焊接材料发展

我国粗钢及焊接材料产量连续13年均居世界首位， 近几年我国粗钢产量占世界总产量的1/3以上； 焊接材料产量占世界总产量的 1/2 以上。因此中国已成为世界最大的焊接材料研发、生产、销售和使 用基地，焊接材料及焊接技术在中国具有广阔的发展空间。 近年我国粗钢产量及主要焊接材料产量统计结果见表 1 及图 2。 表 1 近年我国粗钢及主要焊接材料产量和占有量 产量 年份 2006 2007 2008 粗钢产量 世界占有量（） （亿吨） （万吨） 4.2 4.9 5.0 34 36 38 320 360 375 材料产量 电焊条 焊丝 57.8 50.0 49.3 25.9 31.1 30.9 焊丝 3.8 7.2 9.1 焊材 12.5 11.7 10.7 实心药芯埋弧 主要焊接 主要焊材占有量（） 200 180 160 产 140 量 120 （ 100 万 80 吨 ） 60 40 20 0 电焊条实心焊丝药芯焊丝 材料类别 埋弧焊焊材 2006年 2007年 2008年 图 2近年我国主要焊接材料产量 在今后的 10 年，中国钢材及焊材的消费量仍有持续增长的趋势。钢材品质的提升及品种的完善， 各类装备制造业、基础设施和重点工程的品质提升，对焊接材料都提出更高的技术要求，例如重型机 械、石油化工、管线容器、核电水电、道桥车辆、舰船宇航和大型建筑工程等。在工业化和城镇化发 展的大环境下，敦促着焊接钢种及焊接材料的更新换代， 鞭策着焊接技术的飞速发展。焊接材料产品 的发展战略逐步转移，由自动化程度较高的高效智能型产品逐步替代手工型产品，手工电焊条产品逐 步向高强、高韧、低氢、环保方向发展，以满足不同钢种，不同焊接结构，不同服役条件下的不同焊 接技术要求。开发研制节能减排、高效优质的新型焊接材料势在必行。 第一部分第一部分 从电焊条的发展历程看焊接技术的进步从电焊条的发展历程看焊接技术的进步 1 1．电焊条行业的发展现状．电焊条行业的发展现状 经过六十年的发展，目前国内焊条生产量已占全球产量近 70，已成为全球焊条生产大国。近十 年来由于我国市场对高品质多品种焊条需求的不断扩大，国外焊接材料生产企业又大举进入国内建 厂，中国已成为全球焊条的生产制造基地。 1.11.1 从埃森展看电焊条行业发展状况从埃森展看电焊条行业发展状况 在十四届北京埃森展会上国内外 65 家焊条生产企业参加了展会， 其中国外及台资参展企业 16 家， 我国参展企业占国内焊条产能的 80左右，基本代表了当今全球焊接材料的科研和产品制造水平。 我国获得生产许可证的电焊条生产企业已经接近 300 家，电焊条生产能力超过 200 万吨，远远超 过市场需求。2008 年，我国在统计范围内的 79 家企业共计生产电焊条 185 万吨，我国 1996 年以来 电焊条的增长情况见图 1-1，可以看出我国电焊条的增速已经减缓，消费量已近顶点，随着焊接自动 化程度的不断提升，电焊条的比例还将继续下降，绝对消费量也将会呈现逐渐下降趋势。图1-2 是我 国同部分国家和地区焊条消耗比例的对比. 从中可看出美国、欧洲、日本等发达国家电焊条比例在 2004 年占整个焊材产量比例还不到 20 。 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 电焊条比例产量万吨 电焊条比例 日本电焊条比例 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 图 1-1近年电焊条消耗量及其比例 1.21.2 电焊条产品结构及国内外对比电焊条产品结构及国内外对比 尽管近年来我国焊接自动化发展速度非常迅猛，但国内电焊条比例仍然近 50，而美国、欧州和 日本等发达国家电焊条比例都已不到 20。