一.    概述

 

近年来，随着国民经济的飞速发展，我国重型机械金属结构制造业取得了令人瞩目的成就。我国不仅是世界钢材消耗大国，也是一个世界机械制造业大国。据国际钢铁协会（IISI）统计，2004年世界钢产量首次达到10.3亿t，用钢量为9.35亿t。我国2004年钢产量为2.72亿t，约占全球钢产量的26%，全年用钢量为3.12亿t，占全球钢产量的33%，其中1.6亿t应用于焊接结构，约占用钢量的51%左右。而欧美和原苏联焊接结构用钢占其用钢量的60%左右，日本超过70%。由此可见，我们与工业发达国家相比还有一定差距。根据有关调查，在1.6亿t焊接结构用钢中，机械制造业金属结构用钢量约占用钢量的45%，钢铁工业的快速发展，给我国焊接行业，尤其是重型机械金属结构行业焊接技术的可持续发展创造了很大的发展空间。进入21世纪，我国重型机械行业面临新的挑战和机遇，应彻底改善耗能大、耗材高、效率低、工作环境差和自动化程度低的传统焊接产业，促进焊接技术与产业向着优质、高效、节能、低成本、环境友好方面和自动化方向发展，努力将相对人力资源优势转化为科技竞争优势，促进企业进步和产业升级。

 

二.   行业焊接技术现状

 

1. 国内外概况

 

焊接技术是重型机械金属结构设备制造与安装施工的关键工艺技术之一，在工业发达国家重型机械制造业中得到广泛应用。发展至今，我国的重型机械焊接技术与美国（如P&H公司等）、德国（如西马克公司等）、法国（如奥钢联公司等）、日本（如三菱重工、小松株式会社等）等发达国家间存在很大的差距。目前，这些国家及地区采用焊接结构件的比例日趋增大，其中自动化、机械化的气体保护焊及多丝埋弧焊等高效焊接工艺方法消耗的焊接金属材料约占全部焊材总量的50~70%，其焊接生产采用机械化、自动化、高效的焊接工艺方法，带来焊接生产效率高、焊接质量好的效果，国际竞争力强。

在我国重型机械金属结构行业，气体保护焊、双丝埋弧自动焊、龙门焊机、电渣焊等高效焊接工艺方法在大型金属结构制造企业中的应用日趋增多，高效焊接方法完成的金属结构件已占其总重量的50~80%左右，在中小型企业中，CO2气体保护实芯焊丝、埋弧自动焊等方法也得到一定应用。但总体来说，我国重型机械制造中劳动工资低廉的优势正在被生产效率低下、质量成本高昂的巨大差距所抵消，这应引起我们的足够重视。

 

2. 产品情况

 

重型机械金属结构行业主要为国家大型骨干企业和国家重点工程项目提供重型机械装备。行业制造骨干企业如第一重型机械集团有限公司、第二重型机械集团有限公司、太原重型机械集团有限公司、大连重工·起重机集团有限公司、中信重型机械有限公司、郑州煤机厂、北京煤机厂、上海振华港口机械公司、齐齐哈尔第二机床厂等，主要制造大型桥式和门式起重机、4~35m3机械式挖掘机、1~6m3液压挖掘机、大型加压气化炉、加氢反应器、大型舞台设备、航天发射塔架、焦炉机械设备、螺旋焊管设备以及大型减速机、提升机、堆取料机、轧钢锻压设备、氧气瓶压机、水泥设备、粉磨、破碎机械、水利、工程机械、液压支柱、港口机械及环保设备等大型设备。

 

3. 重型机械金属结构行业用钢

 

