國內外焊接材料的應用及發(fā)展趨勢

1、PAGE PAGE 11國內外焊焊接材料料的應用用及發(fā)展展趨勢沈陽工業(yè)業(yè)大學材材料科學學與工程程學院摘要：焊焊接材料料是焊接接行業(yè)中中一個重重要分支支。隨著著焊接技技術的發(fā)發(fā)展，國國內外焊焊接材料料的生產(chǎn)產(chǎn)和使用用也得到到了長足足的進步步。本文文簡單介介紹國內內外的鋼鋼材、焊焊接材料料的應用用狀況，進而分分析了焊焊接材料料的應用用領域，總結出出我國焊焊接的材材料發(fā)展展中存在在的問題題及應對對策略。關鍵詞：焊接材材料；應應用；發(fā)發(fā)展趨勢勢國內外鋼鋼材及焊焊接的應應用現(xiàn)狀狀鋼產(chǎn)量是是衡量一一個國家家綜合經(jīng)經(jīng)濟實力力的重要要指標，鋼鐵工工業(yè)是中中國工業(yè)業(yè)進程中中的支柱柱產(chǎn)業(yè)。表1為為世界主主要國家家

2、的鋼產(chǎn)產(chǎn)量數(shù)據(jù)據(jù)。從表表中數(shù)據(jù)據(jù)可以發(fā)發(fā)現(xiàn)，從從20001年開開始我國國的鋼產(chǎn)產(chǎn)量已經(jīng)經(jīng)躍居全全球第一一，從220011年到220088年鋼產(chǎn)產(chǎn)量已經(jīng)經(jīng)提高了了3倍多多，這樣樣的增速速明顯高高于其他他國家。這主要要是由于于中國的的經(jīng)濟持持續(xù)高速速增長，拉動了了鋼鐵工工業(yè)的快快速發(fā)展展，帶動動了中國國鋼鐵的的生產(chǎn)和和消耗。但與中中國鋼產(chǎn)產(chǎn)量全球球第一形形成鮮明明的對比比的是中中國也是是鋼材進進口大國國，尤其其是特種種性能、高強度度鋼材的的大量進進口，因此此中國鋼鋼材巨大大產(chǎn)量，并沒有有給中國國帶來巨巨大的經(jīng)經(jīng)濟效益益。表1 世界界主要國國家的鋼鋼產(chǎn)量（單位：百萬噸噸）序號國家2008820077

3、2006620055200442003320022200111中國463045114188353428052244182215092日本111210981162112511271105107710293美國878890119855949999779377916690114俄羅斯6522661170666611656661555988595印度5066483344409932663188288827336韓國498846884844478847554633454443997德國4344448847224455464444884544888烏克蘭35113911408838663877369934

4、1133119巴西3211307730993166329931112966267710意大利28992922316629332866271126112655（數(shù)據(jù)來來源：中中國鋼材材貿易網(wǎng)網(wǎng)）焊接是一一種將材材料永久久性連接接，并成成為具有有給定功功能結構構的制造造技術。幾乎所所有的產(chǎn)產(chǎn)品，從從幾十萬萬噸巨輪輪到不足足1克的微微電子元元件。在在生產(chǎn)制制造中都都不同程程度地應應用焊接接技術。焊接已已經(jīng)滲透透到制造造業(yè)的各各個領域域，直接接影響到到產(chǎn)品的的質量、可靠性性和壽命命以及生生產(chǎn)的成成本、效效率和市市場反應應速度。焊接技技術包括括焊接材材料、設設備和工藝等等相關內內容，而而其中焊焊接材料料

5、是焊接接技術發(fā)發(fā)展的基基礎，所所以焊接接材料的的應用和和發(fā)展影影響著焊焊接技術術的發(fā)展展。鋼材產(chǎn)量量和快速速升高又又拉動了了中國焊焊接材料料產(chǎn)業(yè)的的強勁發(fā)發(fā)展，鋼鋼材的產(chǎn)產(chǎn)量、品品質及發(fā)發(fā)展趨勢勢直接決決定了焊焊接行業(yè)業(yè)的可持持續(xù)發(fā)展展及焊接接技術的的發(fā)展方方向。220066年，按按國際鋼鋼材協(xié)會會統(tǒng)計，全世界界鋼產(chǎn)量量1239億億噸，按按有 表1 中國國鋼材與與焊接材材料產(chǎn)量量年份鋼材表觀觀消費量（億噸噸）焊接材料料總產(chǎn)量（萬萬噸）其中（萬萬噸）焊條焊條所占占比例（%）氣體保護護焊焊絲絲埋狐焊焊焊絲焊劑藥芯焊絲199661約776078755012000014約114490801255605

