藥芯焊絲的發(fā)展動(dòng)態(tài)研究

摘要：藥芯焊絲是一種新型焊接材料，為近年來(lái)迅速發(fā)展的一種新型焊接材料，以其生產(chǎn)效率高、工藝性能好、焊接質(zhì)量好、力學(xué)性能高著稱，本文簡(jiǎn)要分析了藥芯焊絲的發(fā)展優(yōu)勢(shì)、生產(chǎn)工藝流程和發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：藥芯焊絲 焊接 焊機(jī) 焊條

1 藥芯焊絲的優(yōu)勢(shì)

藥芯焊絲是在很細(xì)的金屬管內(nèi)充填能改善焊接性能，提高焊接質(zhì)量，加快金屬熔敷速度的藥粉而生產(chǎn)的自動(dòng)化焊接新材料。藥芯焊絲主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)有以下幾方面：

1.1 生產(chǎn)效率高

藥芯焊絲可以連續(xù)自動(dòng)化或半自動(dòng)化焊接，大大縮短了更換焊條、引弧和收弧等輔助時(shí)間。由于藥芯焊絲斷面通電面積小，在相同電流下，藥芯焊絲焊接電流密度大，產(chǎn)生的焦耳熱增多，故熔敷速度高。藥芯焊絲生產(chǎn)效率是手工電焊條的3～5倍，或是實(shí)芯焊絲的1～2倍。

1.2 焊接質(zhì)量好

藥芯焊絲可以方便地調(diào)整熔敷金屬的化學(xué)成份，進(jìn)而改善焊縫的力學(xué)性能，采用藥芯焊絲可以得到與焊接母材相匹配的化學(xué)成份和力學(xué)性能。除結(jié)構(gòu)鋼焊絲外，可以方便地生產(chǎn)高強(qiáng)度鋼焊絲、不銹鋼焊絲、堆焊焊絲等。

1.3 綜合成本低

藥芯焊絲由于利用率高，焊絲熔敷速度快，焊絲消耗的熔敷金屬量小，人工工時(shí)費(fèi)用低。因而藥芯焊絲與手工焊條、實(shí)芯焊絲相比，綜合成本低。

藥芯焊絲的出現(xiàn)，適應(yīng)了焊接生產(chǎn)向高效、低成本、自動(dòng)化、智能化生產(chǎn)發(fā)展的趨勢(shì)。因而在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家得到了快速的發(fā)展。而我國(guó)藥芯焊絲的工業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用，以九十年代末才開始。近幾年，造船、重型機(jī)械、石油、化工等行業(yè)逐步認(rèn)識(shí)到藥芯焊絲的優(yōu)越性能，使用量越來(lái)越多。

國(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，藥芯焊絲作為焊接材料的用量越來(lái)越大，美國(guó)藥芯焊絲用量達(dá)到了焊材總量的40%以上；日本已達(dá)到了35%，歐洲工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家也已達(dá)到了30%。我國(guó)采用藥芯焊絲是從為國(guó)外造船開始，現(xiàn)在已波及到船舶制造、重型機(jī)械、機(jī)車車輛、鐵路大橋、冶金、石油化工等行業(yè)。

據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)資料表明，2000年我國(guó)藥芯焊絲用15000噸全部依靠進(jìn)口。按照焊接行業(yè)規(guī)劃要求，到2005我國(guó)藥芯焊絲的用量爭(zhēng)取達(dá)到焊材總量的5%，即5萬(wàn)噸。因此，發(fā)展建設(shè)藥芯焊絲生產(chǎn)基地，在國(guó)內(nèi)焊接領(lǐng)域具有舉足輕重的意義。

隨著焊接自動(dòng)化、半自動(dòng)化水平的逐步提高，自動(dòng)焊絲使用量越來(lái)越大，藥芯焊絲品種多，焊接性能能滿足各種場(chǎng)合、各種性能的要求，而且制造工藝簡(jiǎn)單，成本低，其發(fā)展前景非?？捎^。

2 藥芯焊絲的生產(chǎn)工藝流程

①帶鋼→縱剪分條→帶卷重繞→清洗→烘干→管成型→充填藥粉→管閉口軋輥→粗減徑→半成品收卷；②大盤粗絲開卷→細(xì)減徑→拋光→成品收卷；③大盤成品開卷→矯直→成品層繞→熱塑封裝→包裝→入庫(kù)。

3 藥芯焊絲市場(chǎng)分析及預(yù)測(cè)

3.1 鋼鐵工業(yè)

2000年我國(guó)鋼產(chǎn)量達(dá)1.2億噸，其中焊接結(jié)構(gòu)將由目前的35%提高到50%（一些工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家均在50%以上）。2001年將有6000萬(wàn)噸鋼材要制造出用途不同的焊接結(jié)構(gòu)，對(duì)焊接質(zhì)量和自動(dòng)化水平要求很高。

3.2 能源工業(yè)

到2001年我國(guó)發(fā)電量已達(dá)到1.6萬(wàn)億度，水輪機(jī)渦殼、葉片等都要求精度高、焊接量非常大。能源工業(yè)許多領(lǐng)域，如：石油、天然氣、煤炭等大量化工容器，分餾裝置，管線，焊接加工占十分重要位置。

