国内外焊接材料的应用及发展趋势

1、PAGE PAGE 11国内外焊焊接材料料的应用用及发展展趋势沈阳工业业大学材材料科学学与工程程学院摘要：焊焊接材料料是焊接接行业中中一个重重要分支支。随着着焊接技技术的发发展，国国内外焊焊接材料料的生产产和使用用也得到到了长足足的进步步。本文文简单介介绍国内内外的钢钢材、焊焊接材料料的应用用状况，进而分分析了焊焊接材料料的应用用领域，总结出出我国焊焊接的材材料发展展中存在在的问题题及应对对策略。关键词：焊接材材料；应应用；发发展趋势势国内外钢钢材及焊焊接的应应用现状状钢产量是是衡量一一个国家家综合经经济实力力的重要要指标，钢铁工工业是中中国工业业进程中中的支柱柱产业。表1为为世界主主要国家家

2、的钢产产量数据据。从表表中数据据可以发发现，从从20001年开开始我国国的钢产产量已经经跃居全全球第一一，从220011年到220088年钢产产量已经经提高了了3倍多多，这样样的增速速明显高高于其他他国家。这主要要是由于于中国的的经济持持续高速速增长，拉动了了钢铁工工业的快快速发展展，带动动了中国国钢铁的的生产和和消耗。但与中中国钢产产量全球球第一形形成鲜明明的对比比的是中中国也是是钢材进进口大国国，尤其其是特种种性能、高强度度钢材的的大量进进口，因此此中国钢钢材巨大大产量，并没有有给中国国带来巨巨大的经经济效益益。表1 世界界主要国国家的钢钢产量（单位：百万吨吨）序号国家2008820077

3、2006620055200442003320022200111中国463045114188353428052244182215092日本111210981162112511271105107710293美国878890119855949999779377916690114俄罗斯6522661170666611656661555988595印度5066483344409932663188288827336韩国498846884844478847554633454443997德国4344448847224455464444884544888乌克兰35113911408838663877369934

4、1133119巴西3211307730993166329931112966267710意大利28992922316629332866271126112655（数据来来源：中中国钢材材贸易网网）焊接是一一种将材材料永久久性连接接，并成成为具有有给定功功能结构构的制造造技术。几乎所所有的产产品，从从几十万万吨巨轮轮到不足足1克的微微电子元元件。在在生产制制造中都都不同程程度地应应用焊接接技术。焊接已已经渗透透到制造造业的各各个领域域，直接接影响到到产品的的质量、可靠性性和寿命命以及生生产的成成本、效效率和市市场反应应速度。焊接技技术包括括焊接材材料、设设备和工艺等等相关内内容，而而其中焊焊接材料料

5、是焊接接技术发发展的基基础，所所以焊接接材料的的应用和和发展影影响着焊焊接技术术的发展展。钢材产量量和快速速升高又又拉动了了中国焊焊接材料料产业的的强劲发发展，钢钢材的产产量、品品质及发发展趋势势直接决决定了焊焊接行业业的可持持续发展展及焊接接技术的的发展方方向。220066年，按按国际钢钢材协会会统计，全世界界钢产量量1239亿亿吨，按按有 表1 中国国钢材与与焊接材材料产量量年份钢材表观观消费量（亿吨吨）焊接材料料总产量（万万吨）其中（万万吨）焊条焊条所占占比例（%）气体保护护焊焊丝丝埋狐焊焊焊丝焊剂药芯焊丝199661约776078755012000014约114490801255605

6、200332720015075301012420044312302400160674011145200553527028001701800636066516197-820066421801805690182012表3 我国国不同地地区钢材材消耗比比例（%）地区年份华东中南华北东北西南西北合计2001137772122184496805010020022406620991899757842100200334188200017888278451002004442551811182274914610020055417717991966778348100预计2001039221833163399956

7、8100关资料综综合测算算，焊材材的消费费量应为为钢材总总量的006%16%，全世界界焊接材材料约为为6000多万吨吨，因此此，20006年年中国钢钢产量占占全世界界钢产量量的344%2，中国国焊接材材料产量量占全世世界焊接接材料产产量的550%左左右。但但是中国国焊接材材料的种种类和分分布不是是很平衡衡3，4，见表表2-表表3。2焊接材材料在各各领域的的应用情情况按行业需需求，我我国钢材材及焊材材与国外外发达国国家的最最大差异异为：近近年来我我国建设设用钢占占50%左右，工业制制造用钢钢不到445%左左右；而而目前美美国、欧欧洲和日日本建设设用钢仅仅占200%-330%，工业制制造用钢钢占7

