氣體保護焊工藝方法以其獨特的優(yōu)勢，在工業(yè)發(fā)達國家制造業(yè)中得到廣泛的應用。發(fā)展至今，美國氣體保護實芯焊絲約占其焊材總量的31%，日本為41%，西歐達到53%。氣體保護焊工藝的發(fā)展與金屬結構制造密不可分。目前，在美國、日本、歐洲等發(fā)達國家和地區(qū)采用焊接結構件的比例不斷增加，氣體保護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%。氣體保護焊技術的發(fā)展，極大地提高了金屬結構行業(yè)的制造技術水平。 
    我國的氣體保護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年來氣體保護實芯焊絲的發(fā)展較快，目前全國的氣體保護實芯焊絲生產(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)引進各種生產(chǎn)設備近50套，國產(chǎn)或自行研制的設備100余條，生產(chǎn)能力達年產(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氣體保護實芯焊絲應用狀況
    1.1氣體保護實芯焊絲的發(fā)展
    氣體保護實芯焊絲伴隨著金屬結構焊接技術的發(fā)展而壯大，在我國“六五”和“七五”期間，為滿足國家重點工程大型機械技術裝備制造要求，引進國外先進的焊接技術和裝備，對大型骨干機械企業(yè)進行技術改造，我國大型金屬結構制造企業(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構，批量購買國外氣體保護焊設備、焊材等器材，并且進行焊工培訓。我們借助國外氣體保護焊成熟技術和生產(chǎn)工藝，形成了我國大型金屬結構行業(yè)氣體保護焊生產(chǎn)能力，從根本上改變了金屬結構行業(yè)的制造技術水平，推動我國氣體保護焊技術的發(fā)展。90年代初至今的近10年時間，以1992年第1屆“全國CO2焊接技術推廣應用交流會”為契機，氣體保護焊技術在金屬結構行業(yè)中推廣應用工作蓬勃發(fā)展，氣體保護焊技術開發(fā)應用能力增加，應用工作從大型機械企業(yè)推廣到中小型企業(yè)，而大型機械企業(yè)的氣體保護焊應用也從合作產(chǎn)品的生產(chǎn)，推廣到普通產(chǎn)品的生產(chǎn)中，氣體保護焊設備、焊材、輔件基本實現(xiàn)國內供給，一批焊接設備、焊接材料、保護氣體及輔件生產(chǎn)企業(yè)抓住市場時機，迅速發(fā)展壯大起來，逐漸形成了我國氣體保護焊產(chǎn)業(yè)。
    1.2氣體保護實芯焊絲的應用
    隨著我國大型骨干企業(yè)焊接技術改造，氣體保護實芯焊絲在金屬結構制造中得到廣泛的應用，如太原重型機械(集團)公司、第一重型機械有限公司，大連重工集團有限公司、中信西陽礦機廠、北京煤機廠等企業(yè)，氣體保護焊完成的焊接金屬結構占其總重量的50~80%，在大型金屬結構企業(yè)中發(fā)揮著不可替代的作用。氣體保護焊主要用于制造大型橋式和門式起重機、4-23m3機械式挖掘機、1-6m3液壓挖掘機、大型加壓氣化爐和焦爐等處理設備以及大型減速機、提升機、堆取料機、扎鍛設備、氧氣瓶壓機、衛(wèi)星發(fā)射架等大型設備。氣體保護焊技術近年來在中小型企業(yè)的應用也有長足發(fā)展。
    80年代初至80年代后期，我國針對當時Q235、16Mn等主要結構鋼生產(chǎn)的490MPa級CO2氣體保護實芯焊絲，已實現(xiàn)部分自給，但大部分氣體保護焊絲主要依靠從美國、日本、德國等國進口，目前我國CO2氣體保護實芯焊絲已形成一定的生產(chǎn)規(guī)模，產(chǎn)量和質量也有很大的提高，針對Q235、Q345及Q390等結構鋼的CO2氣體保護焊實芯焊絲，能滿足金屬結構制造的要求，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φ1.2mm、φ1.6mm兩種，國內碳鋼焊絲生產(chǎn)處于供大于求的狀況，氣體保護焊實芯焊絲的質量也有很大的差別。
目前，國內形成一定生產(chǎn)規(guī)模、質量相對穩(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級高強鋼、不銹鋼、鋁及鋁合金等實芯焊絲的幾個生產(chǎn)廠家質量比較穩(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)，為國家重點工程項目提供了一批重型機械裝備。為了更好地滿足合作產(chǎn)品的質量要求，在80年代初成功地引進CO2氣體保護焊工藝方法，其中日本松下S系列氣保焊設備近100臺，美國米勒公司CY-650焊機12臺。在近年來技改中分別購買唐山松下KRⅡ500焊機50臺、歐地希CPX-500焊機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200~300噸，品種有國內外的各種實芯焊絲，規(guī)格為φ1.2mm、φ1.4mm、φ1.5mm。保護氣體主要采用CO2氣體。少量用富氬混合氣體保護。在焊絲中大部分強度為500~800MPa結構鋼用焊絲，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，我們在承受疲勞載荷的金屬結構件或焊縫外觀質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。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、雜質不太敏感，因此在富氬混合氣體保護焊時選用ER70S-2和YGW15焊絲比較合適。
    2.1.2高強鋼、耐熱鋼等焊絲生產(chǎn)廠家少
    近年來，隨著企業(yè)產(chǎn)品結構的調整，焊接金屬材料范圍由常見的Q235、Q345向高強度鋼(如Wel-ten80C)、高韌性鋼、耐熱鋼(如21CrMo10)等領域拓展，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口。在實際生產(chǎn)中，對于以上鋼種的焊接，只得選用進口焊絲或改變焊接工藝方法。