6、200332720015075301012420044312302400160674011145200553527028001701800636066516197-820066421801805690182012表3 我國國不同地地區(qū)鋼材材消耗比比例（%）地區(qū)年份華東中南華北東北西南西北合計2001137772122184496805010020022406620991899757842100200334188200017888278451002004442551811182274914610020055417717991966778348100預計2001039221833163399956

7、8100關資料綜綜合測算算，焊材材的消費費量應為為鋼材總總量的006%16%，全世界界焊接材材料約為為6000多萬噸噸，因此此，20006年年中國鋼鋼產(chǎn)量占占全世界界鋼產(chǎn)量量的344%2，中國國焊接材材料產(chǎn)量量占全世世界焊接接材料產(chǎn)產(chǎn)量的550%左左右。但但是中國國焊接材材料的種種類和分分布不是是很平衡衡3，4，見表表2-表表3。2焊接材材料在各各領域的的應用情情況按行業(yè)需需求，我我國鋼材材及焊材材與國外外發(fā)達國國家的最最大差異異為：近近年來我我國建設設用鋼占占50%左右，工業(yè)制制造用鋼鋼不到445%左左右；而而目前美美國、歐歐洲和日日本建設設用鋼僅僅占200%-330%，工業(yè)制制造用鋼鋼占7

8、00%-78%。這種種差異也也反映了了當前我我國發(fā)展展階段的的特征大量量進行各各種基礎礎設施和和城鎮(zhèn)化化建設。在20006年生生產(chǎn)的鋼鋼材中，各類中中厚板、厚板和和薄板（不包括括窄帶鋼鋼）等板板材占333%，不能用用于制造造焊接鋼鋼結構的的各類鋼鋼筋、線線材、棒棒材及鋼鋼軌等占占45%以上，因此，我國焊焊接鋼結結構占鋼鋼材消費費總量的的比例11最多只只能為440%455%。所所以估計計我國目目前焊接接鋼結構構的用鋼鋼量為11416億噸是是適宜的的。但經(jīng)經(jīng)焊接的的鋼材則則不止這這個數(shù)量量，因為為用于鋼鋼筋混凝凝土結構構的各種種鋼材和和線材，其中22/3左左右是進進行焊接接的，總總數(shù)為660000

9、-80000萬萬噸。因因此可以以說，220066年我國國焊接鋼鋼結構為為14-16億噸噸，而經(jīng)經(jīng)焊接的的鋼材總總數(shù)則達達2024億噸之之間。有關重點點行業(yè)對對焊材的的需求狀狀況分述述如下：21建建筑行業(yè)業(yè)隨著中國國建設行行業(yè)的發(fā)發(fā)展和城城鎮(zhèn)化進進程的推推進，每每年在建建筑行業(yè)業(yè)消費的的鋼材數(shù)數(shù)量巨大大。據(jù)有有關部門門統(tǒng)計，20006年建建筑鋼結結構制造造量約為為16000萬噸噸，包括括工業(yè)廠廠房鋼結結構、高高層建筑筑鋼結構構、大跨跨度場館館鋼結構構、市政政建設鋼鋼結構和和住宅鋼鋼結構等等，相當當于消費費焊接材材料25535萬萬噸。 預測220100年各類類建筑鋼鋼結構制制作量為為26000萬噸

10、噸，將相相應需要要各類焊焊接材料料4050萬萬噸。預預測20015年年各類建建筑鋼結結構將消消費鋼材材40000萬噸噸以上。而在建建筑過程程中所使使用的鋼鋼筋混凝凝土結構構，每年年將消耗耗鋼筋和和線材料料1億多多噸，除除少量粗粗直徑鋼鋼材采用用冷擠壓壓套筒連連接外，其余主主要采用用鋼筋電電渣壓力力焊和焊焊條電狐狐焊。每每年需用用于鋼筋筋電渣壓壓力焊的的HJ4431等等熔煉焊焊劑10013萬萬噸，JJ4222等焊條條50萬萬噸以上上。因此此，建筑鋼鋼材及相相應的焊焊接材料料是今后后的一個個增長熱熱點。22造造船行業(yè)業(yè)我國造船船業(yè)經(jīng)過過“八五”、“九五”共十年年的高效效技術推推廣，已已在全國國使用