8、00%-78%。这种种差异也也反映了了当前我我国发展展阶段的的特征大量量进行各各种基础础设施和和城镇化化建设。在20006年生生产的钢钢材中，各类中中厚板、厚板和和薄板（不包括括窄带钢钢）等板板材占333%，不能用用于制造造焊接钢钢结构的的各类钢钢筋、线线材、棒棒材及钢钢轨等占占45%以上，因此，我国焊焊接钢结结构占钢钢材消费费总量的的比例11最多只只能为440%455%。所所以估计计我国目目前焊接接钢结构构的用钢钢量为11416亿吨是是适宜的的。但经经焊接的的钢材则则不止这这个数量量，因为为用于钢钢筋混凝凝土结构构的各种种钢材和和线材，其中22/3左左右是进进行焊接接的，总总数为660000

9、-80000万万吨。因因此可以以说，220066年我国国焊接钢钢结构为为14-16亿吨吨，而经经焊接的的钢材总总数则达达2024亿吨之之间。有关重点点行业对对焊材的的需求状状况分述述如下：21建建筑行业业随着中国国建设行行业的发发展和城城镇化进进程的推推进，每每年在建建筑行业业消费的的钢材数数量巨大大。据有有关部门门统计，20006年建建筑钢结结构制造造量约为为16000万吨吨，包括括工业厂厂房钢结结构、高高层建筑筑钢结构构、大跨跨度场馆馆钢结构构、市政政建设钢钢结构和和住宅钢钢结构等等，相当当于消费费焊接材材料25535万万吨。 预测220100年各类类建筑钢钢结构制制作量为为26000万吨

10、吨，将相相应需要要各类焊焊接材料料4050万万吨。预预测20015年年各类建建筑钢结结构将消消费钢材材40000万吨吨以上。而在建建筑过程程中所使使用的钢钢筋混凝凝土结构构，每年年将消耗耗钢筋和和线材料料1亿多多吨，除除少量粗粗直径钢钢材采用用冷挤压压套筒连连接外，其余主主要采用用钢筋电电渣压力力焊和焊焊条电狐狐焊。每每年需用用于钢筋筋电渣压压力焊的的HJ4431等等熔炼焊焊剂10013万万吨，JJ4222等焊条条50万万吨以上上。因此此，建筑钢钢材及相相应的焊焊接材料料是今后后的一个个增长热热点。22造造船行业业我国造船船业经过过“八五”、“九五”共十年年的高效效技术推推广，已已在全国国使用

11、了了半自动动药芯焊焊丝，使使用了各各种简易易方便的的焊接设设备和工工艺如角角焊机及及双丝单单熔池CCO2焊接工工艺。在在板缝拼拼接中使使用了33丝、44丝埋狐狐焊接技术，实现了了高速焊焊接。在在船体合合拢缝焊焊中，使用了了垂直立立焊技术术，大大大提高了了焊接作作业的效效率，行行业的整整体实力力得到了了显著提提高，220077年的数数据统计计显示：现在我我国的订订单量已已排在全全球第二二位，但但与传统统的造船船强国如如：韩国国、日本本还有一一定的差差距，韩韩国造船船业以超超大型油油轮等高高附加值值船舶为为中心提提高收益益性，已已成功具具备了竞竞争力。从三星星重工的的形式来来看，在在每艘造造价高达

12、达1万亿亿韩元的的钻井船船（在深深水海域域或浪高高的海域域钻探原原油、天天然气设设备）领领域，其其世界市市场占有有率近770%。韩国造造船企业业的竞争争力在于于在船舶舶建造过过程中加加入了IIT技术术。尽管管造船业业被称为为“烟囱企企业”的代名名词，但但韩国大大型造船船厂却积积极引进进基于互互联网的的三维设设计系统统和自动动运行控控制产品品等尖端端技术，成为业业界领跑跑者。相相反，中中国在价价格相对对便宜的的散装船船（运输输粮食和和矿物等等普通货货轮）方方面占有有比重较较高。随随着我国国造船业业国际化化程度的的发展，一方面面对现有有焊材在在高效性性、工艺艺性、发发尘量方方面提出出了更高高的要求

