過渡的數(shù)字化逆變焊機相配合，可以實現(xiàn)高效率、低飛濺的大電流CO2焊接，達到相當于藥芯焊絲焊接的工藝效果，是今后的發(fā)展方向。

5  我國民族焊材企業(yè)的差距和期望

焊材企業(yè)的實力，基礎(chǔ)是生產(chǎn)裝備、檢測手段、產(chǎn)品研發(fā)能力、市場開拓能力、人材狀況及資產(chǎn)狀況等。我國絕大多數(shù)焊材企業(yè)，包括年產(chǎn)幾十萬噸焊材的大型企業(yè)，都與國外知名焊材企業(yè)有較大的差距。世界進入21世紀，以高新技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，是世界潮流。應(yīng)該重視差距，迎頭趕上。

5.1  生產(chǎn)裝備

我國焊材行業(yè)的生產(chǎn)裝備，近二十年來已有長足的進步。例如：我國生產(chǎn)結(jié)422等普通焊條的螺旋機生產(chǎn)線，生產(chǎn)效率是世界第一流的；多絲展開式化學鍍銅生產(chǎn)線設(shè)備已與國外21世紀初的水平相當，特別是一些企業(yè)研制的藥芯焊絲生產(chǎn)線設(shè)備，已基本達到國外同類先進設(shè)備的水平。但仍有不少生產(chǎn)裝備，與國外知名焊材企業(yè)相比，還存在差距。例如：

(1) 為了保證高性能特種焊條，燒結(jié)焊劑和藥芯焊絲的配方準確性，國外一些焊材企業(yè)已專門建立現(xiàn)代化的原材料預(yù)處理系統(tǒng)，包括原材料檢驗、篩分和大批量干混使成分精確均勻，及對部分原材料的烘焙和予燒結(jié)處理。

(2) 國外已采用低噪聲的高速切絲機，代替現(xiàn)有的高噪音低速切絲機，改善切絲環(huán)境，提高切絲質(zhì)量。

(3) 國外紛紛提高油壓式焊條壓涂機的壓涂力，減少水玻璃加入量，使焊條藥皮更加密實和光滑，四川大西洋公司已引進了總壓力為320t的油壓式壓涂機，與連續(xù)式低溫和高溫烘干爐配套，實現(xiàn)了一條生產(chǎn)線年產(chǎn)低氫型優(yōu)質(zhì)焊條一萬多噸的業(yè)績。參照引進設(shè)備，常州恒創(chuàng)機械公司研制了新型250t油壓式壓涂機，可在表壓200～240kgs/c㎡條件下正常壓涂焊條，而現(xiàn)在國內(nèi)大部分焊材企業(yè)使用的200t油壓式壓涂機，只能在表壓120～160kgs/c㎡條件下正常壓涂焊條。

(4) 國外20～24絲展開式鍍銅焊絲生產(chǎn)線的鍍銅運行速度已大于360米/分，國內(nèi)大多為180～300米/分。特別是為了適應(yīng)多品種焊絲的生產(chǎn)，已采用從粗拉、細拉到鍍銅的連動單絲生產(chǎn)線，運行速度達700～800米/分，生產(chǎn)效率高，便于調(diào)換焊絲的品種。而且在這種單