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中國焊接材料的生產與應用關鍵詞：焊接材料　生產與應用目前我國已成為世界大焊接材料生產國，總產量已達120多萬噸，在產品結構上仍然以低品位普通焊條為主，**率和高技術含量的焊材產品所占比例較小。我國焊材產業與工業發達國家之間的差距已不在產量上，而是在整體素質和科研水平上，包括人員素質、生產裝備、檢測技術和產品研發等方面。近年來，我國焊接材料產品的結構也發生著改變，總體趨勢是電焊條的產量由逐年增加而至穩定并有減少的趨勢，焊絲（包括氣保護焊絲和埋弧焊絲）、燒結焊劑的產量正在逐年增加，焊接材料總產量的增長也由快而至緩慢，通用焊接材料生產的集中度逐年提高，不斷向大型企業集中，小型企業正在尋求特色產品和特定市場的經營。2001年中國各種焊接材料的產量，同圖1。  1.2　焊絲1.2.1　氣保護實心焊絲目前，全國的氣保護焊絲生產企業150余家，已從德國、瑞典、加拿大、瑞典、意大利及中國臺灣地區引進各種生產設備近50套，國產或自行研制的設備100余臺，生產能力達20余萬噸，主要由國有、集體、私營、合資及獨資企業組成，另外一些大型焊條生產廠逐漸成為焊絲生產的骨干企業。近年來，大部分企業在關鍵性技術方面取得了突破性進展，因而各生產企業均在增加氣保護焊絲的生產設備和產量，但由于冶金方面的影響，氣保護焊絲的品種較少，除ER49-1和ER50-6型號生產量較大外，其余大部分品種產量較小。1.2.2　氣保護藥芯焊絲近年來，藥芯焊絲的生產得到了較大的發展，從1996年的500余噸發展至2001年的約 1.2萬t，目前已有28個（包括3家外資企業），共有生產線39條，其中引進生產線21條，自制生產線18條，現有設備生產能力達2萬余噸，目前年產量超過1000t的企業有4家。1996-2001年國產藥芯焊絲數量，見圖3，市場使用量，見圖4。  1.2.3　埋弧焊絲目前，能夠供應埋弧焊絲的企業有數百家，部分企業可以盤狀供貨，由于埋弧焊工藝除單電極外，已發展到多電極及多規格焊絲等，使得埋弧焊絲的應用量有所增加，近年來鍍銅埋弧焊絲的生產數量不斷增多。2001年國產二氧化碳氣保護實心焊絲的產量為14萬t左右，藥芯焊絲約1.2萬t，埋弧焊絲約5萬t。1.3　埋弧焊劑我國焊劑生產企業有30余家，整個焊劑行業年生產能力15萬t左右，其中熔煉焊劑11-12萬t,燒結焊劑3-4萬t。目前能夠生產燒結焊劑的企業有十余家。近年來，燒結焊劑市場不斷擴大，燒結焊劑在焊劑中的比例也在不斷提高。2001年國產埋弧焊劑產量約7萬余噸，其中熔煉焊劑約5萬余噸，燒結焊劑近2萬噸。2　焊接材料的應用趨勢相關金屬制品業均與現代焊接應用有關，在石化設備制造業（如熱交換器、壓力容器、儲罐等）、運輸工具制造業（如船舶、軌道車輛、汽車、飛機等）、機械制造業（如產業機械、機具等）鍋爐、橋梁與建筑行業等產業都與焊接材料產業具有極大的關聯性。焊接材料產業的興衰與這些產業的發展密切相關。（1）船舶制造。我國造船系統已提出，到2005年各主要船廠的焊接**化率要達到80％以上，其中二氧化碳氣保護焊的應用率達到55％，焊接機械化、自動化率達到70％左右。造船業經過“八五”、“九五”十年的**焊接技術推廣，已在全行業使用藥芯焊絲氣保護焊和埋弧焊技術。隨著我國造船業國際化進程的發展，對焊接材料的**性、工藝性、發塵量等方面提出了更高要求。（2）橋梁與建筑　正處于從手工焊向半自動、自動焊轉變過程中，橋梁建造用低碳低合金實心焊絲、藥芯焊絲會有更大的發展。手工電焊條和埋弧焊材仍然會保持一定比例。（3）汽車與軌道車輛　半自動、自動焊接材料的應用比例正在快速增長，適于MAG焊和埋弧焊的焊絲需求量會增大。（4）壓力容器和儲罐　各種**焊接工藝，不同品種的焊絲（如二氧化碳氣保護實心焊絲、藥芯焊絲和埋弧焊絲）將會有一定的需求?？