金属粉芯焊丝
合集下载
金属粉芯药芯焊丝焊接技术
4.5 HOBART METALLOR71 (E70C-6MH4)金属粉型药芯焊丝焊接 技术
1
图6
4.5.1 E70C-6M H4 金属粉型药芯焊丝根焊技术
4.6 推荐的工艺参数见表 4
表 4：
层
道
电流
电压
保护气种类及流 量
焊材规 格牌号
送丝速度
1 145~175 15.1~15.9
热 焊 199~206 23.6~23.9 填
金属粉型药芯焊丝：宽熔 深，对接头装配尺寸公差 要求不高
图2 实芯焊丝和金属粉型药芯焊丝的熔深形状
f、在厚壁焊接时可采用窄坡口（较常规 60o 坡口）减少焊接层道降低
生产成本。
熔渣（ 颗粒）
气嘴 导丝、导电管
凝固渣（ 颗粒）
保护气体 药芯焊丝
焊接方向
粉芯
凝固 焊缝金属
电弧及金属过渡 熔池
图 3 金属粉型药芯焊丝焊接原理
金属粉型药芯焊丝焊接技术
四川石油管理局管道焊接技术中心
杨祥海
Ⅰ、概述
石油、天然气是国民经济的重要能源之一，随着国民经济的发展，
石油、天然气作为基础能源和化工原料在国民经济中占有越来越重要
的地位，在天然气、石油资源的开发利用中，石油、天然气输送管线
占有显著的位置，由于焊管钢对各种力学，使用和焊接性能要求较高。
所以从 20 世纪 70 年代开始国外钢材冶金企业一直积极研究开发的微
合金结构钢是主要目标。我国从“六五”国家科技攻关就开始了对石
油、天然气管道管线专用钢的开发研制，到“九五”国家科技攻关期
间，已逐步淘汰了自 20 世纪 50 年代以来一直沿用的普通钢材。生产
的焊接钢管的常规力学性能已达到 API-5L 标准规定的 X65 级以下性
金属粉芯型E90C—G药芯焊丝的研制
本 ，节 约钢 材 ，各类 高强度 钢在 船舶 、海 洋工程 、桥
梁等领 域应 用广 泛 ，特别是 北方 寒冷 工况要 求焊缝 金
属 应 具 有 良好 的低 温 冲击 韧 性 ．抗 拉 强 度 大 于 ９ ０ ０ ＭＰ ａ乃 至更 高 强度 的钢 种 已在 相 应工 程 中得到 应 用 ， 这要求 配套 的药 芯焊 丝需要 满 足与之 相应 的强度 及韧
芯焊 丝 良好 的焊接 操作性 能 ，并且其 熔敷 效率 相 比钛 型药 芯焊丝 要高 ；另外 ，金 属粉芯 型渣 系还 因其低 渣
性 而使 熔敷 金属扩 散氢 含量 降低 。因此 ，本研 究采 用
金属 粉芯 型渣 系［。
序 号
ｌ ２
专 利 申请 号
公 开 号
说 明
下 屈 服强 度 Ｒ ４ — ８ ａ ４ ０ ６ ０ＭＰ 屈 服 强 度 Ｒｐ＞ ８ ａ ｏ ７ ５ＭＰ ． ａ 屈 强 比 Ｏ９ ．７ ．２ ０９
３ ． 接设备与材料・ ６ 焊
文章编号 ：０ ２ ０ ５ （０ ２０ － ０ ６ ０ １０ — ２ Ｘ２ １）２ ０ ３ － ４
焊 接 技术
第４ １卷 第 ２期 ２ １ ０ ２年 ２月
金 属 粉 芯 型 Ｅ ０ —Ｇ 药 芯 焊 丝 的 研 制 ９Ｃ
刘玉双 ，韩 海峰 ，吕奎 清 ，田海成 ，李 磊
屈 服 强 度 Ｒｐ＞ ８ ａ ｏ ７ ５ＭＰ ．பைடு நூலகம்ａ
屈 强 比 ０９ ．７ ．２ ０９
２ ％富氩 气体 保护 。使 该焊 丝焊 接时 呈 细熔滴 射 流过 ０
渡 ．熔 渣覆 盖 率 低 。熔 敷效 率 高且 无 未 熔 合 的敏 感
因此 ，针 对 现 有 状 况 ，研 制 满 足 抗 拉 强 度 大 于 ９ ０Ｍ ａ ０ Ｐ ，且具 有 屈 强 比低 的 高强 度 高韧 性 金属 粉 芯 型药芯 焊丝 ．以提高焊缝 塑 性储备 以及 焊接 结构使 用
梁等领 域应 用广 泛 ，特别是 北方 寒冷 工况要 求焊缝 金
属 应 具 有 良好 的低 温 冲击 韧 性 ．抗 拉 强 度 大 于 ９ ０ ０ ＭＰ ａ乃 至更 高 强度 的钢 种 已在 相 应工 程 中得到 应 用 ， 这要求 配套 的药 芯焊 丝需要 满 足与之 相应 的强度 及韧
