1.1 我国焊接材料发展历程
新中国成立初期,国产的焊条采用手工制作,工业上使用的焊条基本全部从美国、英国、德国和荷兰等国家进口。我国于20世纪50年代开始进行螺旋机的研制和使用,结束了我国手工制作焊条的历史。1962年国内焊条产量为3.1万t,随着国民经济的发展,焊条产量逐渐增加,1965年研究采用还原钛铁矿来代替金红石和钛白粉等高价位原材料,20世纪80年代后该技术开始在全国推广,降低了焊条的生产成本。1996年我国粗钢产量突破1亿t,焊条的产量达到近60万t。近20多年来,我国的经济建设取得了突飞猛进的发展,焊条产量高峰时突破了200万t。
实心焊丝是在20世纪80年代发展起来的产品,经过10余年的努力,逐渐解决了焊丝生产中遇到的主要问题,在20世纪90年代末转入批量化生产。20世纪80年代末90年代初进口的镀铜生产设备基本被淘汰,取而代之的为国产设备。由于实心焊丝具有焊接效率高、质量好、烟尘少等优点,从一问世便受到用户青睐,发展非常迅速,目前有生产企业大约200余家,产地集中在江苏、天津、山东、河北等地。
埋弧焊焊接材料包括焊丝和焊剂两类。埋弧焊工艺是一种传统的高效优质焊接方法,所占市场份额比较稳定。生产实心焊丝的企业大部分都能生产埋弧焊焊丝,目前其生产企业数量大约有100家。埋弧焊焊剂的产量近几年和埋弧焊焊丝一样呈上升趋势,其中烧结焊剂产量提高较快。埋弧焊焊剂的主要产地在河南和湖南,湖南的生产企业数量虽多,但大多数企业年产量为几千吨,相对来说,河南省的企业生产规模较大。
20世纪60年代国内开始研制药芯焊丝,限于当时参与的单位和技术人员较少,技术条件落后,钢带和适用于药芯的粉料缺乏,国际交流较少,致使研发工作在几年内没有进展。到了20世纪80年代,造船业为了提高生产效率,开始使用药芯焊丝,主要从日本、美国以及韩国进口。20世纪80年代末由原机械部出资,委托北京电焊条厂从英国引进1条生产线及2个焊丝配方,宣告中国药芯焊丝进入正式生产阶段。1994年前后,天津三英焊业公司和北京钢廉公司相继成立,同时一些科研院所、高等院校及较大的焊接材料生产企业也加入到研发药芯焊丝的行列,开始了扎扎实实的工作,经过艰苦努力,直到2000年国产药芯焊丝才步入正常生产的轨道,同时培养了一批药芯焊丝专业技术人员。目前全国药芯焊丝生产企业有60多家,且已实现规模化生产,经过20多年的不懈努力,年生产能力约60万t,中国民族品牌焊丝占有60%以上的国内市场。
我国在钎料的研究与开发上起步较晚,早期主要以进口钎料为主,随着国内航空航天、煤炭开采、石油钻探、制冷设备等领域的不断发展,对国产化钎料的需求日益迫切,国内开始对适用于各领域的钎料进行仿制和研发,其中北京航空航天大学、航空材料研究院、郑州机械研究所有限公司、杭州华光焊接新材料股份有限公司、浙江信和科技有限公司、烟台固光焊接材料有限公司(简称烟台固光)等高校、科研院所和企业为我国钎焊技术的发展做出了巨大贡献。发展到现在,我国软硬钎料生产企业已达到450多家,实现了50种铜基钎料、80种银基钎料、10种镍基钎料、10种铝基钎料、3种锰基钎料、10种贵金属基钎料六大类160余种软硬钎料的生产制备,不仅可以满足国内航空、航天、汽车、电子、制冷工业等领域的需求,部分品种的钎料还实现了大批量出口。我国钎料品种与美国、日本基本相当,部分钎料产品已经在工艺制造水平上达到了国际领先水平,以铜磷钎料最为典型,其在制造成本与产品质量控制方面,已经走在了世界前列。同样,在无缝药芯铝焊丝、药芯银基钎料、药芯铜钎料、药皮钎料、三明治复合钎料、非晶带钎料、粉末合成钎料等新型钎料产品研发上,我国企业也达到了一定的技术水平。
在60多年的发展历程中,我国焊接材料产业取得了巨大的进步,我国已成为世界上焊接材料第一生产大国和消耗大国,焊接材料的生产和消耗量都已超过世界总量的50%,2011年全国焊接材料总产量更是达到了历史的峰值475万t。国产焊接材料已广泛用于能源、压力容器、化工装备、海洋工程、航空航天等重大工程领域。目前,我国正逐渐由焊接材料大国向焊接材料强国迈进。