中国焊接材料发展状况及其对线材的需求

中国焊接材料发展状况及其对线材的需求 作者：中冶集团„|唐伯钢|沈风刚 文章来源：《中国钢铁业》2004.10 点击数： 3781 更新时间：2004-12-18 17:13:51 2003年中国钢材表观消费量2.6亿吨时，中国焊接材料的消费量约200万吨，消耗了用于制造150万吨焊条和38万吨各类焊丝的线材约145万吨，用于制造不锈钢焊条和焊丝的不锈钢线材2万多吨。

随着中国经济的发展和焊接自动化水平的提高，预测到2010年中国焊接材料的总消费量将增加到260万一280万吨，将消耗用于制造焊条和各类焊丝的低碳钢与低合金钢线材220万一240万吨、不锈钢线材4万＿5万吨。

1.中国用于焊接材料的线材数量在快速增长

用于焊接材料的线材，在中国现行钢材标准中，称为“焊接用钢盘条”或“焊接用钢丝”。其使用数量，是和焊接材料生产量同步增长的。而焊接材料(包括焊条、焊丝、焊剂等)的生产和消费量与钢材消费量存在大致的对应关系.

1985年中国钢材表观消费量约5000万吨，焊接材料消费量约35万吨，约使用焊接线材26万吨。

1995中国钢材表观消费量约1亿吨，焊接材料消费量约70多万吨，约使用焊接线材52万吨。

2000年中国钢材表观消费量约1.4亿吨，焊接材料消费量约110多万吨，约使用焊接线材80多万吨。

2003年中国钢材表观消费量约2.6亿吨，焊接材料消费量约200万吨，其中：焊条约150万吨，使用H08A等焊接钢盘条约106.5万吨，气保护焊丝和埋弧焊丝约38万吨，使用ER70S-6、H11Mn2SiA、H08MnA、H10Mn2等焊接钢盘条约38.5万吨。合计使用焊接线材约145万吨。此外，2003年用于制造不锈钢焊条和焊丝的不锈钢线材，也有2万多吨。

应注意，随着中国焊接自动化水平的提升，在中国生产和消费的焊接材料总量中，焊条的比例正在逐渐下降，气保护焊丝的比例正在逐渐上升。1985年焊条占焊接材料总量约90%，2003年焊条占焊材总量约75%。预计到 2010年焊条占焊材总量的比例，将降到50%左右。

而美国和西欧焊条占焊材的比例已低于30%，日本已低于20%。正因为中国焊材总量中焊条的比例大。因此相对于同样的钢材消费量而言，中国焊材的消费量较多。据统计，中国的钢材消费量为全世界的29%~30%，而中国焊接材料的消费量约为全世界的36%~40%。中国已成为世界上焊接材料生产和消费最多的国家，也是使用焊接线材最多的国家。

2.对制造焊条的低碳钢线材的需求

焊条是由焊芯和药皮组成的。一般在焊条的重量中，焊芯占70%，药皮占30%。也就是说，制造1万吨焊条，约需消耗7000吨线材。

中国在现行国家标准GB／T 3429-2002《焊接用钢盘条》中，规定了用于焊条焊芯的4种低碳钢线材的化学成分，见表1。

序号 牌号 化学成分(质量分数)% C Mn Si Cr Ni Cu S P

不大于

1 H04E ≤0.04 0.30～0.60 ≤0.10 0.010 0.015

2 H08A ≤0.10 0.35～0.60 *≤0.03 ≤0.20 ≤0.30 ≤0.20 0.030 0.030 3 H08E ≤0.10 0.35～0.60 *≤0.03 ≤0.20 ≤0.30 ≤0.20 0.020 0.020 4 H08C ≤0.35~0.60 *≤≤≤≤0.015 0.015 表1 用于制造焊条的线材化学成分

*非沸腾钢允许Si≤0.07%。

现在用量最大的抗拉强度420Mpa级和490Mpa级焊条，如E4303、E5015、E5016、E5018等焊条，均采用表1中的H08A线材制造焊芯。目前每年消耗H08A线材 (Φ6.5mm~5.5mm)约100万吨左右。中国已有几十家钢铁企业生产H08A线材，大部分大中型钢铁企业生产的产品质量较好。少数钢铁企业生产的H08A线材盘重较小，拉拨性能欠佳，因而使用时损耗较大；部分实物含碳量偏于上限，含锰量偏于下限，S、P等杂质含量也较高，不利于制造焊条。

最近唐山钢铁集团有限公司采用150吨转炉冶炼、钢包吹Ar精炼、连铸全流程保护、高速线材机轧制和控制冷却的生产工艺，生产盘重1.6吨的H08A焊接钢盘条，对 H08A的化学成分作了优化控制，使C：0.04%~0.07%， Mn：0.44%～0.47%，Si：0.015%~0.025%，S：0.014%～ 0.02%，P：0.008%~0.02%，使线材的拉拨性能好，而且有利于提高焊条品质，因而受到用户的欢迎。

此外，高强钢焊条、超低氢高韧性焊条和低温钢焊条，需采用超低碳和低硫磷的H04E线材作焊芯，目前H04E生产企业较少，订货较困难。希望有实力的钢铁企业能接受H04E的订货。

3.对制造气保护焊丝的线材的需求

气保护焊丝用于CO2气保护焊或CO2-Ar混合气体保护焊，﹁般是将Φ6.5mm～5.5mm的焊接线材，经拉拨和镀铜，制成Φ1.2mm或Φ1.6mm~0.8mm的焊丝。近年来，少数厂家也开发采用特种涂层代替镀铜的生产工艺，但市售产品，仍主要是镀铜焊丝。