芯焊 丝 良好 的焊接 操作性 能 ，并且其 熔敷 效率 相 比钛 型药 芯焊丝 要高 ；另外 ，金 属粉芯 型渣 系还 因其低 渣
性 而使 熔敷 金属扩 散氢 含量 降低 。因此 ，本研 究采 用
金属 粉芯 型渣 系［。
序 号
ｌ ２
专 利 申请 号
公 开 号
说 明
下 屈 服强 度 Ｒ ４ — ８ ａ ４ ０ ６ ０ＭＰ 屈 服 强 度 Ｒｐ＞ ８ ａ ｏ ７ ５ＭＰ ． ａ 屈 强 比 Ｏ９ ．７ ．２ ０９
３ ． 接设备与材料・ ６ 焊
文章编号 ：０ ２ ０ ５ （０ ２０ － ０ ６ ０ １０ — ２ Ｘ２ １）２ ０ ３ － ４
焊 接 技术
第４ １卷 第 ２期 ２ １ ０ ２年 ２月
金 属 粉 芯 型 Ｅ ０ —Ｇ 药 芯 焊 丝 的 研 制 ９Ｃ
刘玉双 ，韩 海峰 ，吕奎 清 ，田海成 ，李 磊
屈 服 强 度 Ｒｐ＞ ８ ａ ｏ ７ ５ＭＰ ．பைடு நூலகம்ａ
屈 强 比 ０９ ．７ ．２ ０９
２ ％富氩 气体 保护 。使 该焊 丝焊 接时 呈 细熔滴 射 流过 ０
渡 ．熔 渣覆 盖 率 低 。熔 敷效 率 高且 无 未 熔 合 的敏 感
因此 ，针 对 现 有 状 况 ，研 制 满 足 抗 拉 强 度 大 于 ９ ０Ｍ ａ ０ Ｐ ，且具 有 屈 强 比低 的 高强 度 高韧 性 金属 粉 芯 型药芯 焊丝 ．以提高焊缝 塑 性储备 以及 焊接 结构使 用
药芯焊丝的应用及生产工艺
2 我国药芯焊丝的行业现状2.1 我国药芯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%。
见图12.2 我国药芯焊丝的市场状况2.2.1药芯焊丝市场构成情况国内药芯焊丝的使用始于宝山钢铁公司的建设。
其后，机械制造行业、能源化工行业、船舶制造和海洋结构行业、建筑和桥梁业、输油及输气管线建设行业等相继使用了进口焊丝和国产焊丝。
从各行业的使用品种上看，在船舶制造和海洋结构行业、建筑和桥梁业、机械制造行业、能源化工行业、钢结构行业，主要使用钛型气保护药芯焊丝；在输油及输气管线建设中主要使用自保护药芯焊丝；耐磨堆焊药芯焊丝应用于各行业材料的表面性能改进上。
焊丝分类实芯焊丝及药芯焊丝特性
焊丝分类实芯焊丝及药芯焊丝特性2..3.1 焊丝分类按制造方法可分为实芯焊丝和药芯焊丝两大类，其中药芯焊丝又可分为气保护和自保护两种。
按焊接工艺方法可分为埋弧焊焊丝、气保焊焊丝、电渣焊丝、堆焊焊丝和气焊焊丝等。
按被焊材料的性质又可分为碳钢焊丝、低合金钢焊丝、不锈钢焊丝、铸铁焊丝和有色金属焊丝等。
焊丝实芯焊丝药芯焊丝埋弧焊、电渣焊气体保护焊自保护焊惰性气体保护焊（TIG，MIG）活性气体保护焊（MAG）埋弧焊气体保护焊（CO2焊，Ar+CO2焊）自保护焊2.3.2 实芯焊丝实芯焊丝是热轧线材经拉拔加工而成的。
产量大而合金元素含量少的碳钢及低合金钢线材,常采用转炉冶炼；产量小而合金元素含量多的线材多采用电炉冶炼,分别经开坯、轧制而成。
为了防止焊丝生锈,除不锈钢焊丝外都要进行表面处理。
目前主要是镀铜处理,包括电镀、浸铜及化学镀铜等方法。
不同的焊接方法应采用不同直径的焊丝。
埋弧焊时电流大,要采用粗焊丝,焊丝直径在 2.4~6.4mm;气保焊时,为了得到良好的保护效果,要采用细焊丝,直径多为0.8~1.6mm。
1.埋弧焊用焊丝埋弧焊接时,焊缝成分和性能主要是由焊丝和焊剂共同决定的。
另外,埋弧焊接时焊接电流大,熔深大,母材熔合比高,母材成分的影响也大,所以焊接规范变化时,也会给焊缝成分和性能带来较大影响。
埋弧焊焊丝的选择既要考虑焊剂成分的影响,又要考虑母材的影响。
为了得到不同的焊缝成分,可以采用一种焊剂(主要是熔炼焊剂)与几种焊丝配合F也可以采用一种焊丝与几种焊剂(主要是烧结焊剂)配合。
对于给定的焊接结构,应根据钢种成分、对焊缝性能的要求指标及焊接规范大小的变化等进行综合分析之后,再决定所采用的焊丝和焊剂。
低碳钢用焊丝由于焊缝中合金成分不多,故可采用焊丝渗合金,也可采用焊剂渗合金。
