硬面堆焊药芯焊丝国外市场发展分析(可行性分析报告)

第一节 概述

硬面堆焊药芯焊丝是一种重要的药芯焊丝。药芯焊丝也称粉芯焊丝或管状焊丝，早在 1920 年就曾被提出过，试图以涂料粉末覆盖电弧焊接熔池，但这个想法并未完全实现，而被涂药焊条和埋弧焊剂取代了。最早的药芯焊丝专利是 1926 年由 SSTOODY 提出的，其焊丝的断面形式是管形的，其包皮是由薄钢带制成，芯部药粉的填充系数较高，直到现在这种形式的药芯焊丝仍 1927 年由 DWORZAK 提出了一种类似电焊条的药芯焊丝，其填充系数较小，有应用。现在已不应用这种形式。尽管在 1940 年已经知道焊接过程要防止来自于空气中的氮的危害，但直到 1953 年才采用 CO2 作保护气体，同时配合少量渣保护即可得以满意的焊缝质量。1958 年焊接时不用外加气体的自保护药芯焊丝研制成功。

随着拉拔技术的提高，到 60 年代具有多种性能的药芯焊丝已出现并得到应用。早期研制生产的药芯焊丝直径仅为 φ4.0mm、φ3.2mm、φ2.4mm 等粗丝，电弧特 性极差，药芯松散，填充额度低，松装比小，造成药芯的保护作用欠佳，近切需要发 展小直径的药芯焊丝，相继出现了 φ2.0mm、φ1.6mm 的细丝药芯焊丝，第一代商品 药芯焊丝出现于上世纪 50 年代的美国，而药芯焊丝的真正高速发展是在 80 年代，以日本研发出细直径 φ1.2mmCO2 气保护船用药芯焊丝为标志，此时药芯焊丝的制备技 术已经成熟，之后药芯焊丝无论产品种类还是应用领域得到快速发展。到目前，发达 国家药芯焊丝占焊接材料（填充金属部分）接近 30%，实心焊丝 40%，手工电焊条 30%，日本上述比例大致为 40%、40%、20%。

第二节 亚洲地区主要国家市场概况

焊接技术和焊接材料的发展就是具体地显示了科技进步的推动作用。日本统计了1986～1996年间焊接材料的产量及结构比例的变化(见图1)。总的趋势是：焊条的比例在减少，而MIG、MAG焊丝，特别是药芯焊丝(FCW)一直在增加，而埋弧焊丝保持不变。按1997年的数据，日本焊条产量7.2万吨(约占20%)，实芯CO2气保护(包括部分混合气体)焊丝14.8万吨(约占41%)，药芯焊丝9.8万吨(约占27%)，埋弧焊丝4.2万吨(占11%)，总产量36万吨。

日本的MAG(实芯焊丝及药芯焊丝)的快速发展，说明了高效率、高质量和低成本已成了追求的目标，也是日本在焊接方面的自动化及机器人的应用增多的结果。通常，工程上要求在保证质量的条件下提高效率，减少工时，因此 ，焊接时除提高熔化速度之外，还应改善脱渣性和降低飞溅。此外，焊材的抗气孔、抗锈湿性、抗裂性也是完善焊材质量的不可忽视的内容。

日本大型焊材生产厂有10个左右(神户制钢、日铁溶接工业、松下产业、住友金属、日立造船、川崎制铁、大同特殊钢、油脂公司、日本钢管、日本酸素等)，都有独立的 研究 所和开发部，从技术人员的配备来看，约有60%～80%的人员从事 研究 和开发新产品。

第三节 欧洲地区主要国家市场概况

欧洲地区药芯焊丝的发展主要体现在生产工艺上。

1、连轧法方面，瑞士万莎公司Mansa Soudage SA 的一台药芯焊丝连轧机该机共17 架主动水平轧辊组采用悬臂式机架布置便于操作和换轧辊。英国Corewer 公司药芯焊丝生产线也属连轧型机组该机组设计出口速度6 9m/s 焊丝出口直径Ф1.6 和Ф2.0 两种规格。该机每隔若干组轧辊设置了一组张力调节活套用以协调各组机架之间焊丝的线速度和焊丝张力。

2、轧拔法方面，轧拔法是将药芯焊丝的成型加粉合口工序仍放在轧丝机上完成即采用先轧后拉的工艺。将轧丝和拉丝工序分开也可以将其合在一起这样可省去收放机各1 台。欧洲某公司使用的就是此种轧拔一体化机组整条生产线包括3 组12 套水平轧辊和相应的立辊组轧制成的Ф3mm 左右坯管直接进入10 联直线拉丝机从钢带进入到拉拔出Ф1.2mm 焊丝一气呵成图8 为该生产线局部由图可以看出轧拔工艺的相互衔接但这样对电气控制原料质量操作水平要求更高否则中间某一环节出现断丝再重新穿丝会更麻烦耽误的机时更多

第四节 美洲地区主要国家市场概况

第一个提出采用盘元法为原料生产药芯焊丝的是美国林肯公司Lincoln ElectricCompany 专利它提出一种完全采用冷轧工艺使盘元成形为药芯焊丝方法林肯专利的要点是不采用热轧 也不采用中间退火完全采用冷轧使盘元展轧成U形合口成V形并减径到成品尺寸林肯专利认为所提出的从盘元截面正中向两侧劈展的方案有利于用较少的轧制道次形成U型槽产生最小的加工硬化减少轧制动力消耗和获得较大的减薄量。对于轧机原理该专利也作了较详细描述。然而盘元法工艺并不是先进工艺。第一个盘元法专利即林肯专利是1969 年提出的林肯专利提出的背景主要基于以下两点：

1) 由钢锭轧成的带钢由于钢锭本身成分的偏差造成带钢不同部位化学成分不均匀从而可能导致用带钢为原料制成的药芯焊丝熔敷金属化学成分的波动而盘元钢材在一定程度上解决了原料在长度和宽度方向上的成分不均匀。

2) 当时美国市场冷轧带钢的价格是盘元的好几倍采用盘元为原料比采用冷轧钢带为原料成本低。但是世界钢铁工业 30 多年的发展情况已发生根本变化。

首先目前世界钢铁工业普遍采用连铸连轧工艺中国目前的连铸连轧比也已达80%以上因此已完全不存在所谓带钢沿宽度长度的严重成分偏差问题事实是冷轧带钢法采用的SPCC-SD 或SE钢材属高档冷冲压用钢在化学成分和力学性能等方面控制极其精细并采用炉外精炼真空脱氧等工艺更适合于制造药芯焊丝日本更采用了专用药芯焊丝冷轧钢带这是通常供普通焊条钢芯所用的H08A 盘圆钢无法比拟的。

其次 由于连铸连轧工艺的使用大大降低了冷轧带钢的成本其与盘元的价格比由好几倍下降到3:2 左右而盘元法由于生产效率低工艺环节多能耗高折旧费用高制造费用反而高于带钢法好几倍因而盘元法的所谓成本优势早已转化为成本劣势!

正是由于上述原因作为盘元法专利的发明人美国林肯公司早已放弃所谓的盘元法而改用了冷轧带钢法。