长期以来，我国重型机械金属结构行业大多采用国内外成熟钢种，如Q235系列碳素钢，Q345、Q390系列低合金钢，20g、16MnR压力容器用钢等。近年来，随着国家重点工程的发展和产品结构的调整，焊接用钢的种类品种大幅度提高。常用钢板包括：Q235、Q345、Q390、20、35、45、15Mo3、15CrMo、13MnNiMoNbR、Wel-ten80C、A633D、16MnR、20g、15MnVR等；常用不锈钢板有：0Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti、1Cr13、2Cr13、3Cr13等；常用铝板有硬铝及铝合金板等；常用锻件有25、35、45、40Cr、42CrMo、40CrNiMo、40CrNi2Mo、20MnMo、42CrMnMo、34CrNi3Mo等。板厚一般在1~300mm之间。

随着钢材种类和品种的不断增多，焊接件的年产量大幅度提高。据不完全统计，2005年齐齐哈尔第二机床厂焊接件年产量约为1万吨；第二重型机械集团有限公司约为3万吨；太原重型机械集团有限公司为约5万吨；中信重型机械有限公司突破5万吨；上海振华港口机械公司焊接件年产量高达20万吨左右。焊接结构件以其独特的优势，已取代了铆接结构，替代了铸造结构，成为重型机械行业金属结构设备的主导结构。

 

4. 焊接工艺方法

 

重型机械金属结构行业开始起步一般采用手工电弧焊工艺方法。20世纪50年代开始使用埋弧自动焊和电渣焊工艺方法，主要用于一些厚板对接、工型梁及筒体焊接。近年来，一些大型企业通过技术改造，相继应用双丝埋弧焊、双丝窄间隙埋弧自动焊、龙门式焊机、轧辊埋弧堆焊等先进的焊接工艺方法，以满足产品制造技术要求。

随着我国大型骨干企业焊接技术改造，气体保护焊工艺方法在重型机械金属结构行业得到广泛的应用。可以说气体保护焊工艺方法伴随着重型机械金属结构行业焊接技术的发展而壮大。在我国八十年代后期，为满足国家重点工程大型机械技术装备制造要求，引进国外先进的焊接技术和设备，对大型骨干重型机械企业进行技术改造，我国大型重型机械金属结构制造企业通过与美国、德国、日本等国家的跨国公司合作制造大型金属结构，批量购买国外气体保护焊设备、焊材等器材，并进行焊工培训。我国借助国外气体保护焊成熟技术和生产工艺，形成了我国大型金属结构行业以气体保护焊为主的生产能力，从根本上改变了重型机械金属结构行业的制造技术水平，推动了我国气体保护焊技术的发展。90年代初至今的近十几年时间，以第一届“全国CO2焊接技术推广应用交流会”为契机，我国又分别于2001年和2004年连续举行两届全国CO2焊接技术推广应用交流会，气体保护焊技术在重型机械金属结构行业中推广应用工作持续、稳定、蓬勃发展，气体保护焊技术开发应用能力增强，应用工作从大型机械企业推广到中小企业，而大型重型机械企业的气体保护焊应用也从合作制造产品的生产，推广到普通产品的生产中。气体保护焊设备、焊材、辅件基本实现国内供给，逐渐形成了我国气体保护焊产业。

 

 

5.  焊接设备

 

重型机械金属结构行业采用焊接设备一般要求具有以下性能：电源暂载率高，大电流，工作时间长，施焊位置与电源之间的距离长，采用遥控调节规范参数，送丝机构及二次电缆重量轻，利于移动，可移动部分的联结必须牢固可靠等。

5.1  手工电弧焊及埋弧自动焊设备

近年来，随着企业产品结构的调整和技术改造，我国重型机械金属结构行业焊接设备有一定进步，但与国外先进工业国家的同行业之间还有一定差距。行业在手工电弧焊设备方面，旋转直流焊机已全部淘汰，取而代之的是硅整流弧焊机、晶闸管弧焊机、逆变焊机，还有少量多功能焊机（如美国宝国、Lincoln，德国MESSER，成都焊研威达公司，北京时代科技等厂家），手工焊机约占焊接设备总量的10%左右。埋弧焊机已由传统的MZ-1000型向体积小、额定电流大、多丝、多功能方向发展，行业埋弧自动焊机约占焊接设备总量的10~15%左右。