通过焊剂向焊缝中过渡时，有利于改善焊缝的抗热裂纹能力和抗气孔性能;通过焊丝向焊缝中过渡时,有利于提高焊缝的低温韧性。
焊接低碳钢时多采用低碳焊丝(H08A等),当母材含碳量较高或强度要求较高、而对焊缝韧性要求不高时,也可采用含碳量较高的焊丝,如H15A或H15Mn等。
半自动下向焊技术与传统手工焊技术的应用对比
短焊 工培训周期 。焊缝厚度比常规打底根焊道厚度 更合适小 口径管道焊接 ，既降低 了烧穿、穿丝等缺 陷的 出现几率 ，又提高 了焊接生产率。 金属粉芯焊丝实质是实芯焊 丝和药芯焊丝的混 合物 。这种焊丝既有渣量少的实芯焊 丝的长处 ，又 兼备高熔敷速度 、电弧柔软和焊接工艺性能好等熔 渣型药芯焊 丝的优点。由于金属粉芯焊丝是 由薄钢 带包裹粉剂组成 ，电流主要从钢带通过 ，其 电流密 度大 ，熔敷速度快 ，同时焊芯 中含有大量的铁粉、 铁合金和金属粉 ，非金属矿物含量很 少，因此它比 实芯焊 丝和熔渣型药芯焊丝具有更高 的熔敷速度和
熔 敷效 率 。 综 上 所述 ，与 传 统 的 根 焊 技 术 相 比 ，ＲＭ Ｄ＋ 金 属 粉 芯焊 丝 气 体 保 护半 自动 焊具 有以 下 优 点 ：① 飞 溅极 少， 焊后 基本不需要清渣 ， 节 省 了层 间清 理 时
管 道管 壁较薄等特 点 ，熔敷速度更快， 热影响区更
小 ，焊层厚度和焊接参数更合适 ，熔池更易控制 ， 减小 了烧穿 、夹杂 、气孔、穿丝的几率 ，生产效率 也较高。②焊接参数合适 ，熔池易于控制 。焊缝外
Ｎ ｉ ｌ Ｊ（ １ ． ６ ｍ ｍ）。 （ １ ）ＲＭＤ＋ 金属 粉 芯焊丝 根焊技 术 ＲＭＤ
护药芯焊丝能显著减少填充 、盖面时 的烧穿现象， 更适 合小 口径长输管道建设 。
（ 熔敷金属控制 ）是一种通过软件精确控制短路过 渡的技术 ，可使焊 接熔池更平静 ，电弧更稳定。在
连接不畅、对 口间隙、错边等 因素影响焊缝质量 ， 造成未熔 透、气孔等缺 陷。为避免这些缺 陷，焊前
应 做好 以 下 几 点 ：
第一 ，焊接前检查焊机线路连接 ，接 线柱螺母 必 需拧 紧 ，尤其 是负 电压检测 电缆要 确保连接 通 畅 ，以免 因接受信号 不良而影响正常焊接 。此外也
熔 敷效 率 。 综 上 所述 ，与 传 统 的 根 焊 技 术 相 比 ，ＲＭ Ｄ＋ 金 属 粉 芯焊 丝 气 体 保 护半 自动 焊具 有以 下 优 点 ：① 飞 溅极 少， 焊后 基本不需要清渣 ， 节 省 了层 间清 理 时
管 道管 壁较薄等特 点 ，熔敷速度更快， 热影响区更
小 ，焊层厚度和焊接参数更合适 ，熔池更易控制 ， 减小 了烧穿 、夹杂 、气孔、穿丝的几率 ，生产效率 也较高。②焊接参数合适 ，熔池易于控制 。焊缝外
Ｎ ｉ ｌ Ｊ（ １ ． ６ ｍ ｍ）。 （ １ ）ＲＭＤ＋ 金属 粉 芯焊丝 根焊技 术 ＲＭＤ
护药芯焊丝能显著减少填充 、盖面时 的烧穿现象， 更适 合小 口径长输管道建设 。
（ 熔敷金属控制 ）是一种通过软件精确控制短路过 渡的技术 ，可使焊 接熔池更平静 ，电弧更稳定。在
连接不畅、对 口间隙、错边等 因素影响焊缝质量 ， 造成未熔 透、气孔等缺 陷。为避免这些缺 陷，焊前
应 做好 以 下 几 点 ：
第一 ，焊接前检查焊机线路连接 ，接 线柱螺母 必 需拧 紧 ，尤其 是负 电压检测 电缆要 确保连接 通 畅 ，以免 因接受信号 不良而影响正常焊接 。此外也
伯乐金属粉芯药芯焊丝——更高效、更经济的药芯焊丝
（）焊道表面无氧化，焊道金属力挚性能优 ２
异，如表 ２ 所示。图４ 为伯乐Ｃ ３４ Ｎ １／型金属粉芯焊丝 （ ）与实芯焊丝 （ ）焊缝金属冲击韧度比较。 ＭＣ Ｉ Ｇ
咬边。角焊缝 （Ｆ ２ ）采用
金属粉芯药芯焊丝的焊道
（） ３ 无需很贵的保护气 体。
（）无需噪声大的脉冲弧焊电源。 ４
表２熔 敷金属力学性能 （０ ２℃）
■ ’
比实芯焊丝更宽。 誊 ‘ 。 金属粉芯 药芯焊丝多道焊可显著降低焊缝表面氧