13、求；另一一方面随随着化学学品船、铝合金金船建造造的增多多，未来来各类不不锈钢、双向钢钢及有色色金属焊焊接材料料将会有有一定的的需求。20006年，中国造造船完工工量14452万万载重吨吨，约用用钢材5560万万吨，相相应消费费焊接材材料14416万万吨，其其中药芯芯焊丝889万吨吨。预测测20110年中中国造船船业用钢钢将达成成10335万吨吨，相应应需求焊焊接材料料2328万万吨。23交交通行业业德国汽车车制造者者协会最最新公布布的统计计数字表表示，220088年中国国汽车产产量已超超过德国国和美国国，位居居世界第第一。该该协会的的统计数数据显示示，20008年年汽车产产量占全全球汽车车产量

14、的的172%，德国占占147%，而美国国仅占1146%，20008年我我国汽车车产销量量分别为为934451万万辆和993805万万辆，同同比增长长521%和677556%，其中中乘用车车产销2260774万辆辆和266249万辆辆，同比比增长4424%和524%。预测测20110年中中国各类类汽车产产量将达达900011000万辆辆，将消消费钢材材1500018000万吨吨。公路路交通工工具发展展的同时时，铁路路交通设设施也发发生了明明显的变变化，到到20008年我我国已经经实现了了铁路三三次大提提速，随随着铁路路运行速速度的提提高大量量新型机机车将被被推上历历史舞台台，20009年年3月1

15、6日北京铁铁路局与与北车股股份有限限公司签签署协议议，采购购了1000列新新一代高高速动车车组，总总金额达达到3992亿元元人民币币。新一一代动车车组采取取16辆辆长编组组型式，由四个个牵引动动力单元元组成“八动八八拖”结构，持续运运营时速速3500km/h,试试验时速速超过44003350kkm/hh。新一一代动车车组的运运营速度度较高，对材料料的要求求也相应应提高，此外新新一代动动车组对对铁路轨轨道也有有较高的的要求，这些都都大大都都促进了了钢材和和焊接材材料的研研发和使使用。4 运输输行业据介绍，截止220077年底，全球各各类型集集装箱船船舶达886499艘，载载重能力力12444万标

16、标准箱，船队总总动力226000万标准准箱、集集装箱保保有量约约为26623万万标准箱箱、20007年年各类集集装箱产产销量为为3922万标准准箱。目前，中中国是集集装箱第第一生产产制造大大国，并并创造了了三个“第一”。首先先，集装装箱的生生产能力力为全世世界第一一，现在在已经达达到5880万标标准箱。其次，集集装箱规规格品种种之全世世界第一一，从干干货集装装箱到一一般货物物集装，到特种种集装箱箱，还有有厢式运运输车，中国现现有生产产已经达达到9000多个个规格品品种，能能够满足足世界各各国的运运输需求求。第三，中中国的集集装箱产产销量世世界第一一，去年年产销量量已达到到了3774万标标准箱，

17、而去年年全球的的集装箱箱产销量量是3992万标标准箱，因此世世界上995%的的集装箱箱都由中中国生产产。目前前生产制制造集装装箱的三三大原材材料钢材材、木材材和油漆漆的国产产化率已已大大提提高，其其中钢材材已基本本了实现现了国产产化，木木材有一一部分出出口，但但80%以上的的木材由由国内生生产。目前，生生产集装装箱所用用钢材主主要有热热轧薄钢钢板、型型材和焊焊管等。热轧薄薄板、（牌号SPPA-HH），热轧轧中板（牌牌号SPPA-HH、SMM4900A），不锈钢钢（牌号号SUSS3044、SOOS4110、SSOS3316LL），其其中以116-660mm板材材为主。在消耗耗的钢板板中，以以16

18、-220mm薄规规格钢板板所占比比例最大大，为445%-50%，主要要用在占占我国出出口900%以上上的干货货集装箱箱上。制制造一个个标准集集装箱用用CO22气体保保护焊丝丝20%，每年年用COO2焊丝55-6万万吨。25压压力容器器管道行行业近年来，石油天天然气长长输管道道建设正正处于高高峰期。根据规规划，未未来几年年内，中中国将建建成都114条油油气输送送管道，形成“两横、两纵、四枢纽纽、五气气库的管管道运输输网”。随着着中国与与俄罗斯斯、哈萨萨克斯坦坦输油管管道开始始建设，预示着着中国管管道用钢钢量也将将大幅提提升。据据预测，未来几几年内，中国每每年管线线钢需求求量30004000万吨3