5.2  气体保护焊设备

目前，气体保护焊工艺方法在重型机械金属结构产品焊接中占60~80%左右，气体保护焊设备已成为该行业的关键焊接设备。气体保护焊设备已从80年代初的日本松下进口S系列焊机发展到目前以唐山松下KR系列晶闸管焊机为主的机型。额定电流350A、500A的CO2气体保护焊机，基本实现国内组装制造，其中唐山松下公司、牡丹江OTC公司、时代集团公司、江苏双良焊接设备公司等一批企业生产的焊机都具有较好的使用功能和可靠性，并成为重型机械金属结构行业主要选择的CO2气体保护焊焊机，占有一定的数量和市场份额，从根本上改变了大批量进口CO2气体保护焊设备的状况。太原重型机械集团公司80年代初成功引进日本松下S系列气保护焊设备近100台，美国米勒公司CY-650焊机12台，近年来连续进行技术改造，先后分别购买唐山松下KRⅡ500焊机80台，欧地希CPX-500焊机35台，松下WP300 TIG焊机近10台，江苏常州市良久焊接设备公司KR-500S系列气保护焊机约10台，公司气体保护焊设备达200多台，约占焊接设备总量的80%左右；第二重型机械集团公司共有各种焊接设备236台，其中CO2气体保护焊机有133台，约占其焊接设备总量的56%；大连重工•起重集团有限公司气体保护焊焊机占其焊接设备总量的80%左右。总之，气体保护焊设备已成为行业焊接生产的主力军。

随着气保焊技术应用的飞速发展，我国气保焊焊接设备制造业的发展也取得了长足的进步，至目前常用焊接设备已立足于国内生产制造并开发出许多适应市场的新品种。其中，唐山松下产业机器机器有限公司、欧地希机电有限公司、成都焊研威达自动焊接设备有限公司、常州市良久电气设备有限公司、上海沪通电焊机厂、北京时代科技股份有限公司等焊接设备生产厂家的机型，成为行业主要选择的对象，并占有一定数量和市场份额，使我国焊接设备多种类并存，构成日趋合理，不断满足焊接生产的需求。

5.3  焊接专业设备

由于重型机械金属结构行业产品为单件小批量，焊接结构件形状复杂、重量大的特点，再加上焊接专业设备设计与制造水平的关系，目前虽有一些企业使用焊接专用设备、焊接机器人工作站等，但总体规模和应用数量比较小。80年代后期，太原重型机械集团公司应用哈尔滨焊接研究所研制的HSS-2500W型双丝窄间隙埋弧焊机，解决厚壁筒体的产品焊接。该设备具有可预置焊接参数，焊接电流、电压实现闭环控制，并带有高度和横向自动跟踪传感器，对环焊缝的焊接实现自动焊接。系统配备大型焊接操作架，焊机为美国Lincoln公司IDEALARC、DC-100和美国miller公司summit ARC1000，机头上的两根焊丝一根为弯丝，一根为直丝，其焊接效率比单丝窄间隙埋弧焊提高60%，每小时熔化焊丝达8~12kg，焊接工件的最小直径为600mm，最大厚度为350mm，焊缝一次合格率达90%以上，该系统在太重公司生产中得到广泛应用；太原重型机械集团公司与哈尔滨焊接研究所合作开发大型冶金起重机主梁龙门式双头自动焊机，该设备可焊工件的最大宽度为3m，最大高度为2.5m，最大长度50m，全机总重量11吨，两个机头都装有接触式两维自动跟踪系统，明显改善长焊缝焊接的质量与自动化水平；九十年代中期为解决航天发射塔架LY12硬铝板的焊接技术，公司从瑞典EASB公司引进A10-500优化型气体保护焊设备，该焊接系统配套有LAR500可控硅电源，MEH44SYNERGIC双驱动单板机控制送丝系统，随机贮存着48套已优化的焊接工艺参数，可供用户优选，采用该焊接设备系统，施焊LY12硬铝30多吨，其焊接质量满足航天发射塔架技术要求；此外还有大连重工·起重集团有限公司轧辊堆焊专用设备等；中信重型机械有限公司挤压辊埋弧自动堆焊等专用设备。由此可见，焊接专业设备在重型机械金属结构行业生产中发挥着其它焊接设备不可替代的作用。