從科技發(fā)展看，我國(guó)煤炭是工業(yè)的糧食，是我國(guó)重要能源（占76.2%）管線運(yùn)煤技術(shù)已提交日程。用1米直徑的管線年運(yùn)輸量相當(dāng)于鐵路30-50倍，必須用大量的高質(zhì)量焊接材料才能完成。

3.3 造船工業(yè)

到2001年，我國(guó)已躍居世界造船第四位，達(dá)到250萬(wàn)噸船舶產(chǎn)量，使用藥芯焊絲每年在10000噸以上，進(jìn)口焊絲需耗費(fèi)大量外匯。

3.4 鐵路行業(yè)

我國(guó)鐵路總長(zhǎng)已達(dá)7萬(wàn)公里，居世界第四位，車輛及機(jī)車制造中焊接技術(shù)具有極重要作用。如每輛貨車焊縫需用1噸焊絲，每年我國(guó)制造貨車6000輛、客車3000輛、機(jī)車800臺(tái)。今后鐵路向準(zhǔn)高速160KM/H發(fā)展，焊接工藝，焊接材料將占十分重要位置，焊絲用量很大。

另外，航空、航天等許多領(lǐng)域都需要極高的焊接工藝和與之配備的焊絲材料。

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)有各類焊機(jī)30萬(wàn)臺(tái)，自動(dòng)、半自動(dòng)焊約占1/3，系統(tǒng)和智能系統(tǒng)將開始在焊機(jī)生產(chǎn)中應(yīng)用。航空、航天、飛行器、核能裝置、汽車、醫(yī)療器械及精密儀器將更多采用激光，電子束等高能束焊接方法，采用計(jì)算機(jī)焊接輔助設(shè)計(jì)、制造等。我國(guó)每年需各類焊接材料80-100萬(wàn)噸。其中自動(dòng)、半自動(dòng)焊及高效節(jié)能CO2氣保護(hù)焊將達(dá)30%，焊接機(jī)械化，自動(dòng)化程度將達(dá)50%左右，擴(kuò)大機(jī)器人焊接應(yīng)用，焊接柔性制造系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)。

藥芯焊絲作為第四代焊接新材料是近年來(lái)迅速發(fā)展的一種新型焊接材料，以其生產(chǎn)效率高，工藝性能好，焊接質(zhì)量好，力學(xué)性能高，綜合成本低等無(wú)可比擬的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)性受到世界焊接業(yè)一致認(rèn)同。近年來(lái)我國(guó)研究開發(fā)國(guó)產(chǎn)藥芯焊絲取得長(zhǎng)足的進(jìn)步，已有一些產(chǎn)品達(dá)到或接近國(guó)外先進(jìn)水平。為我國(guó)焊接技術(shù)水平的提高，焊接材料的更新?lián)Q代打下基礎(chǔ)。

藥芯焊絲與手工焊條相比具有十分明顯的優(yōu)勢(shì)，主要把斷續(xù)的焊接過(guò)程變成連續(xù)的生產(chǎn)方式，從而減少接頭數(shù)目，提高焊縫質(zhì)量，提高了生產(chǎn)效率，節(jié)約了能源。

藥芯焊絲主要優(yōu)勢(shì)：

①操作工藝性能優(yōu)良。藥芯焊絲電弧燃燒穩(wěn)定，熔滴過(guò)渡流暢，頻率增大飛濺少，焊縫成形美觀，幾何尺寸正確。

②藥芯焊絲焊縫力學(xué)性能好。尤其是抗沖擊韌性高，焊縫純度高，表面光滑。

③藥芯焊絲品種多，如低碳低合金系列，不銹鋼系列，耐熱鋼系列，堆焊合金鋼系列。

④藥芯焊絲在較低電流情況下，電弧穩(wěn)定，焊縫連續(xù)性好，即使是4mm小焊腳也較易焊接。

⑤焊接速度加快，速度可達(dá)500mm/min。

⑥焊接種類

a CO2氣保護(hù)藥芯焊絲全位置半自動(dòng)焊。

b全自動(dòng)平角焊

c全自動(dòng)立焊

d帶陶瓷襯墊的CO2單面焊雙面成形（半自動(dòng)焊）

e CO2氣保護(hù)單面焊雙面成形自動(dòng)焊

f熔嘴電渣焊

g背面不充氬不銹鋼管焊

h自（氣）保護(hù)焊

⑦埋弧堆焊

a適用范圍廣，即可采用半自動(dòng)焊進(jìn)行不規(guī)則小件的修復(fù)，也可采用半自動(dòng)或全自動(dòng)進(jìn)行大截面的堆焊。自保護(hù)焊可在野外作業(yè)

b效率高，其熔敷速度是手工焊條的3-5倍，可大大縮短施工工時(shí)，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度。

c質(zhì)量好，夾渣、氣孔傾向小，抗裂性好，預(yù)熱溫度低。

d經(jīng)濟(jì)性優(yōu)越，焊絲有效利用率為焊條1.3-1.7倍，綜合成本僅為手工焊條的50%-80%。

參考文獻(xiàn)：

[1]何德譽(yù).曲柄壓力機(jī).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1987.

[2]何德譽(yù).專用壓力機(jī).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1989.

[3]в.и.符拉索夫.鍛造沖壓曲柄壓力機(jī)，上海：上?？茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，1988.

[4]P.L.Tso，K.C.Liang.A nine-bar linkage for mechanical forming presses.International Journal of Machine Tools Manufacture2002，42：139～145.