傊附硬牧系膽泌厔菔?*率、高質量、適合于自動焊的焊材使用量將逐漸增加，而其他焊材，尤其是低品質焊材使用量逐漸減少。3　焊接材料的發展趨勢與建議3.1　“十五”期間焊接材料的發展趨勢3.1.1　電焊條由于普通低價位焊條的產量已經趨近于極限，未來此種焊條的產量將會逐漸減少，而焊條的產品結構將會得到調整，特種焊條（指低氫、耐熱鋼、不銹鋼、鎳基及堆焊焊條等）的比例將會提高，焊條總產量將維持不變，但其在整個焊接材料中所占比例將由目前的接近80%逐漸下降到70%以下。3.1.2　焊絲（1）氣保護實心焊絲　雖然目前氣保護實心焊絲品種很少，能夠提供給市場的主要有ER49-1和ER50-6兩種產品，但其需求量與產量逐年在增加，其產量占整個焊材的比例將逐漸上升到18%左右。（2）藥芯焊絲　藥芯焊絲的產量在1996-2000年間增長率較高，目前國內產量*大的是氣保護碳鋼藥芯焊絲，將來藥芯焊絲的品種將快速增加，實心焊絲不能滿足低溫鋼、耐候鋼、耐熱鋼、耐海水腐蝕鋼及高強度結構鋼用的焊絲將由藥芯焊絲填補，另外用于輸油氣管道焊接的自保護藥芯焊絲及各行業表面修復用的堆焊用藥芯焊絲產品也將不斷開發，因而“十五”期間，藥芯焊絲占全部焊材的比例將增加到4%左右。（3）埋弧焊絲　埋弧焊絲的比例將不會有大的變化，我國埋弧焊絲的比例將保持在10%-13%。3.1.3　焊劑埋弧焊劑和埋弧焊絲一樣，總產量也保持在一定在范圍內波動，不會有大的增長，但埋弧焊劑的結構將會發生一定的變化?！笆濉逼陂g，在埋弧焊劑的總量中，燒結焊劑的比例將會增加，而熔煉焊劑的比例將會有所下降。3.2　焊接材料發展建議（1）大型焊接材料企業加快產品結構調整和產品優化升級。大型焊材企業在保留通用焊材規模優勢的基礎上，應向自動化焊材方向發展，如二氧化碳實心焊絲、藥芯焊絲、埋弧焊絲、燒結焊劑、鋁合金焊絲等。（2）中、小企業向特色產品、特定市場經營方向發展。開發特色產品和特定市場，有助于企業集中人力、地域優勢，避開市場上低品位焊材的價格戰。（3）加大研究、開發的投入，提高老產品的品質、開發高技術新產品。提高老產品的質量主要是減少煙塵和飛濺，提高焊材的全位置焊接性能，改善脫渣性。開發高技術新產品，包括研制不鍍銅實心焊絲、**率金屬粉芯藥芯焊絲、自保護藥芯焊絲、大熱輸入焊接用埋弧焊絲、低煙塵焊條、Cr-Mo鋼和雙相鋼用焊條、纖維素和低氫全位置立向下焊條及高強鋼用焊材。（4）在行業組織的推動下，加強技術交流與合作。焊材行業組織應進一步發揮行業組織的協調作用，促進焊接材料生產企業之間及與原、輔材料生產企業之間的交流與合作，推動焊接材料行業的進步。

材料局部抵抗硬物壓入其表面的能力稱為硬度。早在1822年，Friedrich mohs提出用10種礦物來衡量世界上*硬的和*軟的物體，這是所謂的摩氏硬度計。按照他們的軟硬程度分為十級：1）滑石 2）石膏 3）方解石 4）螢石 5）磷灰石6）正長石 7）石英8）黃玉 9）剛玉 10）金剛石各級之間硬度的差異不是均等的，等級之間只表示硬度的相對大小。試驗鋼鐵硬度的*普通方法是用銼刀在工件邊緣上銼擦,由其表面所呈現的擦痕深淺以判定其硬度的高低。這種方法稱為銼試法這種方法不太科學。用硬度試驗機來試驗比較準確,是現代試驗硬度常用的方法。常用的硬度測定方法有布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度等測試方法硬度是衡量金屬材料軟硬程度的一項重要的性能指標，它既可理解為是材料抵抗彈性變形、塑性變形或破壞的能力，也表述為材料抵抗殘余變形和反破壞的能力。硬度不是一個簡單的物理概念，而是材料彈性、塑性、強度和韌性等力學性能的綜合指標。硬度試驗根據其測試方法的不同可分為靜壓法（如布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度等）、劃痕法（如莫氏硬度）、回跳法（如肖氏硬度）及顯微硬度、高溫硬度等多種方法。