 

6.  切割技术

 

近年来，重型机械金属结构行业焊接件比例逐年上升，钢板切割量大幅度增加，而切割质量的好坏将影响后继装配及焊接工序效率的提高和质量保证。全面提高切割质量、控制切割变形、提高生产效率及材料利用率已成为切割技术的关键所在。目前行业切割技术已由以前的手工、半自动氧乙炔切割全面发展为以氧丙烷大型数控切割为主，手工或半自动切割为辅的可喜局面，大型数控切割设备也基本实现国内组装制造供给。其中，昆山梅塞尔切割焊接有限公司、大连华锐重工数控设备有限公司、上海华威焊割机械有限公司、无锡市阳通机械设备有限公司、哈尔滨电机有限责任公司、济南二机床等一批企业生产的主要机型，都具有一定的使用功能和可靠性，并陆续成为行业主要选择的大型数控切割设备机型，从而逐步形成我国大型数控切割设备技术产业。现在太原重型机械集团有限公司共拥有大型梅塞尔数控切割机6台和哈电机数控切割机1台；中信重型机械公司拥有大型数控切割设备7台。

 

7.  焊接材料

 

7.1  我国焊接材料生产概况

我国已成为世界第一焊接材料生产大国，但不是焊材强国。目前，国内电焊条生产企业近300家，生产能力约200万吨，2004年电焊条产量160万吨，约占焊材总量的71%。全国CO2实芯焊丝生产厂家有200多家，从1983年至今，先后从国外引进各种焊丝生产设备50多套，年生产能力近50万吨左右，2004年CO2实芯焊丝产量35万吨，占焊材总量的16%。目前国内共有药芯焊丝生产企业29家，截止2002年底，已先后有17家企业从国外引进24条生产线，年生产能力约10万吨，2004年药芯焊丝产量约5万吨，占焊材总量的2%左右。一般国内生产CO2实芯焊丝的企业都生产埋弧焊丝，所占焊材市场的份额基本稳定在10~13%之间。2004年埋弧焊丝的产量为25万吨，占焊材总量的11%。我国焊接材料产业经过几代焊接工作者的努力，使焊接材料从无到有，焊材品种从少至多，取得了长足的进步和发展，但从焊材结构、品种、质量，与发达国家和地区相比，还有一定差距。

7.2  行业焊接材料的应用

7.2.1  焊条

80年代前，重型机械金属结构行业常用的焊接方法为手工电弧焊和埋弧自动焊。焊接材料结构以电焊条为主，埋弧焊丝为辅。随着气体保护焊技术的发展及推广应用，目前在行业手工焊条一般用于装配点焊、堆焊及替代气体保护焊丝品种补缺等，整个行业电焊条用量占其焊接材料总量的5~10%。大连重工•起重集团有限公司电焊条用量占其焊材总量的10%左右，太原重型机械（集团）有限公司电焊条使用比例由10%逐年下降到目前的5%以下。随着气体保护焊技术的发展及焊丝品种的增加，电焊条使用比例将逐年减少，使我国焊接材料结构逐步趋于合理，缩小与国外工业发达国家的差距。

7.2.2  埋弧焊丝

行业埋弧自动焊丝用量约占其焊材总量的10~20%左右。其中在起重设备、大型加压气化炉等产品上占20%左右，轧钢、锻压、挖掘等设备约占10~15%左右。常用的埋弧焊丝有：H08A、H08MnA、H08Mn2SiA、H10Mn2、H08CrMoA、H08Mn2MoA、1Cr13、2Cr13、3Cr13等，焊丝直径一般在ф2.5~ф5.0mm。