‘ ＿
化，同时具有与实芯焊丝相近的大约９ ％的金属回收 ８ 率。Ｃ － 金属粉芯药芯焊丝焊缝金属微观组织 Ｎ １ ４— ３ ＿ＭＣ 结构见图２ 。
工艺标准有了可能。
．
三 伯乐金属粉芯药芯焊丝的主要应用 领域
１伯乐金属粉芯药芯焊丝种类 ．
（）不锈钢金属粉芯药芯焊丝 １
ＥＮ Ｓ ｌ ６ ３一Ａ：０ ６ Ｉ Ｕ ３ ７ ２ ０ ＡＷ Ｓ５ ９—９ ． ３
：
４ 优异的润湿特性使其具有较大的焊接参数 ， 范围 。 ’
器２ ５
２ ０
（）与实芯焊丝熔化极气体保护焊一样 ，保护气 ３
体推荐采用Ａ ２ ％ Ｃ ２ 什 ． ５ Ｏ ，气体流量 ： １ —１ Ｌｍ ｎ ５ ８ ／ｉ。
１ ５５ １ 来自Ｏ１ ５保护气体应避免使用更高含量的Ｃ ： ０ ，因为碳含 Ｏ 或 ： 量增加会降低熔敷金属的抗晶间腐蚀能力，同时过多的 氧含量会降低熔敷金属冲击值并增加焊缝表面氧化。
３同一直径焊丝适用范围广，焊接效率高 ．
使用伯乐金属粉芯药芯焊丝焊接时，选择比实芯
温度／ ＇ Ｃ
焊丝直径较大的焊丝对焊接质量并没有影响。此特性使 伯乐金属粉芯药芯焊丝可适于焊接各种厚度的材料 ； 这
国外金属粉型药芯焊丝简介
国 外 金 属 粉 型 药 芯 焊 丝 简 介
中国钢研 科技 集 团公 司（ 京 市 １０ ８ ） 北 ０ ０ １
摘要
喻
萍 尹士科
金属粉型药芯焊丝 以其优 良的焊接工艺性能和高 的焊接效率 ， 在国外发达 国家得到 了广泛的应用 。其
归属问题在 国际上并不统一 ， ＷＳ将其归于实心焊丝标准 中， ＩＯ Ｅ Ａ 而 Ｓ 、 Ｎ和 ＪＳ将其 归于药 芯焊丝标 准 中， 国在 Ｉ 中 ２０ ０８年新修订 的低合金钢药 芯焊 丝中 ， 将低合金钢用金属粉型药芯焊丝归 于此类 。文 中介绍 了国外知 名焊接材料
焊丝》 用字母 “ 表示金属粉 型药芯焊丝 ； 中， Ｍ” 不锈钢 和耐热 钢金 属粉 型药 芯 焊丝 归 于 ＩＯ １６ ３ ２０ （ Ｓ ７ ３－ ０４ 不 锈钢和耐热钢气体保护焊和 自保护焊用药芯焊丝》 中，
也 用字 母 “ 表 示 金 属 粉 型 药 芯 焊 丝 。在 欧 洲 和 １ Ｍ” ３
收 稿 日期 ： ０ ８—１ ２０ ２—１ ８
金 属粉 型 ， 见 Ａ ５ ２— １９ 详 ＷＳＡ ．６ ９７的《 电立 焊用 碳 气 钢 和低合 金钢 焊丝 》 标准 。
ＩＯ标准 将金 属 粉 型药 芯 焊 丝 列 入 药 芯 焊 丝标 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ Ｓ
中， 其中碳钢 和低 合金钢金属粉 型药芯焊丝归 于 ＩＯ Ｓ １６２ ２０ （ ７３－ ０４ 碳钢和细晶粒钢气保护和 自保护用药 芯
推广 使用 。
别 为 一 ０℃或 一３ Ｃ； ２ ０ｏ 低合 金 钢用 金属 粉 型药 芯焊 丝 归 类在 Ａ ５ ２ ＿２０ 《 ＷＳＡ ．８ ０５ 低合 金 钢 用 气 保 护 焊 焊 丝 和 填充丝 》 ， 中 型号 为 Ｅ×ＸＣ一， 后 的字 母 Ｂ、 、 其 Ｍ Ｄ、
中国钢研 科技 集 团公 司（ 京 市 １０ ８ ） 北 ０ ０ １
摘要
喻
萍 尹士科
金属粉型药芯焊丝 以其优 良的焊接工艺性能和高 的焊接效率 ， 在国外发达 国家得到 了广泛的应用 。其
归属问题在 国际上并不统一 ， ＷＳ将其归于实心焊丝标准 中， ＩＯ Ｅ Ａ 而 Ｓ 、 Ｎ和 ＪＳ将其 归于药 芯焊丝标 准 中， 国在 Ｉ 中 ２０ ０８年新修订 的低合金钢药 芯焊 丝中 ， 将低合金钢用金属粉型药芯焊丝归 于此类 。文 中介绍 了国外知 名焊接材料
焊丝》 用字母 “ 表示金属粉 型药芯焊丝 ； 中， Ｍ” 不锈钢 和耐热 钢金 属粉 型药 芯 焊丝 归 于 ＩＯ １６ ３ ２０ （ Ｓ ７ ３－ ０４ 不 锈钢和耐热钢气体保护焊和 自保护焊用药芯焊丝》 中，
也 用字 母 “ 表 示 金 属 粉 型 药 芯 焊 丝 。在 欧 洲 和 １ Ｍ” ３
