焊接在国民生产中的作用

焊接在国民生产中的作用

内容提要：焊接是一种先进的制造技术，它已从单一的加工工艺发展成为现代科技多学科互相交融的新学科，成为一种综合的工程技术，它涉及到材料、结构设计、焊接预处理、焊接工艺装备、焊接材料、下料、成形、焊接耐磨焊条生产过程控制及机械化自动化、焊接质量控制、焊后热处理等诸多技术领域。焊接技术已广泛地应用于工业生产的各个部门，在推动工业的发展和产品的技术进步以及促进国民经济的发展都发挥着重要作用。

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正文：焊接是一种将材料永久连接，并成为具有给定功能结构的制造技术。几乎所有的产品，从几十万吨巨轮到不足1克的微电子元件，在生产中都不同程度地依赖焊接技术。焊接已经渗透到制造业的各个领域，直接影响到产品的质量、可靠性和寿命以及生产的成本、效率和市场反应速度。我国2002年的钢产量超过1.85亿吨，如果再加上进口的钢材，国内市场流通的钢材总量达到2亿多吨，成为世界最大的钢材生产国和消费国。目前，钢材是我国最主要的结构材料，在今后20年钢材仍将占有重要的地位。然而，钢材必须经过加工才能成为有给定功能的产品。由于焊接结构具有重量轻、成本低、质量稳定、生产周期短、效率高、市场反应速度快等优点，焊接结构的应用日益增多。与世界工业发达国家一样，我国焊接加工的钢材总量比其他加工方法多。因此，发展我国制造业，尤其是装备制造业，必须高度重视焊接技术的同步提高。

焊接制造的主要成就：我国在实行改革开放政策的25年以来，经济有了巨大的发展。钢的产量从1979年的3,178万吨提高到2002年的18,500万吨，增加了5倍。这为大量采用钢结构提供了物质基础。近几年来，我国在大型焊接钢结构的开发与应用方面创造了建国以来的最高水平，有的已成为世界第一。例如世界关注的正在建设中的长江三峡水利工程，其水电站的水轮机转轮直径10.7m，高5.4m，重达440吨，为世界最大、最重的不锈钢焊接转轮。转轮分别由上冠、下环和13个或15个叶片焊接而成，每个转轮需要消耗12吨焊丝。同样，三峡水电站的电机定子座和蜗壳的结构也是巨大的，其中电机定子座直径22m，高6m，重832吨，是在我国焊接的最大钢结构机座；蜗壳进水口直径12.4m，总重量750吨，为世界最大、最重的焊接蜗壳。

我国正在进行的另一项重大工程是铺设从新疆维吾尔自治区塔里木盆地的轮南到上海的输送天然气的管线，全长约4,300km。管线采用X70钢，直径1016mm（40英寸）的焊接螺旋管和焊接直缝管。这是我国铺设的第一条高强度钢的长距离管线，并且在铺设中采用了自动化焊接技术和其他新型焊接材料和工艺。

在桥梁和高层建筑方面，焊接结构的应用也取得很大的进步。例如最近完成的跨越长江的芜湖长江大桥，是一座公路/铁路两用桥，采用矮塔斜拉结构，全长10km，主跨312m，是我国目前跨度最大的公/铁两用桥，采用50mm厚的14MnNbq钢整体焊接箱型主桁。最近刚通

车的“世界第一拱桥”——上海卢浦大桥，全长3,900m，跨度550 m，为世界跨度最大的全焊钢结构拱桥，用3.4万吨厚度为30-100mm的细晶粒钢焊接而成。上海的金茂大厦是我国目前最高的摩天大楼，采用焊接钢结构框架，共有88层，高420m。正在北京建造的国家大剧院，其椭球形穹顶长轴212.2m, 短轴143.64m,高46.28m，焊接钢结构的总重量达6,475吨，将成为世界最大的穹顶。

我国的造船业在过去的20年里有了很大的发展，造船的总吨位从1985年的每年50万吨，提高到2002年的463万吨，成为世界的第三造船大国。这是在造船行业中大力推广先进、高效焊接技术的成就。同时我国也制造了一些过去未曾建造过的大型的和特殊功能的舰船。我国建造的最大载重量之一的30万吨超大型原油船，长333m，宽58m。国产最大的半冷半压液化气船，总长154.98米，型宽23.10米，载重量17,900吨，其中3个液态货罐采用了厚度为30-35mm的 13MnNi63低温钢焊接而成，工作温度为-48℃, 总容积16,500立方米。

在压力容器的焊接制造方面我国也取得很大进步。例如焊接制造了总重量达千吨级、壁厚280mm的大型热壁加氢反应器；焊接制造了600MW热电站锅炉，其汽包长30m，壁厚203mm，重250吨。随着我国航天事业的发展，近年建成了国内最大的空间环境模拟装置，它是一个大型不锈钢整体焊接结构，主舱是一个直径18m，高22m的真空容器，辅舱直径12m。我国发射的“神舟”号载人飞船都曾在这个模拟舱中进行过试验。在铝合金、钛合金焊接方面的成就集中体现在航空、航天工业产品的发展。在国产J-11飞机上的全焊钛合金重要承力结构件的总重量达到飞机机体重量的15%。“神舟”号载人飞船和长征系列运载火箭的燃料箱，都是全焊接的铝合金结构。等离子切割新技术在制造化工设备中的应用1960年科研单位与工厂合作研制成功氩气等离子切割机并定型生产。这项技术为国内制造化肥设备起到了重要作用，它解决了制造化肥设备中不锈钢切割关键问题，这是焊接工作者子瞄准国民经济建设需要，超前发展焊接新技术的典型例子。12000吨水压机的制造，60年代我国大型水压机只有一台，12000吨水压机立柱还不能整锻制造。我国创造性地用电渣焊新技术，分段锻-焊制造出12000吨立柱。这一成就显示出焊接在制造重型机械设备的潜力。大型球形储罐的制造，我国大型球罐的建造，对焊接是一次大练兵，使我国建造球罐的水平上了一个新台阶。目前我国已形成了一支强大的球罐建造队伍，随着国内科研的不断发展，建造球罐技术又有新的发展，特别是焊后消除应力处理已有国际先进方法。除了目前采用热消除应力外，还可以用国内研究成功的热水过载处理与爆炸工艺消除焊接应力等先进方法。焊接在国防建设中作用，60年代我国研制成功等离子焊、真空电子束焊、真空高温钎焊、储能电阻焊与缝焊、充氩箱内氩弧焊或氦弧焊等焊接新技术。这些新技术及时地应用于国防尖端产品的制造，为我国两弹一星、核潜艇、宇宙飞船等制造成功起到了重要作用。

上述的一些大型结构例子都是我国近年来焊接的最大、最重、最长、最高、最厚、最新的具有代表性的重要产品。它们的制造成功表明我国焊接技术水平有了明显的提高，焊接在