7.2.3  气保护实芯焊丝

气体保护实芯焊丝伴随着我国重型机械金属结构行业焊接技术的发展而壮大。80年代初至80年代中期，我国针对当时A3、16Mn等主要结构钢生产的490Mpa级仿前苏联的H08Mn2SiA气体保护实芯焊丝，引进技术和设备及软件的基础上，已实现部分自给，但焊丝质量不稳定，处于供不应求的局面。在80年代后期，我国对大型重型机械企业进行技术改造，引进国外先进焊接技术和设备，积极推广气体保护焊，但大部分气体保护焊焊丝主要依靠从美国（ER50-6等）、日本（KC50、MG-50等）、德国（K-52等）、荷兰（PZ6000等）等发达国家进口。发展至今，我国气体保护焊实芯焊丝已形成一定生产规模，产量和质量也有很大的提高。

（1）针对Q235、Q345及Q390等结构钢的气体保护焊实芯焊丝，已由传统的ER49-1发展到国际上通用的ER50-6焊丝，常用的规格有ф1.0mm、ф1.2mm、ф1.6mm三种,除满足国内需求外，还部分产品实现出口。目前，国内形成一定生产规模、质量相对稳定的生产厂家有锦泰金属工业有限公司、大西洋焊丝制品有限公司、宜昌猴王焊丝有限公司、金狮焊接材料有限公司、常州华通焊丝有限公司、德州聚力焊接材料有限公司、鄂州南塔特种焊接材料有限公司、哈尔滨威尔焊接有限公司等。

（2）国内600MPa、700MPa级高强钢、不锈钢、铝及铝合金实芯焊丝的几个生产企业质量较稳定，如：锦泰金属工业有限公司JM-60、JM-100高强钢焊丝等；金狮焊接材料有限公司以及猴王焊接材料有限公司JS-60（C）、JS-60（A）、JS-70高强钢焊丝等；金狮焊接材料有限公司、常州华通焊丝有限公司的系列不锈钢焊丝等；鄂州南塔特种焊接材料有限公司、常州华通焊丝有限公司的系列铝及铝合金实芯焊丝等。

（3）800MPa级高强钢焊丝、耐热钢焊丝及耐候钢焊丝的生产厂家较少，如：金狮焊接材料有限公司、哈尔滨威尔焊接有限公司、大连长城焊丝有限公司等。

（4）富氩混合气体保护碳钢焊丝生产企业不多，如：金狮焊接材料有限公司、大连长城焊丝有限公司生产的ER50-3B等。

（5）对于800MPa级以上高强钢、高合金钢等特殊钢种实芯焊丝仍主要依靠进口。

目前行业气体保护焊实芯焊丝用量占焊材总量的60~80%左右，如第二重型机械集团有限公司气体保护焊实芯焊丝年用量为900吨，中信重型机械公司年用量为300吨左右，大连重工·起重集团有限公司气体保护焊实芯焊丝占焊材用量的60%，太原重型机械（集团）公司占80%左右，焊丝年用量达500吨左右。气体保护焊实芯焊丝的普及应用，显著提高了行业的焊接工艺水平，有效降低了制造成本，推动了我国焊接技术的发展。

