我国焊接材料行业报告

我国制造行业焊接技术现状及未来发展趋势指导人：常云龙（教授）报告人：路林（博士研究生/讲师）1沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com焊接发展:2沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com一、我国制造业焊接生产现状3沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com焊接材料埃森博览会近年来焊接材料生产企业的参展情况4沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com5沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com近年我国主要焊接材料产量6沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com近年电焊条产量及其比例7沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com我国与部分国家和地区焊条占焊接材料总消耗的比例8沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com电焊条产品结构9沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com气保焊实心焊丝现状20世纪90年代以来，欧美及日本一些发达国家气保实心焊丝的使用比例一直高居各类焊材之首。接近50%10沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com气保实心焊丝应用面不断扩大11沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com气保实心焊丝出口情况12沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com气保焊丝的技术进步日本神钢MIG新焊丝MG-50CH，使电弧燃烧稳定，熔滴过度颗粒进一步细化，飞溅大幅降低，特别适合平焊。国内的大桥公司和华通公司联合研制的低合金高强高实心焊丝（C-Mn-Ni-Mo-Ti合金系统）已经成功应用于西气东输二线X80管线钢焊接。13沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com气保焊丝存在问题14沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com药芯焊丝-国产尽显锋芒15沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com16沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com埋弧焊丝及焊剂17沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com有色金属焊接材料18沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com19沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com焊割设备市场容量焊割设备生产与应用20沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com焊割设备生产与应用21沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com焊割设备生产与应用22沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com焊割设备生产与应用23沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com焊接设备生产与应用24沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com焊接设备生产与应用25沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com机器人焊接生产线焊接机器人的应用（一）焊接设备生产与应用26沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com焊接机器人的应用（二）焊接设备生产与应用日本模式：机器人制造厂商以开发新型机器人和批量生产，以通用机器人为主。由子公司和工程公司来配套；欧洲模式：机器人制造厂商自己既生产机器人又设计制造用户所需要的系统；美国模式：本国基本不生产工业通用机器人，由工程公司外购机器人来实现系统配套。

全国焊接机器人的行业分布（2008年底）27沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com焊接机器人的应用（二）28沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com专机的应用（一）焊接设备生产与应用从统计的115家各类企业的情况看，弧焊专机共有1742台，80%是国产的；而电阻焊专机只有250台，进口的占75%，主要在汽车行业。总的看来，我国企业采用焊接专机的数量还不多，说明焊接生产的自动化水平还比较低。钉头管焊接专机

29沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com专机的应用（二）焊接设备生产与应用h型鳍片管焊接专机30沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com焊接设备生产与应用变位机的应用从调查的115家各类企业的情况看，总共只有焊接变位机750台，84%是国产的。可见，变位机在我国企业中的应用还不普遍电动旋转/倾斜变位机

手动变位机（平衡式）

31沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com现状的总体评价我国已经是一个世界上最大的焊接国家，但远远不是焊接强国焊接生产水平发展不均衡。东部沿海地区较高，西部内陆地区较低；中型以上企业较高，小型企业较低；汽车等重点发展企业较高，钢结构制造及现场安装行业较低。焊接机械化自动化总体水平低（只占40％）。焊材中焊条的比例过高（75％以上），焊材与钢材之比偏高（0.77％以上），焊材质量和品种与国际先进水平的差距大。电焊机企业数量多、规模小，集团化差，开发能力弱。一般化的产品多，先进的焊接电源少。焊接机器人、焊接专机、焊接变位机的用量小。特别是焊接机器人85％分布在交通行业（汽车、铁路、摩托车），其他行业少。90％以上的焊接机器人来自外国。32沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com2、焊接电源用什么样的电源才能满足电弧的用电需要呢？33沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com焊机型号的编制型号中1、2、3、6各项用汉语拼音字母表示，4、5、7各项用阿拉伯数字表示，型号中3、4、6、7项若不用时，其它各项排紧34沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com焊机电源型号代表字母大类名称代表含义小类名称代表含义系列序号代表含义A弧焊发电机X下降特性1动铁心式2串联电抗器式B弧焊变压器P平特性3动圈式4晶体管式Z弧焊整流器D多特性5晶闸管式6变换抽头式7变频式35沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com3、焊条焊条太“多”了，怎么选用呢？36沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com焊条碳钢焊条的牌号Jxxx后缀字母结构钢焊条熔敷金属抗拉强度最小值药皮的类型及焊接电源的种类附加化学成分的元素符号及焊条性能37沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com焊条结构钢焊条熔敷金属抗拉强度最小值为490MPa低氢钠型、直流高韧性J507GR38沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com焊条不锈钢焊条的牌号□xxx铬不锈钢焊条用“G”表示奥氏体不锈钢焊条用“A”表示熔敷金属主要化学成分组成等级化学成分组成等级中的不同牌号药皮的类型及电源的种类39沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com焊条表示铬不锈钢焊条熔敷金属中主要化学成分Wcr≈13%产品编号为0表示低氢形药皮，直流反接焊接G20740沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com焊条低合金钢焊条铝及铝合金焊条铜及铜合金焊条镍基镍合金焊条