11、了了半自動動藥芯焊焊絲，使使用了各各種簡易易方便的的焊接設設備和工工藝如角角焊機及及雙絲單單熔池CCO2焊接工工藝。在在板縫拼拼接中使使用了33絲、44絲埋狐狐焊接技術，實現(xiàn)了了高速焊焊接。在在船體合合攏縫焊焊中，使用了了垂直立立焊技術術，大大大提高了了焊接作作業(yè)的效效率，行行業(yè)的整整體實力力得到了了顯著提提高，220077年的數(shù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計計顯示：現(xiàn)在我我國的訂訂單量已已排在全全球第二二位，但但與傳統(tǒng)統(tǒng)的造船船強國如如：韓國國、日本本還有一一定的差差距，韓韓國造船船業(yè)以超超大型油油輪等高高附加值值船舶為為中心提提高收益益性，已已成功具具備了競競爭力。從三星星重工的的形式來來看，在在每艘造造價高達

12、達1萬億億韓元的的鉆井船船（在深深水海域域或浪高高的海域域鉆探原原油、天天然氣設設備）領領域，其其世界市市場占有有率近770%。韓國造造船企業(yè)業(yè)的競爭爭力在于于在船舶舶建造過過程中加加入了IIT技術術。盡管管造船業(yè)業(yè)被稱為為“煙囪企企業(yè)”的代名名詞，但但韓國大大型造船船廠卻積積極引進進基于互互聯(lián)網(wǎng)的的三維設設計系統(tǒng)統(tǒng)和自動動運行控控制產(chǎn)品品等尖端端技術，成為業(yè)業(yè)界領跑跑者。相相反，中中國在價價格相對對便宜的的散裝船船（運輸輸糧食和和礦物等等普通貨貨輪）方方面占有有比重較較高。隨隨著我國國造船業(yè)業(yè)國際化化程度的的發(fā)展，一方面面對現(xiàn)有有焊材在在高效性性、工藝藝性、發(fā)發(fā)塵量方方面提出出了更高高的要求

13、求；另一一方面隨隨著化學學品船、鋁合金金船建造造的增多多，未來來各類不不銹鋼、雙向鋼鋼及有色色金屬焊焊接材料料將會有有一定的的需求。20006年，中國造造船完工工量14452萬萬載重噸噸，約用用鋼材5560萬萬噸，相相應消費費焊接材材料14416萬萬噸，其其中藥芯芯焊絲889萬噸噸。預測測20110年中中國造船船業(yè)用鋼鋼將達成成10335萬噸噸，相應應需求焊焊接材料料2328萬萬噸。23交交通行業(yè)業(yè)德國汽車車制造者者協(xié)會最最新公布布的統(tǒng)計計數(shù)字表表示，220088年中國國汽車產(chǎn)產(chǎn)量已超超過德國國和美國國，位居居世界第第一。該該協(xié)會的的統(tǒng)計數(shù)數(shù)據(jù)顯示示，20008年年汽車產(chǎn)產(chǎn)量占全全球汽車車產(chǎn)量

14、的的172%，德國占占147%，而美國國僅占1146%，20008年我我國汽車車產(chǎn)銷量量分別為為934451萬萬輛和993805萬萬輛，同同比增長長521%和677556%，其中中乘用車車產(chǎn)銷2260774萬輛輛和266249萬輛輛，同比比增長4424%和524%。預測測20110年中中國各類類汽車產(chǎn)產(chǎn)量將達達900011000萬輛輛，將消消費鋼材材1500018000萬噸噸。公路路交通工工具發(fā)展展的同時時，鐵路路交通設設施也發(fā)發(fā)生了明明顯的變變化，到到20008年我我國已經(jīng)經(jīng)實現(xiàn)了了鐵路三三次大提提速，隨隨著鐵路路運行速速度的提提高大量量新型機機車將被被推上歷歷史舞臺臺，20009年年3月1

15、6日北京鐵鐵路局與與北車股股份有限限公司簽簽署協(xié)議議，采購購了1000列新新一代高高速動車車組，總總金額達達到3992億元元人民幣幣。新一一代動車車組采取取16輛輛長編組組型式，由四個個牽引動動力單元元組成“八動八八拖”結構，持續(xù)運運營時速速3500km/h,試試驗時速速超過44003350kkm/hh。新一一代動車車組的運運營速度度較高，對材料料的要求求也相應應提高，此外新新一代動動車組對對鐵路軌軌道也有有較高的的要求，這些都都大大都都促進了了鋼材和和焊接材材料的研研發(fā)和使使用。4 運輸輸行業(yè)據(jù)介紹，截止220077年底，全球各各類型集集裝箱船船舶達886499艘，載載重能力力12444萬標