收 稿 日期 ： ０ ８—１ ２０ ２—１ ８
金 属粉 型 ， 见 Ａ ５ ２— １９ 详 ＷＳＡ ．６ ９７的《 电立 焊用 碳 气 钢 和低合 金钢 焊丝 》 标准 。
ＩＯ标准 将金 属 粉 型药 芯 焊 丝 列 入 药 芯 焊 丝标 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ Ｓ
中， 其中碳钢 和低 合金钢金属粉 型药芯焊丝归 于 ＩＯ Ｓ １６２ ２０ （ ７３－ ０４ 碳钢和细晶粒钢气保护和 自保护用药 芯
推广 使用 。
别 为 一 ０℃或 一３ Ｃ； ２ ０ｏ 低合 金 钢用 金属 粉 型药 芯焊 丝 归 类在 Ａ ５ ２ ＿２０ 《 ＷＳＡ ．８ ０５ 低合 金 钢 用 气 保 护 焊 焊 丝 和 填充丝 》 ， 中 型号 为 Ｅ×ＸＣ一， 后 的字 母 Ｂ、 、 其 Ｍ Ｄ、
金属粉芯焊在气田站场工艺中的引进与实用性分析
摘要 ： 金属粉 芯 型 气体 保 护焊 丝被评 价 为 “ 替 实芯 焊丝 的焊接 材 料” 它既有 渣 量 少的 实心 焊丝 的长 处 又兼备 高熔敷 速度 、 代 ， 电弧 柔软 、 焊 接 工 艺性 能好 等熔 渣型 药 芯焊丝 的优 点 ， 属粉 芯焊丝在 大 口径 长输 管道 中成 熟应 用 ， 是对 于站 场工 艺应用 较 少 ， 对金 属粉 芯 焊在 气 田站 金 但 现
ｔ ｉ Ｉ ｔ ｄ ｃｉｎａ ｄ ｆａ ｉｉ ｔ ｆｍ ｔｌ ｏ ｄ ｒ ｏｅ ｒ ｗ ｌｉ ｇｉ ａ ｉｌｓｔｃ ｎｑ ｅｉ ｐ ａ ｔ ａｌ ｎ ｌｚ ｄ ｈｓ， ｎｒ ｕ ｔ ｎ ｓｂｌ ｙ ｏ ｅａ ｗ ｅ ｒｄ ａｃ ｅｄｎ ｇ ｓｆ ｄ ｅ ｈ ｉ ｕ ｒｃｉ ｌ ａ ａｙｅ ． ｏ ｏ ｅ ｉ ｐ ｃ ｎ ｅ ｓ ｃ ｙ
・５ ４・
价值 工程
金属粉 芯 焊在 气 田站 场 工 艺 中的 引进 与 实用 性分 析
Ｉ ｔｏ ｎ ｒ ｄｕｃ ｄ ａ ｉ ｌｔ ｅ ａｎ Ｆｅ ｓｂｉｉｙ Ａｎａ ｙ ｉ ｆＭ ｅ ａｌＰｏｗｄｅ ｒ ｄ Ａｒ ｅｄｉ ｎ Ｇａ ｅｄｓＴｅ ｈｎ ｑ ｌ ｓｓｏ ｔ ｒ Ｃｏ ｅ ｃ Ｗ ｌ ｎｇ ｉ ｓ Ｆｉ ｌ ｃ ｉ ｕｅ
场工 艺的 引进与 实用性进 行分 析 。
Ａｂｓｒ ｃ ： Ｍｅａ ｐ ｗｄ ｒ ｏ ｅ ａｃ ｔａ ｔ ｔｌ ｏ ｅ ｃ ｒｄ ｒ ｗｅｄｉｇ ａ ｓ ｉｌ ｄ ｌ ｎ ｇ ｓ ｈｅｄｅ ｍｅａ ｃ ｒｄ ｔｌ ｏｅ ｗｉｅ ｒ ｗａ ｅ ａｕａｅ ａ ’ｎ ｔａ ｏ ｏｉ ｗｉｅ ｗｅ ｄｎ ｔｒａ” ｉ ａ ｓ ｖ ｌ ｔｄ ｓ ’ ｓｅ ｄ ｆ ｓ ｌｄ ｉ ｒ ｌ ｉｇ ｍａｅ ｉｌ， ｔ ｓ ｈ ｃ ａ ａ ｔｒｓｉｓｏ ｓ ｏｉ ｅ ｉ ｅｈ ｓａ ｄ ｔｅ ｓｒ ｎ ｔｓｏ ｉｈ ｈ ｒｃｅ ｉｔｃ ｆｌ ｓｓ ｌｄ ｒｓｄｕ ａ ｎ ｈ ｔｅ ｇｈ ｆｈｇ －ｗｉｅ ｄ ｐ ｓｔ ｎ ｒ ｔ， ｒ ｏ ，ａ ｄ ｇ ｏ ｌ ｉｇ ｐ ｏ ｅ ｔｅ ｆｓａ ｈ ｄｖ ｎａ ｅ ｆｔｐ ｅ ｒ ｅ ｏ ｉｏ ａｅ ａ ｃ ｓｆ ｎ ｏ ｄｗｅｄｎ ｒｐ ｒｉｓｏ ｌｇ ｔｅ ａ ａ ｔｇ ｓｏ ｅ ｉ ｔ ｙ ｌ ｘ ｃ ｒ ｄ ｗｉｅＭｅａ ｃ ｒｄ ｗｉｅ ｉ ｏ ｉｔｎ ｅ ｔａ ｐ ｒａｉｎ ｏ ａｇ ｉｍｅｅ ａ ｔ ｒｌ ｐ ｌｅ ，ｂ ｔｉ ａｅｙ ａ ｐｌ ｏ ｈ ｔｔ ｒ ｃ ｓ ．Ｆ ｒ ｆｕ ｏｅ ｒ ． ｔ ｏ ｅ ｒ ｎ ｌｎｇ ｄｓａ ｃ ｒｎｓ ｏｔｔｏ ｆｌｒ ｅ ｄａ ｔｒ ｈ ｓ ｍａｕ ｅｙ ａ ｐ ｉｄ ｕ ｓ ｒｒ ｌ ｐ ｉｄ ｆｒｔ ｅ ｓａｉｎ ｐ ｏ ｅ ｓ ｏ ｌ ｅ ｏ
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2.按焊丝的形状结构 实心焊丝和药芯焊丝。药 芯焊丝又分为气保护和自保护两种。
