药芯焊丝的发展动态研究

药芯焊丝的发展动态研究

药芯焊丝是一种新型焊接材料，为近年来迅速发展的一种新型焊接材料，以其生产效率高、工艺性能好、焊接质量好、力学性能高著称，本文简要分析了药芯焊丝的发展优势、生产工艺流程和发展趋势。

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1 药芯焊丝的优势

药芯焊丝是在很细的金属管内充填能改善焊接性能，提高焊接质量，加快金属熔敷速度的药粉而生产的自动化焊接新材料。药芯焊丝主要技术经济特点有以下几方面：

1.1 生产效率高

药芯焊丝可以连续自动化或半自动化焊接，大大缩短了更换焊条、引弧和收弧等辅助时间。由于药芯焊丝断面通电面积小，在相同电流下，药芯焊丝焊接电流密度大，产生的焦耳热增多，故熔敷速度高。药芯焊丝生产效率是手工电焊条的3～5倍，或是实芯焊丝的1～2倍。

1.2 焊接质量好

药芯焊丝可以方便地调整熔敷金属的化学成份，进而改善焊缝的力学性能，采用药芯焊丝可以得到与焊接母材相匹配的化学成份和力学性能。除结构钢焊丝外，可以方便地生产高强度钢焊丝、不锈钢焊丝、堆焊焊丝等。

1.3 综合成本低

药芯焊丝由于利用率高，焊丝熔敷速度快，焊丝消耗的熔敷金属量小，人工工时费用低。因而药芯焊丝与手工焊条、实芯焊丝相比，综合成本低。

药芯焊丝的出现，适应了焊接生产向高效、低成本、自动化、智能化生产发展的趋势。因而在工业发达国家得到了快速的发展。而我国药芯焊丝的工业化生产和应用，以九十年代末才开始。近几年，造船、重型机械、石油、化工等行业逐步认识到药芯焊丝的优越性能，使用量越来越多。

国外工业发达国家，药芯焊丝作为焊接材料的用量越来越大，美国药芯焊丝用量达到了焊材总量的40%以上；日本已达到了35%，欧洲工业发达国家也已达到了30%。我国采用药芯焊丝是从为国外造船开始，现在已波及到船舶制造、重型机械、机车车辆、铁路大桥、冶金、石油化工等行业。

据有关统计资料表明，2000年我国药芯焊丝用15000吨全部依靠进口。按照焊接行业规划要求，到2005我国药芯焊丝的用量争取达到焊材总量的5%，即5万吨。因此，发展建设药芯焊丝生产基地，在国内焊接领域具有举足轻重的意义。

随着焊接自动化、半自动化水平的逐步提高，自动焊丝使用量越来越大，药芯焊丝品种多，焊接性能能满足各种场合、各种性能的要求，而且制造工艺简单，成本低，其发展前景非常可观。

2 药芯焊丝的生产工艺流程

①带钢→纵剪分条→带卷重绕→清洗→烘干→管成型→充填药粉→管闭口轧辊→粗减径→半成品收卷；②大盘粗丝开卷→细减径→抛光→成品收卷；③大盘成品开卷→矫直→成品层绕→热塑封装→包装→入库。

3 药芯焊丝市场分析及预测

3.1 钢铁工业

2000年我国钢产量达1.2亿吨，其中焊接结构将由目前的35%提高到50%（一些工业发达国家均在50%以上）。2001年将有6000万吨钢材要制造出用途不同的焊接结构，对焊接质量和自动化水平要求很高。

3.2 能源工业

到2001年我国发电量已达到1.6万亿度，水轮机涡壳、叶片等都要求精度高、焊接量非常大。能源工业许多领域，如：石油、天然气、煤炭等大量化工容器，分馏装置，管线，焊接加工占十分重要位置。

从科技发展看，我国煤炭是工业的粮食，是我国重要能源（占76.2%）管线运煤技术已提交日程。用1米直径的管线年运输量相当于铁路30-50倍，必须用大量的高质量焊接材料才能完成。

3.3 造船工业

到2001年，我国已跃居世界造船第四位，达到250万吨船舶产量，使用药芯焊丝每年在10000吨以上，进口焊丝需耗费大量外汇。

3.4 铁路行业

我国铁路总长已达7万公里，居世界第四位，车辆及机车制造中焊接技术具有极重要作用。如每辆货车焊缝需用1吨焊丝，每年我国制造货车6000辆、客车3000辆、机车800台。今后铁路向准高速160KM/H发展，焊接工艺，焊接材料将占十分重要位置，焊丝用量很大。

另外，航空、航天等许多领域都需要极高的焊接工艺和与之配备的焊丝材料。

据不完全统计，我国有各类焊机30万台，自动、半自动焊约占1/3，系统和智能系统将开始在焊机生产中应用。航空、航天、飞行器、核能装置、汽车、医疗器械及精密仪器将更多采用激光，电子束等高能束焊接方法，采用计算机焊接辅助设计、制造等。我国每年需各类焊接材料80-100万吨。其中自动、半自动焊及高效节能CO2气保护焊将达30%，焊接机械化，自动化程度将达50%左右，扩大机器人焊接应用，焊接柔性制造系统，计算机集成制造系统。

药芯焊丝作为第四代焊接新材料是近年来迅速发展的一种新型焊接材料，以其生产效率高，工艺性能好，焊接质量好，力学性能高，综合成本低等无可比拟的技术和经济性受到世界焊接业一致认同。近年来我国研究开发国产药芯焊丝取得长足的进步，已有一些产品达到或接近国外先进水平。为我国焊接技术水平的提高，焊接材料的更新换代打下基础。

药芯焊丝与手工焊条相比具有十分明显的优势，主要把断续的焊接过程变成连续的生产方式，从而减少接头数目，提高焊缝质量，提高了生产效率，节约了能源。

药芯焊丝主要优势：

①操作工艺性能优良。药芯焊丝电弧燃烧稳定，熔滴过渡流畅，频率增大飞溅少，焊缝成形美观，几何尺寸正确。

②药芯焊丝焊缝力学性能好。尤其是抗冲击韧性高，焊缝纯度高，表面光滑。

③药芯焊丝品种多，如低碳低合金系列，不锈钢系列，耐热钢系列，堆焊合金钢系列。

④药芯焊丝在较低电流情况下，电弧稳定，焊缝连续性好，即使是4mm小焊脚也较易焊接。

⑤焊接速度加快，速度可达500mm/min。

⑥焊接种类

a CO2气保护药芯焊丝全位置半自动焊。

b全自动平角焊

c全自動立焊

d带陶瓷衬垫的CO2单面焊双面成形（半自动焊）

e CO2气保护单面焊双面成形自动焊

f熔嘴电渣焊

g背面不充氩不锈钢管焊

h自（气）保护焊

⑦埋弧堆焊

a适用范围广，即可采用半自动焊进行不规则小件的修复，也可采用半自动或全自动进行大截面的堆焊。自保护焊可在野外作业

b效率高，其熔敷速度是手工焊条的3-5倍，可大大缩短施工工时，降低工人劳动强度。

c质量好，夹渣、气孔倾向小，抗裂性好，预热温度低。

d经济性优越，焊丝有效利用率为焊条1.3-1.7倍，综合成本仅为手工焊条的50%-80%。

参考文献：

[1]何德誉.曲柄压力机.北京：机械工业出版社，1987.

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[3]в.и.符拉索夫.锻造冲压曲柄压力机，上海：上海科学技术文献出版社，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.