16、標準箱，船隊總總動力226000萬標準準箱、集集裝箱保保有量約約為26623萬萬標準箱箱、20007年年各類集集裝箱產(chǎn)產(chǎn)銷量為為3922萬標準準箱。目前，中中國是集集裝箱第第一生產(chǎn)產(chǎn)制造大大國，并并創(chuàng)造了了三個“第一”。首先先，集裝裝箱的生生產(chǎn)能力力為全世世界第一一，現(xiàn)在在已經(jīng)達達到5880萬標標準箱。其次，集集裝箱規(guī)規(guī)格品種種之全世世界第一一，從干干貨集裝裝箱到一一般貨物物集裝，到特種種集裝箱箱，還有有廂式運運輸車，中國現(xiàn)現(xiàn)有生產(chǎn)產(chǎn)已經(jīng)達達到9000多個個規(guī)格品品種，能能夠滿足足世界各各國的運運輸需求求。第三，中中國的集集裝箱產(chǎn)產(chǎn)銷量世世界第一一，去年年產(chǎn)銷量量已達到到了3774萬標標準箱，

17、而去年年全球的的集裝箱箱產(chǎn)銷量量是3992萬標標準箱，因此世世界上995%的的集裝箱箱都由中中國生產(chǎn)產(chǎn)。目前前生產(chǎn)制制造集裝裝箱的三三大原材材料鋼材材、木材材和油漆漆的國產(chǎn)產(chǎn)化率已已大大提提高，其其中鋼材材已基本本了實現(xiàn)現(xiàn)了國產(chǎn)產(chǎn)化，木木材有一一部分出出口，但但80%以上的的木材由由國內生生產(chǎn)。目前，生生產(chǎn)集裝裝箱所用用鋼材主主要有熱熱軋薄鋼鋼板、型型材和焊焊管等。熱軋薄薄板、（牌號SPPA-HH），熱軋軋中板（牌牌號SPPA-HH、SMM4900A），不銹鋼鋼（牌號號SUSS3044、SOOS4110、SSOS3316LL），其其中以116-660mm板材材為主。在消耗耗的鋼板板中，以以16

18、-220mm薄規(guī)規(guī)格鋼板板所占比比例最大大，為445%-50%，主要要用在占占我國出出口900%以上上的干貨貨集裝箱箱上。制制造一個個標準集集裝箱用用CO22氣體保保護焊絲絲20%，每年年用COO2焊絲55-6萬萬噸。25壓壓力容器器管道行行業(yè)近年來，石油天天然氣長長輸管道道建設正正處于高高峰期。根據(jù)規(guī)規(guī)劃，未未來幾年年內，中中國將建建成都114條油油氣輸送送管道，形成“兩橫、兩縱、四樞紐紐、五氣氣庫的管管道運輸輸網(wǎng)”。隨著著中國與與俄羅斯斯、哈薩薩克斯坦坦輸油管管道開始始建設，預示著著中國管管道用鋼鋼量也將將大幅提提升。據(jù)據(jù)預測，未來幾幾年內，中國每每年管線線鋼需求求量30004000萬噸3

19、，據(jù)不完完全統(tǒng)計計，20006年年僅中石石化、中中石油系系統(tǒng)焊接接制管用用鋼量達達到1665萬噸噸以上，其中出出口600萬噸。焊絲、焊劑用用量4萬萬噸以上上。加上上私營企企業(yè)，全全國177家制管管廠年制制管能力力達5660萬噸噸，因此此20006年總總制管用用鋼量及及焊接材材料用量量翻番不不止。現(xiàn)在壓力力容器正正朝著大大容量、高參數(shù)數(shù)發(fā)展，大量超超臨界、超臨界界壓力容容器被生生產(chǎn)并應應用，這這些壓力力容器由由于本身身性能的的特殊性性也有較較高的要要求，促促進企業(yè)業(yè)對新型型焊接材材料的研研發(fā)和使使用。焊接材料料發(fā)展中中存在的的問題及及發(fā)展趨趨勢20世紀紀80年年代中期期，國外外發(fā)達國國家焊條條占