19、，据不完完全统计计，20006年年仅中石石化、中中石油系系统焊接接制管用用钢量达达到1665万吨吨以上，其中出出口600万吨。焊丝、焊剂用用量4万万吨以上上。加上上私营企企业，全全国177家制管管厂年制制管能力力达5660万吨吨，因此此20006年总总制管用用钢量及及焊接材材料用量量翻番不不止。现在压力力容器正正朝着大大容量、高参数数发展，大量超超临界、超临界界压力容容器被生生产并应应用，这这些压力力容器由由于本身身性能的的特殊性性也有较较高的要要求，促促进企业业对新型型焊接材材料的研研发和使使用。焊接材料料发展中中存在的的问题及及发展趋趋势20世纪纪80年年代中期期，国外外发达国国家焊条条占

20、焊接接材的比比例约为为50%。到220044年欧洲洲、北美美（美国国和加拿拿大）、日本在在消费的的焊材中中，焊条条占焊材材的比例例均已小小于200%，也也就是说说，目前前发达国国家的自自动化表4 各种焊焊材的用用量年度项目焊条CO2实实芯焊丝丝药芯焊丝丝埋狐焊丝丝总产量20055产量（tt例（%）6322261320066产量（tt）180801245317比例（%）57253814表5 世界焊焊接材料料公司五五强在中中国以外外的焊接接材料市市场中所所占市场场份额（%）欧洲伊莎莎公司美国林肯肯公司欧洲沙福福公司日本神焊焊钢材美国IIIW集团团1111777和半自动动化

21、焊接接，已占占整个焊焊接工作作量的880%以以上。焊焊接自动动化程度度和焊丝丝的使用用量是衡衡量一个个国家焊焊接技术术发展程程度的重重要指标，因因此相比于于发达国国家，我我国的焊焊接技术术还比较较落后。近年来来，我国国少数行行业及部部分企业业的焊接接自动化化和半自自动化率率已到处处70%以上，但就全全国而言言，20006年年全国消消耗的焊焊材中，手工焊焊条仍占占57%左右，见表44，也就就是说焊焊接自动动化的半半自动化化率尚不不到500%。但但当前焊焊接自动动化进展展明显加加快，预预测5年年后，我我国焊接接自动化化和半自自动化率率可以达达到700%。因因此，今今后几年年，焊接接自动化化进展将将

22、持续推推动焊材材品种结结构的调调整，气气保护实实芯焊丝丝占焊材材的比例例，20005年年为222%，220066年已到到28%-229%，预计220100年将达达到500%左右右，而手手工焊条条将降到到30%以下。 目前前，国内内从事焊焊接材料料生产的的企业比比较多，其中电电焊条生生产企业业大约3300家家，实芯芯焊丝生生产企业业2000家，药药芯焊丝丝生产企企业200家，埋埋狐焊剂剂生产企企业近2200家家，焊接接材料产产量1万万吨以上上的有440多家家，其中中天津金金桥700余万吨吨，天津津大桥近近50万万吨，四四川大西西洋集团团20万万吨，株株洲湘江江约200万吨，锦州锦锦泰122万吨，

23、这5家家的产量量占全国国总产量量的1/2。但但是这些些国内企企业大多多生产低低中端产产品，即即常规的的低碳钢钢、低合合金钢焊焊接材料料，对高高强度和和特殊性性能焊材材生产较较少。据据国外资资料介绍绍，目前前世界上上实力最最强的焊焊接材料料公司有有5家，这5家家合计占占有中国国以外的的世界焊焊接市场场43的的份额，在世界界焊接材材料市场场上举足足轻重，详见表表55材料。国内焊焊接大型型骨干焊焊接材料料企业，是中国国焊接材材料民族族工业的的希望。虽然这这些企业业与国际际5大知知名企业业还有一一定差距距，但是是一些企企业在过过去几年年的经营营中，已已在不同同程度上上实现了了资金的的积累。有条件件投入较较多的资资金去更更新生产产设备、购置先先进的检检测仪器器和研制制先进的的特种焊焊材。期期待中国国有几家家大型骨骨干焊接接材料企企业，在在生产设设备和检检测手段段上能达达到或超超过国外外知名焊焊接材料料企业的的水平，这样才才能使国国内外的的重点用用户及重重点工程程在采购购高效能能焊接材材料时，对国产产焊接材材料品质质稳定性性增强信信任，消消除疑虑虑。由于全球球经济危危机的影影响，部部分工程程和企业业已经停停产或停停工，这这对焊接接材料