    2.2焊絲結構不合理
    國外低碳鋼焊絲Mn元素含量相當于ER49-1焊絲下限，焊絲拉拔、焊接工藝與力學性能均好于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，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，焊絲熔敷金屬強度與ER49-1相當，但其塑性、韌性優(yōu)于ER49-1焊絲。因此，在焊接低碳鋼時，應優(yōu)選ER50S-6焊絲，使我國CO2焊絲結構趨于合理。
目前在日本、美國等工業(yè)發(fā)達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用非鍍銅焊絲，取得一定效果，但焊絲質量不太穩(wěn)定，主要表現(xiàn)為導電性能較差，送絲不太穩(wěn)定，導電嘴磨損嚴重等，今后還需不斷研究、開發(fā)、掌握非鍍銅焊絲制造技術，改進提高產(chǎn)品質量，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、領用。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焊絲技術標準
    焊絲標準的制修訂工作對氣體保護實芯焊絲的進一步推廣應用至關重要，我國焊絲標準，目前大多數(shù)與美國相應標準等效，由于資金等方面的原因，標準修改周期長，部分標準仍落后于國外標準，不能適應生產(chǎn)發(fā)展要求，在實際生產(chǎn)中，我們只能參照國外有關標準，進行焊絲的選擇、試驗及產(chǎn)品驗收工作。因此希望抓緊進行采用國際標準的我國焊絲標準修訂工作。
    2.9焊絲生產(chǎn)宏觀失控
    氣體保護焊絲是技術密集型的產(chǎn)品，要保證焊絲從送絲軟管中正常送出，焊絲質量起關鍵作用。前幾年，國內金屬制品行業(yè)、鋼絲繩廠、鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)都認為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“常用氣體保護電弧焊用碳鋼焊絲”標準，并采取了分供方資格評審辦法，以保證焊絲質量和生產(chǎn)周期。
    2.10保護氣體
    前幾年，國內尚無焊接用保護氣體專業(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)，因此氣體雜質含量較高，主要是水分和硫化物，使氣體純度達不到焊接標準要求。目前，國內專業(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.氣體保護實芯焊絲的發(fā)展趨勢
    隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，我國焊接材料的消耗量將持續(xù)增長，據(jù)專家預測，到2010年，我國焊接材料總量將達到200萬噸左右，氣體保護實芯焊絲約占20~25%，約為40~50萬噸。為了盡快發(fā)展我國氣體保護實芯焊絲產(chǎn)業(yè)，更好地滿足焊接生產(chǎn)需求，提出以下建議：
    1)ER49-1焊絲已不能適應我國焊接生產(chǎn)發(fā)展要求，為與國際焊接材料技術發(fā)展接軌，應逐步淘汰ER49-1焊絲。在焊接低碳鋼時，應優(yōu)選ZR50-6焊絲，使我國CO2碳鋼焊絲結構趨于合理。
    2)應大力發(fā)展氣體保護焊絲品種，如富氬混合氣體保護碳鋼焊絲，700MPa、800MPa高強度焊絲，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)加強非鍍銅環(huán)保型焊絲的制造技術研究，為用戶提供優(yōu)質的非鍍銅焊絲，推動CO2氣體保護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)進一步加強氣體保護實芯焊絲制造技術的研究，充分掌握引進設備技術特性，不斷提高原材料品種和質量，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)的質量穩(wěn)定性問題，盡快縮短我國氣體保護實芯焊絲和原輔材料與國外的差距。
    5)我國加入了WTO，國內焊材市場受世界名牌焊材企業(yè)的沖擊較大。國內焊材企業(yè)應在協(xié)會和行業(yè)的統(tǒng)一領導協(xié)調和指導下，打破地區(qū)、行業(yè)壟斷堡壘的局面，走強強合作或技術資金互補的道路，避免在低水平上重復投資和惡性競爭，走集團化發(fā)展道路，盡快建立幾個布局合理、品種齊全、質優(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)整體進入國際市場。
    6)目前，美國、日本、歐洲標準都逐漸向國際標準(ISO)靠攏，因此應投入一定人力、物力抓緊進行采用國際標準的我國氣體保護實芯焊絲標準修訂工作，促進我國氣體保護實芯焊絲的發(fā)展和產(chǎn)品質量的提高，盡快與國際焊接材料發(fā)展接軌。
    7)加強交流和協(xié)作，提高國內CO2焊絲的整體水平。國內焊絲制造企業(yè)，應不斷加強彼此間的交流與協(xié)作，尤其是要加強科研單位、焊絲廠和使用單位之間的協(xié)作，充分發(fā)揮各國的優(yōu)勢，使我國CO2焊絲的質量、品種不斷得到提高。

4.結束語 
    氣體保護實芯焊絲是一種高科技的焊接材料，它的產(chǎn)生與發(fā)展適應了焊接生產(chǎn)向高質量、高效率、自動化、低成本、環(huán)保型方向發(fā)展的趨勢。我國金屬結構制造業(yè)只有大面積推廣高效熔化極氣體保護焊技術，才能滿足國內金屬結構企業(yè)生存和發(fā)展的需要?？v觀國內外氣體保護實芯焊絲的發(fā)展，我國與工業(yè)發(fā)達國家相比，還有不小的差距，這就需要焊接界同仁共同努力，盡快研制生產(chǎn)出高質量的焊絲產(chǎn)品，以更好地適應我國焊接生產(chǎn)的不斷發(fā)展。

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