中国战略性新兴产业研究与发展:焊接材料与装备
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第2章 我国焊接材料与装备产业总体发展状况

2.1 我国焊接材料发展状况

近年来,随着我国焊接自动化率大幅提升,国内焊接材料产业呈现出高效优质焊接材料快速发展和企业自主创新能力大大增强的态势。党的十八大以来,我国加大对生态文明建设的重视,绿色焊接材料和绿色制造成为焊接材料发展的新热点。总结目前国内焊接材料发展概况,可归纳为以下几点:

1.从高速发展到高质量发展,焊接材料产品结构日趋合理

过去30年,我国焊接材料高速发展,2011年,我国焊接材料总产量达到历史峰值475万t。近年来,行业结构调整与转型升级的步伐正在加速,焊接材料总产量稳中趋降,产品结构日趋合理。各种焊接材料在焊接材料总产量中的占比:气体保护焊实心焊丝超过40%;药芯焊丝和埋弧焊接材料各为10%;焊条电弧焊用焊条已下降至40%以下,并将逐渐减少至30%以下,接近工业发达国家水平。

2.从手工焊接到自动焊接,高效焊接材料快速发展

随着工程建设对焊接效率要求的提高和焊接机器人的普及,我国适用于高效焊接的气体保护焊实心焊丝、药芯焊丝、高效埋弧焊接材料产品的发展明显加快。气体保护焊实心焊丝已实现500~1000MPa强度级别系列化;盘状、桶装等供货形式多样化;药芯焊丝从无到有,历经从非金属粉芯到金属粉芯、从有缝到无缝、从气体保护到自保护的发展过程;埋弧焊从单丝发展到多丝,从常规发展到超大厚度窄间隙焊接等。

3.从常规到高端,自主化建设需求不断提升

近10年来,我国应用于国家重点工程和重大装备,诸如军工、核电、超超临界机组、大型加氢反应器、高技术船舶、海洋工程和深冷工程等的高端优质焊接材料自主化率不断提升,由过去的不足10%提升至20%~30%。在大力发展的战略性新兴产业中,高端装备制造业和新能源产业对高端优质焊接材料的需求逐年增加,同时对焊接材料的耐高强高韧、耐高温高压、耐超低温、耐强腐蚀、耐强辐射和高纯净度等性能提出更高要求。

4.从大量消耗能源、污染环境到节能环保,绿色焊接材料和绿色制造方兴未艾

随着我国大力实施低碳、环保政策,依靠大量消耗能源、污染环境的低效发展方式已不适应新的发展要求。焊条制造已发展出高速拉丝切丝联合、高精度自动配粉、天然气烘干等节能环保制备;无镀铜气体保护实心焊丝采用环保型焊丝表面处理工艺,省去了酸碱清洗等污染环节,焊接时也减少了烟尘危害;为满足国内电子封装行业的要求,针对钎料无害化制备和应用开展了一系列关键共性技术攻关,开发出多类别无铅钎料、无镉钎料,研究出无缝药芯钎料、自粘接药皮钎料等钎料/钎剂一体化的减排型复合钎料,减排有害物超过50%。

5.从钢铁到非铁,高性能非铁焊接材料发展前景广阔

非铁金属铝、镁、钛、镍等,由于其轻量化、高强度、具有记忆功能、耐高温、耐腐蚀等特点,近年来在航空航天、高铁、汽车、军工、核电、化工等领域得到广泛应用。由于5000系列铝镁合金具有良好的焊接性和耐蚀性,国内正在研发推广用于动车车体制造的Al 5183、Al 5356等铝镁焊丝。但国产焊丝的气体及杂质控制,以及表面处理工艺与国外焊丝相比仍有一定差距。钛基带状钎料解决了不锈钢及钛合金板翅式散热器的真空钎焊难题,应用于“神舟”载人飞船、“天宫”空间实验室。随着飞机、汽车、高铁、船舶等交通工具的结构材料日益轻质化,核电、化工、能源等行业对耐高温、耐腐蚀等性能要求的提升,铝合金、钛合金、镁合金等非铁金属材料的应用越来越广泛,由此带动相应配套焊接材料的需求量持续增加,使其具有广阔的发展前景。

焊接材料行业正由生产型制造向服务型制造转变,推进我国由焊接材料大国向焊接材料强国迈进。在经济发展新常态下,焊接材料行业正逐步提高资源配置效率,加大焊接材料的成分组织性能和电弧物理等机理性研究,以全面满足“中国制造2025”等国家战略要求。