• 钛型全位置药芯焊丝占世界和中国药芯焊丝市场的90%以上，是市场 的主导产品，经过十几年的发展，该类型的国产产品已经达到国际先 进水平，完全可以取代进口。以前困扰药芯焊丝企业的三大问题，气 孔（凹坑）、裂纹和送丝都得到明显改善。
• 国产自保护药芯焊丝已成功用于西气东输二线的X80钢管道焊接，达 到世界先进水平。
• 2008年中国药芯焊丝出口量约为有8.1万吨，其中外资企业 占6.6万吨，内资企业占1.5万吨。内资企业的出口主要以 贴牌贸易为主，真正以民族品牌出口的药芯焊丝份额很小。
• 中国已有3家内资企业的药芯焊丝年产销量超过3 万吨，跻身世界药芯焊丝产销量前十强。
• 中国药芯焊丝生产企业呈现国资控股、外资和民 营三足鼎立之势。
焊丝: •以丝线盘、塑料线盘或线圈方式提供 •随机缠绕或有序缠绕
提供：Lincoln Electric
塑料线盘
提供：Lincoln Electric
丝线盘
பைடு நூலகம்
提供 ： Lincoln Electric
线圈
• 随着自动焊接技术的迅速发展，焊丝的需 求量和品种增长很快，尤其是药芯焊丝的 发展速度更加突出。
✓ 占全部焊接材料的比例由10%提高到30%，表明中国 焊接自动化水平的不断提高。
• 中国部分行业实心焊丝的年使 用量见表4，可见气体保护焊实 心焊丝的应用面在不断扩大， 应用前景十分广阔。
• 在2008年焊接材料出口统计中， 气体保护焊实心焊丝ER70S-6 等品种出口约15万吨，出口量 约占焊接材料总出口量的39.5%。
成功了低碳微合金焊丝，用于X70、X80管线钢的埋弧焊接。 但一些特殊要求的焊丝，目前仍依赖进口。 • 埋弧焊丝的发展方向，一是与钢厂联合，开发研制各种强度 级别的低碳高韧高强钢焊丝；二是发展金属粉芯埋弧焊丝。
药芯焊丝的现状
• 中国药芯焊丝的研制始于20世纪60年代中期，但很长时间 停留在试验摸索阶段，没有实现工业化生产。
• 美国的金属粉芯焊丝在注重提高焊缝内在质量的同时，还注重改善焊 接工艺性能，提高熔敷效率，一些品种可适用于全位置焊接。
• 2008年，日本药芯焊丝产量占焊接材料总产量的 36%~37%，韩国占52%。
• 2008年，中国药芯焊丝总产量约占焊接材料总量 的9.1%，仍然有较大提升空间。
• 预计未来10年内，药芯焊丝份额将达到焊接材料 总量的15%~20%。
• 2007年中国的药芯焊丝总产量跃居世界第一，达22万吨， 2008年超过34万吨，其中结构钢药芯焊丝约32万吨，堆焊 药芯焊丝约2万吨，继续保持世界冠军的地位。
• 到2008年，民族品牌的药芯焊丝已经占到中国市场的60% 以上，若加上在中国内地生产的外资品牌药芯焊丝，国产 药芯焊丝市场份额已超过95%。
• 外资企业主要有美国ITW集团、天泰公司、美国 林肯公司、韩国现代、韩国高丽等；
• 国资控股企业主要有天津三英、北京安泰等；
• 民营企业主要有天津金桥和天津大桥等。
• 目前国内已有药芯焊丝生产企业60多家。2008年 产销超过3万吨的企业有6家以上，年产1万吨以 上的企业有10余家。
药芯焊丝产品现状
• 年产能在5~10万吨以上的骨干企业群已初步形成。 • 许多大型生产企业可生产高效桶装实心焊丝，反映了中国
焊接技术水平的提高，焊接材料生产技术的逐步完善和成 熟且向高效自动化方向发展，并与国际接轨。 • 气体保护焊实心焊丝行业的发展趋势为产能和产量不断增 加、产品质量逐步提高、产品品种日渐完善。
✓ 10年来实心焊丝产量由1999年的10万吨提高到2008 年的116万吨；平均年增长率超过30%；
埋弧焊焊丝现状
• 目前，年产量约20万吨，生产厂商近百家，分布全国各地； • 生产品种有20多种，大部分以盘状供货，只有少数生产企业
可提供桶装埋弧焊丝； • 低碳钢、低合金钢用埋弧焊丝占80%以上，产品质量基本满
足中国低碳钢、低合金钢的焊接技术要求。 • 为了适应钢材高强度、高韧性、微合金化的发展趋势，研制
