药芯焊丝的研究与实践
文章来源：威豪五金网 | 2022-10-18
药芯焊丝的研究与实践
药芯焊丝的研究与实践 2011： （铁道部科学研究院 北京010-60692014 BP010-96588667150） 摘要 本文介绍了药芯焊丝的发展历程和药芯焊丝的主要渣系，药芯焊丝的分类与药芯焊丝的发展前景。作者成功地进行了Ti 、B、Re等微量元素提高药芯焊丝焊缝低温韧性的研究，结合芜湖长江大桥工程进行了14MnNbq桥梁钢的焊接试验。介绍了自行设计药芯焊丝生产线与药芯焊丝生产质量之间的情况，因而本文对我国发展国产药芯焊丝有一定的参考价值。 关键词 药芯焊丝 渣系 焊缝金属 低温韧性 制造技术 0 前言 众所周知，药芯焊丝1954年起源于美国，是从20年代管状焊条的基础上发展起来的。由于药芯焊丝具有电弧稳定、飞溅小、成形美观、根据焊缝力学性能的需要调整药芯配方，可以大批量制造和实际焊接中连续使用的优越性。与实芯焊丝、手工焊条相比，生产效率高，焊工的操作环境得到改善，药芯焊丝的综合优势深受人们的欢迎。药芯焊丝在国外得到迅速发展和广泛应用于各种金属结构。但因药芯焊丝的制造技术难度大，国内相关技术和水平落后，我国药芯焊丝的发展经历了不平凡的历程。结合近年来对药芯焊丝研究与实践中的问题，观察国内药芯焊丝的发展情况和谈谈作者对药芯焊丝发展的体会。 1 药芯焊丝的发展基本情况 药芯焊丝起源于50年代，发展于60－70年代，药芯焊丝主要以粗直径为主（?3.2mm, ?2.4mm)使用交流电源，气体保护药芯焊丝用于钢管的焊接，自保护药芯焊丝用于建筑结构。80年代发展了细直径药芯焊丝（?1.2～1.6mm)使用直流电源，其中直径为?1.2～1.6mm的全位置药芯焊丝大量用于船舶的制造并得到飞速发展，大大提高了造船焊接的半自动化程度。在这期间开发了不锈钢、低温钢、590N/mm2强度级别钢种使用的多种药芯焊丝，?1.2～1.6mm的细直径自保护药芯焊丝可以使用于钢管桩的焊接。80年代后期以来，?1.2～1.6mm气保护药芯焊丝多品种的制造与使用范围得到迅速推广，在非造船行业使用和扩大。随后发展了金属粉芯药芯焊丝和无缝药芯焊丝。目前药芯焊丝已广泛用于建筑、桥梁、化工、冶金、电力等制造与修复行业。 从药芯焊丝的总产量与占焊接材料总产量比例来看，1983年美国药芯焊丝的产量占焊接材料总产量的15％，药芯焊丝的总产量为4.2万吨左右，到1979年药芯焊丝的年产量达到7.6万吨。现在美国药芯焊丝占焊接材料总产量的比例为40％左右。美国生产粗直径药芯焊丝（2.0mm以上）比例较大，主要用于平焊和平角焊，用来焊接建筑机械、重型机械、钢架、桥梁等。1995年英国药芯焊丝年产量首次超过电焊条。日本主要生产细直径药芯焊丝，1983年药芯焊丝占焊接材料总产量的3.8％，1988年为焊接材料总产量的13％，1992年为焊接材料总产量的20％，1994年为焊接材料总产量的23％。在日本药芯焊丝的生产比例逐年提高，而实芯焊丝在1984年生产量占焊接材料总生产量的32％，逐步提高到1991年的50％。从1992年起实芯焊丝逐年下降，到1994年实芯焊丝的比例为42％。据最新资料报道，日本1997年药芯焊丝生产总量在10万吨左右，为焊接材料总产量的27％。由此看来，日本是药芯焊丝发展速度最快的国家。在中国药芯焊丝的发展正处于原始的发展阶段：大量引进外国生产线又得不到充分的应用，希望提高生产能力和技术水平又不能相互交流，重视硬件投资又忽视软件开发，同时受到资金不足的限制。目前我国药芯焊丝与国外药芯焊丝的发展相比，差距甚远。我们就这样不知不觉地进入了药芯焊丝时代，加上技术经济落后，发展药芯焊丝将付出巨大的代价。 2 药芯焊丝的分类及主要渣系 药芯焊丝按不同的情况有不同的分类方法。按保护情况可分为气体保护（CO2、富Ar混合气体）和自保护两种。按焊丝直径可分为细直径（2.0mm以下）和粗直径（2.0mm以上）。按焊丝断面可分为简单断面和复杂断面。按使用电源可分为交流陡降特性电源和直流电源。按填充材料可分为造渣型药芯焊丝（氧化钛型、钛钙型、氟钙型）和金属粉芯药芯焊丝。从药芯焊丝的开发及应用角度来看可作如下分类： 造渣型气保护药芯焊丝可分为CO2气体保护药芯焊丝，主要品种用于碳钢、50公斤级低合金结构钢（全位置焊接）、高强度钢（60－70公斤级）、低温钢（－45℃、－60℃冲击韧性）、耐热钢（1.25Cr-0.5Mo系，2.25Cr-1Mo系）、耐候钢（涂装与非涂装）、不锈钢（焊接SUS304、304L、316、316L、317、317L、321、347、309S不锈钢）、耐磨堆焊（Hv250、Hv350、Hv450、Hv600）。 造渣型气保护药芯焊丝可分为富Ar混合气体保护药芯焊丝，主要品种用于碳钢、50公斤级低合金结构钢（全位置焊接）、高强度钢（60－70公斤级）、低温钢（－45℃、－60℃冲击韧性）、耐磨堆焊（13Cr-2Ni系）。 金属粉芯药芯焊丝可分为CO2气体保护药芯焊丝，主要品种用于碳钢、50公斤级低合金结构钢、高强度钢（60公斤级）、耐磨堆焊（高Cr-Fe系，Hv800）。 金属粉芯药芯焊丝可分为富Ar混合气体保护药芯焊丝, 主要品种用于碳钢、50公斤级低合金结构钢、、低温钢（－60℃冲击韧性）、不锈钢（13Cr-5Ni系