我国各类电焊条产量及比例见表 1-1。可以看出我国酸 性碳钢焊条仍占绝对优势，比例达 87.6。而日本碳钢焊条的比例 2008 年只占电焊条总量的 66.7。 表 1-12008 年我国各类电焊条产量及其比例 焊条类型 酸性碳钢焊条 低氢碱性焊条 特种低合金钢焊条 不锈钢焊条 堆焊焊条 铸铁焊条 焊条合计 焊条产量（ 吨） 1623004 182696 10414 24677 3224 1186 1846089 比例（） 87.9 9.9 0.5 1.3 0.2 0.1 100 图 1-2 同部分国家和地区焊条消耗比例的对比 2. 2.电焊条新产品技术发展动态电焊条新产品技术发展动态 2.12.1 高强高韧性焊条高强高韧性焊条 近年来,冶金工业技术进步很快。随着控轧、控冷和炉外精练技术的应用，使各类结构钢材的强 度、韧性和纯洁度有了很大提升。对焊接材料的韧性和抗裂性能提出了更高要求。基于这种转变，焊 接材料韧性水平需要一个技术跨越才能满足现代焊接结构的要求，国外多家厂商展出了这方面产品， 在国内一些焊接材料企业的展台上也展出了强度 600-1000MPa 级的超低氢高韧性焊条系列产品，其 熔敷金属的塑韧性水平、 扩散氢含量和纯净度达到国外水平。 产品已成功用于重大军事工程、 奥运“鸟 巢”工程、三峡工程等重大水利工程、工程机械，矿山机械焊接。 2.22.2 新型耐热钢焊条新型耐热钢焊条 这是当前电力工业建设中的一个热点， 国外几家名牌企业已连续几年在北京埃森展会上展出了与 超临界、超超临界机组配套的新型耐热钢焊条。 国内在新型耐热钢焊条研究方面，也取得重要技术成 果，已开发出用于 T／P23、T／P24、T／P91、 T／P92 钢焊接的电焊条产品，其熔敷金属高温抗蠕 变和焊接工艺性能与国外产品性能相当。已具备与超临界超超临界机组焊接的配套能力。 2.32.3 新型不锈钢焊条新型不锈钢焊条 不少国内外企业都展出了双相不锈钢、超级双相不锈钢、控氮不锈钢、高温耐热不锈钢、超低碳 不锈钢和高温耐热不锈钢等新型焊条。 2.42.4 耐火耐候高性能高层建筑钢用焊条耐火耐候高性能高层建筑钢用焊条 美国 911 事件世贸大楼的着火倒塌，警醒人们对如何提高高层建筑用钢的耐火性能问题的关注。 武钢顺应了此要求，自主开发成功的填补了国内空白，具有国际领先水平的高性能 WGJ510C2 耐火 耐候钢。为解决高性能 WGJ510C2 耐火耐候钢焊接材料的配套问题，国内已开发出配套的焊条并应 用于大型高层建筑钢结构工程建造。 2.52.5 管线钢焊条管线钢焊条 这方面国外名牌企业的产品已用于我国的管线焊接工程。目前国内已具备X80及以下的低氢焊条 和X70及以下纤维素焊的产品配套能力，并批量出口。 2.62.6 大型原油储罐高强钢焊条大型原油储罐高强钢焊条 为确立国家石油战略储备基地的建设， 国家发改委组织国内主要钢铁企业和焊接材料企业进行了 技术攻关。目前 10 万立方及以上大型原油储备罐建造用高强钢焊条，主要是国产焊条，并批量出口。 2.72.7 抗氢钢焊接材料抗氢钢焊接材料 炼油装置和天然气集输、脱硫工程结构对抗硫化氢和应力腐蚀提出了较高要求，工程装备和管路 系统采用 16MnR（HIC）或 20（HIC）建造，对焊接材料熔敷成分有严格要求，尤其要求S≤0.006， P≤0