0.10 0.03 0.10 0.10 0.10 气保护焊丝的优点是：与手工焊条相比，焊接效率高；与埋弧焊相比，能作立焊、仰焊等全位置自动焊；与药芯焊丝相比，储存保管方便，焊接时烟雾较小，价格较便宜。因此国外发达国家在各类焊接材料中，使用量最多的均是气保护焊丝。西欧气保护焊丝使用量已占焊材总量的50%以上。

中国气保护焊丝的生产和推广使用起步较晚，目前正处在强劲增长时期。1990年产量不到2万吨，1999年产量约10万吨，到2003年产量已达到30万吨，预计到2010年将达到60万~80万吨左右。GB／T 3429-2002标准规定各钢号的线材订货。

表2 国产钢盘条钢号与气保护焊丝型号的对照表

GB/T 3429-2002 推荐钢号 GB/T 8110中的焊丝型号 美国AWS5.18或AWS5.28对应的焊丝型号 H08Mn2SiA ER 49—1 H05MnSiTiZrAIA ER 50—2 ER 70S-2 H10MnSiA ER 50-3 ER 70S-3 H11MnSi ER 50—4 ER 70S一4 H15MnSiAl ER 50—5 ER 70S一5 H11MnSiA ER 50—6 ER 70S一6 H10SiCrMoA ER 55一B2 ER 80S—B2 H05SiCrMoA ER 55一B2L ER 80S—B2L H08MnSiCrMoVA ER 55一B2一MnV H08MnSiCrMoA ER 55—B2—Mn H10SiCr2MoA ER 62一B3 ER 90S—B3 H05SiCr2MoA ER 62一B3L ER 90S—B3L H10MnSiNiA ER 55一C1 ER 80S—Nil H10MnSiNi2A ER 55一C2 ER 80S—Ni2 H10MnSiNi3A ER 55一C3 ER 80S—Ni3 同时还应推广应用含有微量钛元素的“低飞溅”CO2保护焊丝。 国外在CO2保护焊中，已大量采用含微量Ti的“低飞溅”焊丝。该焊丝相当于日本标准JISZ3312的YGW11型焊丝。其成分与性能列于表3。

表3 YGW11型焊丝的成分与性能 焊丝化学成分(%) CO2焊的熔敷金属性能

C Mn Si P S AI Ti+Zr σbMpa σ0.2 Mpa σ5 (％) 0℃冲击功Akv J ≤0.15 1.4-1.90 0.55-1.10 ≤0.030 ≤0.030 ≤0.10 ≤0.30 ≥490 ≥390 ≥22 ≥47

1995年我国等效美国标准，制定了《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》标准(GB／T 8110—1995)，但GB／T 8110-1995等效美国标准，规定的20多种气保护焊丝，国内冶金企业仅生产不到10种，造成多年来不少焊丝品种订不上货。2002年冶金系统在修订焊接钢盘条标准时，将有关焊丝标准纳入了钢材生产标准《焊接用钢盘条(GB／T 3429—2002)》中，见表2。但目前钢厂供货的品种仍较少，希望有实力的钢铁企业能接受

H10Mn2SiMoTiA ER 55—D2—Ti H10Mn2SiMoA ER 55一D2 ER 80S—D2 H05Mn2Ni2MoA ER 69—1 ER 100S一1 H10Mn2NiMoCuA ER 69—2 ER 100S一2 H10Mn2SiNiMoA ER 69—3 H08Mn2Ni2MoA ER 76—1 ER ll0S—1 H08Mn2Ni3MoA ER 83—1 ER 120S一1 经分析，YGW11型的焊丝成品，一般含“0.15%左右，在焊接电流较大时，与同类型不含Ti的焊丝(如 AWSER70S~6、H08Mn2SiA、ER50-6等)相比，减少飞溅50%，减少焊接烟尘25%。因此可以采用较大的焊接电流，提高焊接效率，同时焊缝成形也较好。所以此焊丝成为日本目前在CO2气保护焊中使用量最多的焊丝，我国有关单位应用此类型焊丝后，也均认为比H08Mn2SiA、ER70S—6等焊丝的飞溅小，烟尘少，焊接效率高。前年锦泰公司用进口盘条生产了这类焊丝，已用于中国西气东输管道工程的焊接。今年宝钢条钢厂已生产这种含Ti焊丝的钢盘条，优质优价，受到市场的欢迎。

4.对制造埋弧焊丝的线材的要求

2003年中国埋弧焊丝的消费量约为8万吨，预计到 2010年将增长到10万~12万吨。

目前的主要问题，是国内钢铁企业生产与供货的品种较少，列入GB／T 3429—2002《焊接用钢盘条》的埋弧焊丝也不到20种，而美国列入标准的埋弧焊丝有33个品种，日本列入标准的埋弧焊丝有41种。因此一些造船厂、锅炉厂、石化厂和压力容器厂仍需从国外进口部分埋弧焊丝。

5.对制造不锈钢焊材的不锈钢线材的需求

中国已成为全世界消费不锈钢最多的国家，2003年全国不锈钢的消费量已达420万吨。部分不锈钢制品不需焊接，在使用中需进行焊接的不锈钢，仍以304、309、316等类型奥氏体不锈钢为主。

2003年中国生产和消费不锈钢焊接材料约3万吨。其中：不锈钢焊条约2.6万~2.8万吨，消耗不锈钢焊接钢丝约1.9万吨，不锈钢惰性气体保护焊接用焊丝约 2000多吨，消耗不锈钢焊接钢丝约2000多吨，二者合计共消费不锈钢丝约2.1万吨。

预计到2010年，中国用于焊接材料的各种不锈钢丝将达到4万～5万吨。 目前的主要问题，是标准较落后。《焊接用不锈钢盘条》国家标准GB／T4241是1984年制定的，而《焊接用不锈钢丝》是1996年制定的行业标准，《惰性气体保护焊接用不锈