布氏硬度以HB[N(kgf/mm2)]表示（HBSHBW）（參照GB/T231－1984），生產中常用布氏硬度法測定經退火、正火和調質的鋼件，以及鑄鐵、有色金屬、低合金結構鋼等毛胚或半成品的硬度。洛氏硬度可分為HRA、HRB、HRC、HRD四種，它們的測量范圍和應用范圍也不同。一般生產中HRC用得*多。壓痕較小，可測較薄得材料和硬得材料和成品件得硬度。維氏硬度以HV表示（參照GB/T4340-1999），測量極薄試樣。1、鋼材的硬度 ：金屬硬度(Hardness)的代號為H。按硬度試驗方法的不同，常規表示有布氏（HB）、洛氏（HRC）、維氏（HV）、里氏（HL）硬度等，其中以HB及HRC較為常用。HB應用范圍較廣，HRC適用于表面高硬度材料，如熱處理硬度等。兩者區別在于硬度計之測頭不同，布氏硬度計之測頭為鋼球，而洛氏硬度計之測頭為金剛石。HV-適用于顯微鏡分析。維氏硬度(HV) 以120kg以內的載荷和頂角為136°的金剛石方形錐壓入器壓入材料表面，用材料壓痕凹坑的表面積除以載荷值，即為維氏硬度值(HV)。HL手提式硬度計，測量方便，利用沖擊球頭沖擊硬度表面后，產生彈跳；利用沖頭在距試樣表面1mm處的回彈速度與沖擊速度的比值計算硬度，公式：里氏硬度HL=1000×VB（回彈速度）/ VA（沖擊速度）。便攜式里氏硬度計用里氏（HL）測量后可以轉化為：布氏（HB）、洛氏（HRC）、維氏（HV）、肖氏（HS）硬度?；蛴美锸显碇苯佑貌际希℉B）、洛氏（HRC）、維氏（HV）、里氏（HL）、肖氏（HS）測量硬度值。2、HB - 布氏硬度；布氏硬度(HB)一般用于材料較軟的時候，如有色金屬、熱處理之前或退火后的鋼鐵。洛氏硬度(HRC)一般用于硬度較高的材料，如熱處理后的硬度等等。布式硬度(HB)是以一定大小的試驗載荷，將一定直徑的淬硬鋼球或硬質合金球壓入被測金屬表面，保持規定時間，然后卸荷，測量被測表面壓痕直徑。布式硬度值是載荷除以壓痕球形表面積所得的商。一般為：以一定的載荷(一般3000kg)把一定大小(直徑一般為10mm)的淬硬鋼球壓入材料表面，保持一段時間，去載后，負荷與其壓痕面積之比值，即為布氏硬度值(HB)，單位為公斤力/mm2 (N/mm2)。3、洛式硬度是以壓痕塑性變形深度來確定硬度值指標。以0.002毫米作為一個硬度單位。當HB>450或者試樣過小時，不能采用布氏硬度試驗而改用洛氏硬度計量。它是用一個頂角120°的金剛石圓錐體或直徑為1.59、3.18mm的鋼球，在一定載荷下壓入被測材料表面，由壓痕的深度求出材料的硬度。根據試驗材料硬度的不同，分三種不同的標度來表示：HRA：是采用60kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度，用于硬度極高的材料(如硬質合金等)。HRB：是采用100kg載荷和直徑1.58mm淬硬的鋼球，求得的硬度，用于硬度較低的材料(如退火鋼、鑄鐵等)。HRC：是采用150kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度，用于硬度很高的材料(如淬火鋼等)。另外：1.HRC含意是洛式硬度C標尺，2.HRC和HB在生產中的應用都很廣泛3.HRC適用范圍HRC 20－－67，相當于HB225－－650若硬度高于此范圍則用洛式硬度A標尺HRA。若硬度低于此范圍則用洛式硬度B標尺HRB。布式硬度上限值HB650,不能高于此值。4.洛氏硬度計C標尺之壓頭為頂角120度的金剛石圓錐，試驗載荷為一確定值，中國標準是150公斤力。布氏硬度計之壓頭為淬硬鋼球（HBS)或硬質合金球（HBW），試驗載荷隨球直徑不同而不同，從3000到31.25公斤力。5.洛式硬度壓痕很小，測量值有局部性，須測數點求平均值，適用成品和薄片，歸于無損檢測一類。