7.2.4  药芯焊丝

药芯焊丝符合焊接生产向高效、优质和低成本方向发展的趋势。工业发达国家重型机械金属结构行业普遍应用。如德国德马克公司生产的CC1000-3000t履带式起重机，采用瑞士奥力康公司生产的Fluxofil41和Fluxofil42(Φ1.4mm)无缝药芯焊丝，焊接STE460和STE690钢材。美国P&H公司生产的PH2300XP（16.8m3）、PH2800XP（23m3）挖掘机，其中起重臂斗杆、底架梁和齿轮等主要受力与传动件，使用美国哈伯特和林肯公司的E70T-5 Φ2.4mm有缝药芯焊丝，其它部位则采用E70T-1 Φ2.4mm药芯焊丝。斗前与斗后采用E309LT-3 Φ2.4mm不锈钢药芯焊丝。而我国重型机械金属结构行业，因药芯焊丝的品种、质量及经济性的原因，行业除合作产品和少量特殊焊丝外，药芯焊丝用量较少。据统计，药芯焊丝用量仅占焊材使用量的2%左右。近十年来，我国药芯焊丝的研究、开发及推广应用工作发展较快，药芯焊丝已进入基本稳定的发展时期，目前国内形成一定生产规模，质量相对稳定的厂家有：三英焊业有限责任公司（如SQJ501 Φ1.6mm等）、北京宝钢焊业有限责任公司（如PK-YJ507Ni、PK-YD212 Φ1.6mm等）、北京钢廉焊接材料有限公司（如GL-YJ502、GL-YJ507、GL-YJ502Ni Φ1.2mm、Φ1.6mm等）、安泰科技股份有限公司、北京工业大学（如2Cr13、YJ507 Φ1.6mm等）、冶金建筑研究总院钢研所硬面堆焊中心的专用堆焊药芯焊丝等。我国药芯焊丝在品种、质量（尤其是焊接工艺性能方面）、价格等方面与国外同类产品相比差距较大，远不能满足焊接生产发展要求。

 

8.  焊接工装

 

焊接工装是提高焊接效率和质量、降低劳动强度的有效工具，企业在没有进入自动化焊接阶段时，应大力推广应用变位器、操作架和翻转台等工装。变位器可使工件上的焊缝处于最理想的位置进行焊接。我国有焊接变位器约750台，84%是国产的。重型机械金属结构行业，由于工件形状复杂、重量大、单件小批量，变位机在行业中应用还不普遍。近年来，行业中的一些企业已开始重视这一问题，并配备了许多大型焊接变位器和操作架。如中信重型机械公司、大连重工·起重集团有限公司、太原重型机械集团公司等。太原重型机械集团公司现有德国进口160t、50t、5t、3t焊接变位机各一台，一般应用于筒体、齿轮等工件的焊接。应用焊接变位机、操作架等焊接工装有效地解决了生产效率、焊接质量和劳动强度的问题。

 

三. 行业焊接技术发展趋势

 

进入21世纪，随着国家冶金、矿山、起重、锻压、焦炉、塔架等开发投资力度的增加，给我国重型机械金属行业带来了新的发展机遇。尤其是我国加入WTO以后，重型机械行业面临着更激烈的竞争。我们必须清醒地认识到，焊接技术仍然严重制约着重型机械行业的产量、质量、成本和生产周期。结合我国国情，重型机械金属结构行业的发展方向应是努力提高焊接设备和工艺技术水平，平衡发展焊接相关技术，结合新产品开发及新项目立项，研究应用焊接新工艺、新设备、新材料和新技术，进一步提高焊接生产效率和质量，降低成本，缩小与工业发达国家的差距，推动我国焊接技术的不断发展。

 

1.  焊接工艺方法

 

1.1  手工焊与埋弧自动焊

为提高行业焊接效率，应用高效焊接工艺方法已成为行业的共识。首先，随着气保焊焊丝品种的增多，应逐步降低手工焊工艺方法比例。行业单丝埋弧焊技术已基本成熟，一般双丝埋弧焊比单丝埋弧焊提高效率30%，双丝窄间隙焊比单丝焊提高效率60%，焊丝熔敷金属量最高可达12kg/h。因此今后应重点推广应用多丝埋弧焊和窄间隙埋弧焊工艺方法，研制开发应用手工埋弧焊技术。在应用埋弧堆焊的基础上，进一步开发应用带极堆焊，提高生产效率。