W107Ni

L209

T207

Ni107其他类型焊条41沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com4、焊丝42沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com焊丝1、实芯焊丝43沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com焊丝2、药芯焊丝牌号焊接时保护方法YJXXX-1气保护YJXXX-2自保护YJXXX-3气、自保护两用YJXXX-4其他保护形式44沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com焊丝45沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com焊丝3、有色金属及铸铁焊丝牌号化学组成类型HS1XX堆焊硬质合金HS2XX铜及铜合金HS3XX铝及铝合金HS4XX铸铁46沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com焊丝47沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com5、难焊材料的焊接48沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com1.高碳钢的焊接高碳钢：C>0.60%焊接性差。问题焊缝区易产生热裂纹热影响区易产生冷裂纹措施焊前预热（250~350℃），焊后缓冷。选用低氢型焊条。焊件开坡口，且采用细焊条、小电流、多层焊。49沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com焊接材料：60钢、65钢

常用焊接方法：焊条电弧焊焊接材料：低氢焊条，与母材等强时选用

J607、J707焊条，不要求等强可选用J506、J507焊条焊接工艺：焊前应先行退火减小裂纹倾向，焊前预热250~350℃，焊中保持温度不变，焊后立即送人650℃炉中进行去应力热处理。焊接时采用小电流和慢的焊接速度使溶深减小，尽可能先在坡口上堆焊，然后在焊接；有时可以采用锤击焊缝的方法。50沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com2.中碳调质钢的焊接含碳量：0.25~0.5%淬硬倾向严重

。问题易产生热裂纹易产生冷裂纹措施热影响区脆性问题热影响区软化问题焊前预热250~350℃，焊中采用较小的热输入，焊后立即进行650~680℃回火处理或250℃、1h紧急后热处理然后进行淬火加低温回火处理。51沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com焊接材料：30CrMnSiNi2A常用焊接方法：焊条电弧焊、气体保护焊焊接材料：焊条电弧焊HT-3（H18CrMoA芯）埋弧焊:H18CrMoA钨极氩弧焊：焊丝：H18CrMoA焊剂：HJ350-1或HJ260Ar气保护

焊接工艺：焊前预热250~350℃，焊中采用较小的热输入，焊后立即进行650~680℃回火处理或250℃、1h紧急后热处理，然后进行淬火加低温回火处理。52沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com3.马氏体不锈钢的焊接

马氏体钢：淬硬性很大所有不锈钢中焊接性最差问题措施产生冷裂纹；焊接接头的脆化；接头HAZ也存在明显的软化问题采取预热和焊后热处理减小裂纹注意控制冷却速度减小脆化热处理时应避开回火脆化温度区避免软化53沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com焊接材料：1Cr13常用焊接方法：焊条电弧焊、气体保护焊焊接材料：常用铬不锈钢焊条有E1-13-16（G202）常用铬镍奥氏体不锈钢焊条有E0-19-10-16（A102））等

焊接工艺：1）焊前预热预热温度为200～260℃3）焊后热处理对于刚性小的焊件，可以冷至室温再回火；对于大厚度的焊件，需采用较复杂的工艺；焊后冷至100～150℃，保温0.5～1h,然后加热至回火温度。2）焊后冷却回火温度为650～750℃，保温1h，空冷；若焊件焊后需机加工的，为了得到最低硬度，可采用完全退火，退火温度为830～880℃，保温2h炉冷至595℃，然后空冷。54沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com4.灰铸铁的焊接含碳量：2.8~3.6%问题裂纹问题白口问题措施

