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1、1999年第21卷第1期 栗卓新:高效低成本焊接技术在化工、石化行业中的应用·13··综述·高效低成本焊接技术在化工、石化行业中的应用栗卓新(天津大学焊接材料研究所,天津,300072)摘 要本文介绍了国内外焊接的新材料、新工艺,指出本世纪末到下世纪初,我国化工、石化行业应大力推广应用高效低成本的焊接技术。关键词高效焊接 药芯焊丝 不锈钢1 前言价,得分较高的依次为熔剂下埋自动焊、电阻自19世纪俄国工程师发明了电弧以来,焊、药芯焊丝自保护焊和熔化极气体保护焊。焊接技术经过百年发展,已成为机械制造技因此我们认为在我国本世纪末和
2、21世纪应术中重要的加工工艺。据预测,到21世纪全大力推广应用这些焊接方法。根据以上介绍世界钢产量的50%要通过焊接加工制成产得出21世纪焊接技术发展的总趋势:高效、品。目前我国焊接结构用钢量占钢产量的低成本、自动化、灵活性、低耗。也有人给2125%,焊接机械化自动化水平约20%。因此,世纪焊接描绘了一幅蓝图即:逆变焊机+镀在下个世纪我国的焊接工作者任重而道远。铜药芯焊丝+低成本焊接机器人。图1是几种常规焊接方法的发展史。2 焊接材料的发展211 焊接材料一般认为经历了四个阶段的发展;(1)光焊丝、薄药皮焊条阶段,无法实用;(2)厚药
3、皮焊条阶段,1904年OSCAR建立了第一个焊条车间(ESAB公司)可获得优质焊缝用于工业生产;(3)实芯焊丝,正在应用;(4)药芯焊丝即第四代焊材,渣气保护+(半)自动焊。212 从美、日等发达国家1985年以来焊材图1 几种常规弧焊方法应用情况演变生产和使用情况看,焊接材料的发展具有以由图可见进入20世纪80年代主要的常下特点:规焊接方法为药芯焊丝自保护焊(SSFCE)、(1)焊材生产总量基本不变,一般仅有气体保护金属极电弧焊(GMAW)、手工电弧10%的振荡;焊(MMAW)和埋弧焊(SMW)。衡量一种焊(2)手工焊条持续下降;接
4、方法的标准为(1)容易获得优质焊接接头,(3)大力推广细径药芯焊丝,日本FCW焊接质量可靠;(2)较大的母材适应性;(3)较所占比例已大于20%;高的生产效率;(4)易机械化自动化;(5)污染(4)埋弧焊丝所占比例日本为11%～小成本低节能。英国《金属结构》1983年第315%,美欧为3%～6%。图2为日本历年焊期根据上述原则对几种焊接方法进行了评材的生产统计。©1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.·14·化工施工技术1999年第21卷第1期(4)
5、药芯焊丝:被称为第四代焊材。特点为生产效率高,见表1,1t药芯焊丝等于2t焊条;焊接质量好;综合成本低,见表2。值得一提的是自保护药芯焊丝电弧焊。其优点是可室外焊接、焊枪更轻、操作灵活。缺点为存在接头质量、成本、烟尘方面的问题。当前这些问题正在解决。林肯公司NR232、NR207、NR203力学性能已达到AKV(—40)大于47J,工艺性能也有较大提高,烟尘问题可采用带吸烟的焊枪,售价约3万元。图2 日本历年焊接材料产量示意图3 焊接工艺的发展213 我国焊接材料的发展方向311CO2气保护药芯焊丝全位置半自动焊预计2000年我国焊材
6、产量达80万t,该方法是选择能够进行全位置焊接用的2005年达100万t,其中焊条占70%,自动焊药芯焊丝,配合半自动气保护焊机。由于设备材30%。对大多数用户来说应大力提倡使简单、操作灵活、适应面广,因而在药芯焊丝用:的工程实用中应用最多,估计占国内外药芯焊丝使用量的70%～80%。(1)铁粉焊条:熔敷效率在130%～31111 焊接材料180%,可大大提高生产效率;该工艺方法的关键是选择能够全位置焊(2)重力焊:将重力焊条的引弧端对准接接的气保护药芯焊丝。它大多具有钛型渣系,缝,另一端夹持于重力焊导轨上的焊钳口内熔渣中含有大量Ti
7、O2和SiO2成分。熔渣的引弧。这是一种高效焊接方法,只用于平角凝固温度范围窄,具有短渣特性,可适应全位焊。1993年中船系统重力焊比例已达4%;置焊接需要。日本神钢的DW—100,日铁的(3)实芯焊丝+活性气体保护焊:提高SF—1,韩国高丽溶接株式会社的K71—T,CO2气电焊质量的方法有三条,即:活性气现代公司的SF—71均属此类型产品。体、药芯焊丝、STT表面张力过渡电源。该工SQJ501是天津三英焊业有限公司开发的全艺的优点为,接头质量高、多元混合焊丝工艺位置型CO2气保护药芯焊丝,它的工艺性能性好,在国外,成本与药芯焊丝相当
8、;缺点是和力学性能均已达到国际先进水平。这类焊无瓶装气体、氩气成本高、焊丝适应性及质量丝具有以下特点:(1)全位置焊接性好:不如药芯焊丝;由于该焊丝选择熔点较高的金红石、锆表1 各种焊接材料熔敷效率的比较英砂作为主要造渣