1.2  气体保护焊

随着气体保护焊技术和焊丝品种的发展，进一步提高气体保护焊方法的应用比例，使气体保护焊方法应用比例达到70~80%。随着气保焊药芯焊丝技术的发展，重点推广应用行业薄弱环节——药芯焊丝气体保护焊技术，尤其是在行业产品主要受力件（如电铲起重臂、斗杆等部件）、传动件（大型调质钢焊接齿轮等零件）、堆焊（如大型柱塞零件堆焊等）、野外施工等领域，药芯焊丝气体保护焊技术有着不可替代的作用。争取在近几年，使行业药芯焊丝气体保护焊有一个较快的发展，推动我国药芯焊丝气体保护焊技术的发展，缩小与国外的差距。

 

2.  焊接设备

 

随着产品结构的不断调整和焊接技术的飞速发展，行业焊接设备应向以下方面发展。

2.1    随着气体保护焊技术的不断发展，手工电弧焊设备所占比例将逐步下降。行业应大力推广应用高组合化、多功能逆变焊机；推广高速气体保护焊接技术的应用。

2.2    埋弧自动焊设备向着体积小、重量轻、多丝、多功能方向发展。

2.3    在继续使用晶闸管气体保护焊机的基础上努力推广应用小型化、数字化逆变气体保护焊机（如北京时代科技股份有限公司、山东山大奥太电气有限公司等），以提高控制系统干扰性、控制飞溅，从而提高焊机的焊接精度、可靠性和稳定性，实现焊接参数的优化和最佳匹配，保证焊接质量。

2.4    重点研制开发国产药芯焊丝、铝及铝合金焊丝专用设备（如美国米勒公司CY-650双电机驱动、单板机控制送丝系统焊机，瑞典ESAB公司A10-500双驱动单板机控制、铝焊丝焊接设备），促进行业药芯焊丝的应用与发展。

2.5    应加快厚壁筒体双丝窄间隙埋弧焊、起重机主梁龙门式双头自动焊、大型轧辊挤压辊埋弧自动堆焊等成套专业焊接设备技术的推广应用，不断提高行业的焊接机械化、自动化水平。

2.6    面对能源工程的发展，在矿山机械领域应加大液压支柱等产品弧焊机器人工作站的开发与应用。

 

3.  焊接工装

 

在焊接工装方面，普及推广应用焊接变位机、操作架和翻转台等工装，针对行业产品结构特点，研制组合式工装，根据产品不同形状进行组合，使零部件的焊缝处于最佳焊接位置，以降低工人劳动强度，提高生产效率，保证焊接质量。

 

4.切割技术

 

数控切割机具有功能全、自动化程度高、可配置多个割炬同时工作、有效切割时间长、生产效率高、采用全自动编程套料程序、材料利用率高、加工精度高、切割质量好等特点，今后在行业中要继续推广应用。尤其要着重推广普及氧-丙烷切割技术。目前，国外生产的大型数控切割机质量好、精度高、功能全，但价格偏高。国内生产的数控切割机在切割精度、割炬质量、长时间连续工作稳定性及快速切割功能等方面仍需不断改进提高，以满足焊接生产要求，缩小与国外的差距。另外，随着市场对产品质量要求的不断提高，切割技术应向数控精细化切割方面发展。

 

5.焊接材料

 

5.1    焊接结构比例及品种

目前，我国焊接材料产量约占世界焊材总产量的40%左右。虽然我们已经成为世界第一焊接材料生产大国，但从焊接材料结构、质量、品种等方面与欧、美、日甚至韩国等工业发达国家和地区比较还有一定差距（见表1）。由表可见，我国大型重型机械金属结构行业，焊接材料结构比例除药芯焊丝外，基本趋于合理，但气体保护焊实芯和药芯焊丝品种单一（见表2和表3），还不能满足行业焊接生产需求，有部分焊丝仍需要进口，严重地制约着焊接生产的发展，这应引起我们的足够重视。