布式硬度壓痕較大，測量值準，不適用成品和薄片，一般不歸于無損檢測一類。6.洛式硬度的硬度值是一無名數，沒有單位。（因此習慣稱洛式硬度為多少度是不正確的。）布式硬度的硬度值有單位，且和抗拉強度有一定的近似關系。7.洛式硬度直接在表盤上顯示、也可以數字顯示，操作方便，快捷直觀，適用于大量生產中。布式硬度需要用顯微鏡測量壓痕直徑，然后查表或計算，操作較繁瑣。8.在一定條件下，HB與HRC可以查表互換。其心算公式可大概記為：1HRC≈1/10HB。硬度試驗是機械性能試驗中*簡單易行的一種試驗方法。為了能用硬度試驗代替某些機械性能試驗，生產上需要一個比較準確的硬度和強度的換算關系。實踐證明，金屬材料的各種硬度值之間，硬度值與強度值之間具有近似的相應關系。因為硬度值是由起始塑性變形抗力和繼續塑性變形抗力決定的，材料的強度越高，塑性變形抗力越高，硬度值也就越高。另外,天然水中的鈣美含量也用硬度表示.我國規定的硬度是:1L水中含的鈣鹽,鎂鹽折合成CaO和MgO的總量相當于10mgCaO(將MgO也換算成CaO)時,其硬度是1°.水的硬度是水質的重要指標,通常分為五類:很軟水 軟水 中硬水 硬水 很硬水0°～4°　4°～8°8°～16°　16°～30°　>30°1.肖氏硬度(HS)=布式硬度(BHN)/10+122.肖式硬度(HS)=洛式硬度(HRC)+15

不銹鋼MIG焊絲工藝一 實心焊絲特性不銹鋼MIG焊接既可實現**率，又容易實現自動化，且能降低生產成本。有些實焊絲在不銹鋼基本型號基礎之上，增加Si含量，含量達0.8%左右，如ER308Si、ER309Si等，目的產生以下作用：1）降低了熔滴表面的張力，使熔滴顆粒變細，使電弧穩定。2）改善熔敷金屬的潤濕性使焊道波紋美觀，同時防止未焊透、夾渣、氣孔等缺陷，改善焊縫成型質量。二 常用保護氣體種類及特性1 Ar-惰性氣體，具有很好的穩弧作用，但用純Ar保護時電弧容易發生漂移。2 混合氣-可采用Ar+O2或Ar+CO2混合氣保護進行焊接，O2或CO2能降低液態金屬表面張力、細化熔滴、穩定電弧并改善焊縫成型。與Ar混合使用可有效防止電弧漂移、過渡不穩造成的成型不佳和飛濺過多等問題。但注意氣體中CO2含量較多時，會引起焊縫金屬C含量增加，從而可能導致耐腐蝕能力的下降。推薦：Ar+0～3%O2或Ar+0～5%CO23  Ar+CO2+O2-電弧穩定、熔深加大、焊縫成型好、但焊縫會有少量增碳。推薦：Ar+5%CO2+2%O2三 不銹鋼實心焊絲焊接常見缺陷1 裂紋：奧氏體不銹鋼一般產生的是熱裂紋。2 夾雜：比氣孔更嚴重的焊接缺陷，一般在“V”型坡口打底時容易出現。3 焊道表面發黑：焊道表面嚴重氧化。4 焊道不美觀：呈蛇形或波浪狀，焊腳不整齊。四 不銹鋼實心焊絲焊接工藝要素1 保存條件：該類產品不存在藥粉，且不銹鋼本身具有良好的耐蝕性和抗潮性，所以保存條件相對寬松。但在搬運過程中須注意輕拿輕放，否則焊絲盤受損使焊絲散落，重新纏繞會影響送絲的順滑性。2 焊接前準備工作：焊件表面的油污、水份等須徹底清理干凈。3 焊接工藝控制：1）電源采用直流反接（DC+）。2）保護氣體流量一般為20-25L/min。氣體流量過小或者氣體用完就會產生氮氣孔，外觀為密集型蜂窩狀。3）焊絲干伸長度控制在15-20mm。4）室外焊接或暑期使用風扇時須采取防風措施，當風速超過1.5m/s時，會破壞氣體的保護效果，造成焊縫金屬增氮，從而導致產生氣孔及熱裂紋。5）采取較小的熱輸入量，盡量保持低的層間溫度，一般為≤150℃。6）對于難焊或易開裂的異種鋼焊接，適宜采取小電流、慢速焊工藝，使焊道稍微凸起；仍然不能改善，可嘗試選用ER307、ER312等含較高鐵素體的焊絲。4 常用焊接電流與電壓匹配原則：匹配原則——電流決定送絲速度和熔深；電壓決定電弧長短和形狀。1）根據板厚和焊接位置選擇電流，然后調整電壓。2）電弧容易控制。3）飛濺少。4）聲音柔和。