20、焊接接材的比比例約為為50%。到220044年歐洲洲、北美美（美國國和加拿拿大）、日本在在消費的的焊材中中，焊條條占焊材材的比例例均已小小于200%，也也就是說說，目前前發(fā)達國國家的自自動化表4 各種焊焊材的用用量年度項目焊條CO2實實芯焊絲絲藥芯焊絲絲埋狐焊絲絲總產(chǎn)量20055產(chǎn)量（tt例（%）6322261320066產(chǎn)量（tt）180801245317比例（%）57253814表5 世界焊焊接材料料公司五五強在中中國以外外的焊接接材料市市場中所所占市場場份額（%）歐洲伊莎莎公司美國林肯肯公司歐洲沙福福公司日本神焊焊鋼材美國IIIW集團團1111777和半自動動化

21、焊接接，已占占整個焊焊接工作作量的880%以以上。焊焊接自動動化程度度和焊絲絲的使用用量是衡衡量一個個國家焊焊接技術術發(fā)展程程度的重重要指標，因因此相比于于發(fā)達國國家，我我國的焊焊接技術術還比較較落后。近年來來，我國國少數(shù)行行業(yè)及部部分企業(yè)業(yè)的焊接接自動化化和半自自動化率率已到處處70%以上，但就全全國而言言，20006年年全國消消耗的焊焊材中，手工焊焊條仍占占57%左右，見表44，也就就是說焊焊接自動動化的半半自動化化率尚不不到500%。但但當前焊焊接自動動化進展展明顯加加快，預預測5年年后，我我國焊接接自動化化和半自自動化率率可以達達到700%。因因此，今今后幾年年，焊接接自動化化進展將將

22、持續(xù)推推動焊材材品種結結構的調調整，氣氣保護實實芯焊絲絲占焊材材的比例例，20005年年為222%，220066年已到到28%-229%，預計220100年將達達到500%左右右，而手手工焊條條將降到到30%以下。 目前前，國內內從事焊焊接材料料生產(chǎn)的的企業(yè)比比較多，其中電電焊條生生產(chǎn)企業(yè)業(yè)大約3300家家，實芯芯焊絲生生產(chǎn)企業(yè)業(yè)2000家，藥藥芯焊絲絲生產(chǎn)企企業(yè)200家，埋埋狐焊劑劑生產(chǎn)企企業(yè)近2200家家，焊接接材料產(chǎn)產(chǎn)量1萬萬噸以上上的有440多家家，其中中天津金金橋700余萬噸噸，天津津大橋近近50萬萬噸，四四川大西西洋集團團20萬萬噸，株株洲湘江江約200萬噸，錦州錦錦泰122萬噸，

23、這5家家的產(chǎn)量量占全國國總產(chǎn)量量的1/2。但但是這些些國內企企業(yè)大多多生產(chǎn)低低中端產(chǎn)產(chǎn)品，即即常規(guī)的的低碳鋼鋼、低合合金鋼焊焊接材料料，對高高強度和和特殊性性能焊材材生產(chǎn)較較少。據(jù)據(jù)國外資資料介紹紹，目前前世界上上實力最最強的焊焊接材料料公司有有5家，這5家家合計占占有中國國以外的的世界焊焊接市場場43的的份額，在世界界焊接材材料市場場上舉足足輕重，詳見表表55材料。國內焊焊接大型型骨干焊焊接材料料企業(yè)，是中國國焊接材材料民族族工業(yè)的的希望。雖然這這些企業(yè)業(yè)與國際際5大知知名企業(yè)業(yè)還有一一定差距距，但是是一些企企業(yè)在過過去幾年年的經(jīng)營營中，已已在不同同程度上上實現(xiàn)了了資金的的積累。有條件件投入較較多的資資金去更更新生產(chǎn)產(chǎn)設備、購置先先進的檢檢測儀器器和研制制先進的的特種焊焊材。期期待中國國有幾家家大型骨骨干焊接接材料企企業(yè)，在在生產(chǎn)設設備和檢檢測手段段上能達達到或超超過國外外知名焊焊接材料料企業(yè)的的水平，這樣才才能使國國內外的的重點用用戶及重重點工程程在采購購高效能能焊接材材料時，對國產(chǎn)產(chǎn)焊接材材料品質質穩(wěn)定性性增強信信任，消消除疑慮慮。由于全球球經(jīng)濟危危機的影影響，部部分工程程和企業(yè)業(yè)已經(jīng)停停產(chǎn)或停停工，這這對焊接接材料