• 金属粉芯药芯焊丝的品质提升和推广应用，是药芯焊丝的一个重要发 展方向。金属粉芯药芯焊丝与传统金红石型或中性及碱性熔渣型药芯 焊丝相比，具有熔敷速度高、焊接熔渣少、焊接烟尘少、扩散氢含量 低、焊缝成形好、熔敷金属化学成分和力学性能容易调整等一系列优 点。
• 日本开发的各类金属粉芯焊丝，偏重于提高熔敷速度和效率，大都只 能进行平焊和平角焊，少数品种可用于横焊，但基本不能适用于全位 置焊接。
• 目前国产焊丝已达70余种，我国焊丝和焊 剂的产量约占焊材总量的10%左右，远远 低于工业发达国家的比例。
• 随着社会需求和药芯焊丝制造技术的提高， 估计在不远的将来，我国焊丝生产将有一 个较大的飞跃，逐步缩小与欧、美等工业 发达国家的差距。
实心焊丝现状
• 中国现有气体保护焊实心焊丝生产企业200余家，生产品 种包括碳钢、低合金高强钢、耐热钢、不锈钢等气体保护 焊实心焊丝。
• 中国药芯焊丝将由造船业逐步向钢结构、石化、 汽车和机械制造等行业普及推广。
• 将工作重点转移到调整结构、优化升级、研发新 品上，大力发展优质高效的新型药芯焊丝。
5.1 焊丝的分类
焊丝有多种分类方法，常用分类方法为：
1.按适用的焊接方法 埋弧焊焊丝、CO2焊焊丝、 钨极氩弧焊焊丝、自保焊焊丝及电渣焊焊丝等
• 近5年中国气体保护焊实心焊丝 出口情况如图5示，可见出口量 及其所占焊接材料总出口量的 比例逐年上升。
• 在实心焊丝的制造工艺方面，近年国外推 出了先进制造工艺，如非镀铜特殊涂层实 心焊丝制造工艺，国内已有类似产品推出。
• 目前这种焊丝成本较高，对导电嘴磨损较 大和承载大电流能力较弱的问题尚待进一 步完善和解决。
焊接物理
(Welding Physics)
山东大学材料科学与工程学院 孙俊生
第5章 焊丝设计基础
焊丝是焊接时作为填充金属或同时作为导电用的 金属丝，它是埋弧焊、气体保护焊、自保护焊、 电渣焊和气电立焊等工艺方法的焊接材料。 随着焊接技术的发展，焊丝的消耗量不断增加。
药芯焊丝
MIG/MAG焊接耗材
• 钛型全位置药芯焊丝占世界和中国药芯焊丝市场的90%以上，是市场 的主导产品，经过十几年的发展，该类型的国产产品已经达到国际先 进水平，完全可以取代进口。以前困扰药芯焊丝企业的三大问题，气 孔（凹坑）、裂纹和送丝都得到明显改善。
• 国产自保护药芯焊丝已成功用于西气东输二线的X80钢管道焊接，达 到世界先进水平。
• 2008年中国药芯焊丝出口量约为有8.1万吨，其中外资企业 占6.6万吨，内资企业占1.5万吨。内资企业的出口主要以 贴牌贸易为主，真正以民族品牌出口的药芯焊丝份额很小。
• 中国已有3家内资企业的药芯焊丝年产销量超过3 万吨，跻身世界药芯焊丝产销量前十强。
• 中国药芯焊丝生产企业呈现国资控股、外资和民 营三足鼎立之势。
焊丝: •以丝线盘、塑料线盘或线圈方式提供 •随机缠绕或有序缠绕
提供：Lincoln Electric
塑料线盘
提供：Lincoln Electric
丝线盘
பைடு நூலகம்
提供 ： Lincoln Electric
线圈
• 随着自动焊接技术的迅速发展，焊丝的需 求量和品种增长很快，尤其是药芯焊丝的 发展速度更加突出。
✓ 占全部焊接材料的比例由10%提高到30%，表明中国 焊接自动化水平的不断提高。
• 中国部分行业实心焊丝的年使 用量见表4，可见气体保护焊实 心焊丝的应用面在不断扩大， 应用前景十分广阔。
• 在2008年焊接材料出口统计中， 气体保护焊实心焊丝ER70S-6 等品种出口约15万吨，出口量 约占焊接材料总出口量的39.5%。
成功了低碳微合金焊丝，用于X70、X80管线钢的埋弧焊接。 但一些特殊要求的焊丝，目前仍依赖进口。 • 埋弧焊丝的发展方向，一是与钢厂联合，开发研制各种强度 级别的低碳高韧高强钢焊丝；二是发展金属粉芯埋弧焊丝。
药芯焊丝的现状
• 中国药芯焊丝的研制始于20世纪60年代中期，但很长时间 停留在试验摸索阶段，没有实现工业化生产。