电弧热焊

半热焊

电弧冷焊

55沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com1)焊补时应采用细焊条、小电流、快速焊2)采用短段焊、断续焊、分散焊、分段倒退焊，防止裂纹。3)坡口较大时，应采用多层焊。以上工艺可以总结四句口诀：“短段断续分散焊，较小电流熔深浅，焊后锤击消应力，退火焊道前段软”。减速箱上盖裂纹的焊补材质为灰铸铁采用电弧冷焊法a.焊机：ZX5-400型弧焊整流器。

b.焊条：EZNiFe-1(Z408)，直径为3．2mm或4mm，焊前在150℃以下烘干l～2h。焊接准备：56沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com5.铝及铝合金的焊接含碳量：2.8~3.6%问题热裂纹气孔问题焊接接头的软化铝的氧化焊接方法焊条电弧焊飞溅大TIG焊0.5～2.5mmMIG焊≥3mm焊接材料的选专用焊丝通用焊丝：HS311（铝硅焊丝）特种焊丝57沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com“阴极破碎”作用铝合金的焊接电源极性熔化极氩弧焊一律采用直流反接。钨极氩弧焊一般采用交流焊。焊接操作（1）钨极氩弧焊焊前应检查阴极破碎作用。（2）焊接操作时采用左向焊法。（3）焊接时钨不要触及熔池以免钨极熔化造成夹钨。（4）填充焊丝与工件间应保持一定的角度，如图所示，焊丝倾角越小越好，一般约为10°～25°。58沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com6.铜及铜合金的焊接问题热裂纹倾向大难熔合及易变形易产生气孔焊接方法焊接工艺特点TIG焊；工件厚度<3mmMIG焊；工件厚度>12mm强热源设备和焊前预热（150~550℃）加入脱氧剂，控制氢来源，降低熔池冷速等防止裂纹、气孔缺陷焊后采用退火处理以消除应力

59沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com焊接材料：电站用紫铜管焊接常用焊接方法：手工氩弧焊焊接材料：丝201、紫铜丝T2焊接工艺：预热温度为350~500℃，焊接电源：电源采用直流正接。焊接过程中尽量采用短弧焊接60沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com7、常用焊接方法61沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com焊接方法－氧乙炔火焰气焊62沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com焊接方法－焊条电弧焊63沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com焊接方法－钨极惰性气体保护焊64沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com焊接方法－熔化极气体保护焊65沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com焊接方法－埋弧焊66沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com焊接方法－电阻点焊67沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com焊接新技术68沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com无磁场磁控焊接高效焊接方法－磁控埋弧焊69沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com高效焊接方法－植焊70沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com高效焊接方法－双丝焊双丝埋弧焊71沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com高效焊接方法－双丝焊气体保护高速焊显著提高了焊接生产效率

气体保护高速焊接是近10年发展起来的一种高效焊接方法。（TIMETWINWELDING）。气体保护高速焊接原理图双丝MIG焊72沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com高效焊接方法－带极堆焊73沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com高效焊接方法－双带极堆焊74沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com高效焊接方法－电子束1）电子束焊接

电子束原理图电子束原理：利用空间定向高速运动的电子束，撞击工件表面后将部分动能转化为热能，使被焊金属熔化，冷却结晶后形成焊缝。75沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com高速偏转多束技术多束技术是指从一个源产生的一束电子，以极快的速度在不同的位置之间跳跃，由于热惯性的存在，就好像同时有多束电子束作用。多束技术根据焊点的位置和能量的不同，又分为多熔池焊接、多道焊接、多工艺焊接。

76沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com高效焊接方法－激光焊能量密度高，可以达到105~107W/cm2

，变形小，热影响区窄；温度高，可焊难熔和热敏感性强的金属；可穿过透明介质对密闭容器内的工件进行焊接；不需要真空保护。激光焊

激光焊是当代先进的焊接方法之一，它的特点为：77沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com高效焊接方法－微连接微连接和电子封装是IT行业的关键技术

PackagingAssembly78沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com高效焊接方法－搅拌摩擦焊FSW搅拌摩擦焊焊接过程79沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com搅拌摩擦焊FrictionStirWelding80沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com81沈阳工业大学E-mail:yongganll@163.com高效焊接方法－复合热源复合热源焊接异军突起。

复合热源焊接是近年来出现的新工艺。在发达国家已经应用于生产实际。复合形式有：

激光—电弧电子束—等离子弧等离子—MIG82沈阳