• 美国的金属粉芯焊丝在注重提高焊缝内在质量的同时，还注重改善焊 接工艺性能，提高熔敷效率，一些品种可适用于全位置焊接。
• 2008年，日本药芯焊丝产量占焊接材料总产量的 36%~37%，韩国占52%。
• 2008年，中国药芯焊丝总产量约占焊接材料总量 的9.1%，仍然有较大提升空间。
• 预计未来10年内，药芯焊丝份额将达到焊接材料 总量的15%~20%。
• 2007年中国的药芯焊丝总产量跃居世界第一，达22万吨， 2008年超过34万吨，其中结构钢药芯焊丝约32万吨，堆焊 药芯焊丝约2万吨，继续保持世界冠军的地位。
• 到2008年，民族品牌的药芯焊丝已经占到中国市场的60% 以上，若加上在中国内地生产的外资品牌药芯焊丝，国产 药芯焊丝市场份额已超过95%。
• 外资企业主要有美国ITW集团、天泰公司、美国 林肯公司、韩国现代、韩国高丽等；
• 国资控股企业主要有天津三英、北京安泰等；
• 民营企业主要有天津金桥和天津大桥等。
• 目前国内已有药芯焊丝生产企业60多家。2008年 产销超过3万吨的企业有6家以上，年产1万吨以 上的企业有10余家。
药芯焊丝产品现状
• 年产能在5~10万吨以上的骨干企业群已初步形成。 • 许多大型生产企业可生产高效桶装实心焊丝，反映了中国
焊接技术水平的提高，焊接材料生产技术的逐步完善和成 熟且向高效自动化方向发展，并与国际接轨。 • 气体保护焊实心焊丝行业的发展趋势为产能和产量不断增 加、产品质量逐步提高、产品品种日渐完善。
✓ 10年来实心焊丝产量由1999年的10万吨提高到2008 年的116万吨；平均年增长率超过30%；
埋弧焊焊丝现状
• 目前，年产量约20万吨，生产厂商近百家，分布全国各地； • 生产品种有20多种，大部分以盘状供货，只有少数生产企业
可提供桶装埋弧焊丝； • 低碳钢、低合金钢用埋弧焊丝占80%以上，产品质量基本满
足中国低碳钢、低合金钢的焊接技术要求。 • 为了适应钢材高强度、高韧性、微合金化的发展趋势，研制
• 金属粉芯药芯焊丝的品质提升和推广应用，是药芯焊丝的一个重要发 展方向。金属粉芯药芯焊丝与传统金红石型或中性及碱性熔渣型药芯 焊丝相比，具有熔敷速度高、焊接熔渣少、焊接烟尘少、扩散氢含量 低、焊缝成形好、熔敷金属化学成分和力学性能容易调整等一系列优 点。
• 日本开发的各类金属粉芯焊丝，偏重于提高熔敷速度和效率，大都只 能进行平焊和平角焊，少数品种可用于横焊，但基本不能适用于全位 置焊接。
• 目前国产焊丝已达70余种，我国焊丝和焊 剂的产量约占焊材总量的10%左右，远远 低于工业发达国家的比例。
• 随着社会需求和药芯焊丝制造技术的提高， 估计在不远的将来，我国焊丝生产将有一 个较大的飞跃，逐步缩小与欧、美等工业 发达国家的差距。
实心焊丝现状
• 中国现有气体保护焊实心焊丝生产企业200余家，生产品 种包括碳钢、低合金高强钢、耐热钢、不锈钢等气体保护 焊实心焊丝。
• 中国药芯焊丝将由造船业逐步向钢结构、石化、 汽车和机械制造等行业普及推广。
• 将工作重点转移到调整结构、优化升级、研发新 品上，大力发展优质高效的新型药芯焊丝。
5.1 焊丝的分类
焊丝有多种分类方法，常用分类方法为：
1.按适用的焊接方法 埋弧焊焊丝、CO2焊焊丝、 钨极氩弧焊焊丝、自保焊焊丝及电渣焊焊丝等
• 近5年中国气体保护焊实心焊丝 出口情况如图5示，可见出口量 及其所占焊接材料总出口量的 比例逐年上升。
• 在实心焊丝的制造工艺方面，近年国外推 出了先进制造工艺，如非镀铜特殊涂层实 心焊丝制造工艺，国内已有类似产品推出。
• 目前这种焊丝成本较高，对导电嘴磨损较 大和承载大电流能力较弱的问题尚待进一 步完善和解决。
焊接物理
(Welding Physics)
山东大学材料科学与工程学院 孙俊生
第5章 焊丝设计基础
焊丝是焊接时作为填充金属或同时作为导电用的 金属丝，它是埋弧焊、气体保护焊、自保护焊、 电渣焊和气电立焊等工艺方法的焊接材料。 随着焊接技术的发展，焊丝的消耗量不断增加。
药芯焊丝
MIG/MAG焊接耗材