表1 发达国家和地区以及焊材结构比例  （%）

国家/地区
 电焊条
 气保护实芯焊丝
 药芯焊丝
 埋弧焊丝
 
日本
 17
 40
 30
 12
 
美国
 29
 31
 30
 10
 
西欧
 26
 56
 7
 11
 
韩国
 20.7
 33.9
 35.2
 9.7
 
中国台湾地区
 54
 27
 9
 10
 
中国大陆
 71
 16
 2
 11
 

 

表2  气体保护焊实芯焊丝品种对比  （个）

日本

神钢
 日本

日铁
 美国

林肯
 瑞典

伊萨
 美国伊萨分公司
 德国

蒂森
 英国

曼彻特
 瑞士

奥利康
 中国
 
38
 31
 10
 18
 11
 16
 20
 15
 ~10
 

 

表3  药芯焊丝品种对比  （个）

日本

神钢
 日本

日铁
 日本

溶接棒
 美国

林肯
 瑞典

伊萨
 美国伊萨分公司
 德国

蒂森
 英国

曼彻特
 美国

麦凯
 中国
 
79
 60
 30
 33
 37
 61
 21
 31
 93
 ~20
 

 

5.2    埋弧焊丝

5.2.1  埋弧焊丝在行业焊接生产中普及应用，所占焊材比例有望控制在10~15%左右，基本达到国外水平，但焊丝品种缺乏。今后我国埋弧焊丝和焊剂应向高效率、多品种、高韧性方向发展。

5.2.2  研制开发我国耐热钢、低合金高强钢等埋弧焊药芯焊丝，不断改进提高堆焊系列药芯焊丝的质量水平，更好地满足焊接生产要求。

5.3   气体保护焊实芯焊丝

我国气体保护焊实芯焊丝应向低飞溅、高性能、多品种、环保型方向发展。行业气体保护焊实芯焊丝应用趋势重点应表现在：

5.3.1   在低碳钢焊接时应优选ER50-6焊丝，淘汰传统的仿前苏联焊丝ER49-1，使我国碳钢焊丝结构趋于合理。

5.3.2   研究开发防锈（如美国ER70S-6焊丝等）、富氩混合气（如日本YGW15焊丝等）、适用于大规范（如日本YGW11、锦泰JM-58等焊丝）碳钢气体保护焊实芯焊丝。

5.3.3   应大力发展推广700MPa、800MPa高强度焊丝、高合金钢焊丝、耐热钢及高韧性钢焊丝等，以满足焊接生产发展要求。

5.3.4   加强非镀铜焊丝制造技术研究及推广应用。为用户提供优质的非镀铜焊丝，并逐渐取代传统的镀铜焊丝，以发展我国的“节能、环保”焊接。

5.4   气体保护焊药芯焊丝

国内药芯焊丝应向工艺性能优良、质量稳定、宽电流、低尘、低飞溅、快速焊、多品种方向发展。

5.4.1   应重点发展Φ1.2mm、Φ1.6mm药芯焊丝，不断改善、提高焊丝的工艺性能，解决批量生产的质量稳定性问题。

5.4.2   尽快开发生产多品种、高质量、不同用途的药芯焊丝，如超低氢高韧性焊丝，各类不锈钢、耐热钢及系列耐磨堆焊等药芯焊丝。

5.4.3   自保护药芯焊丝防风能力强，适用于野外和高空作业，具有更广阔的推广应用前景（如输油、输气、室外制造安装等）。目前我国尚无成熟产品，应给予足够重视，尽快研制开发。

5.4.4   加强药芯焊丝制造技术研究，不断提高药芯焊丝的质量与生产效率，逐步降低药芯焊丝的价格，促进行业药芯焊丝的推广应用。

 

四. 结语

 

我国重型机械金属结构行业经过半个多世纪特别是近20多年的发展，取得了长足的进步和发展，机械化、自动化、高效化、节能和环保水平有了很大的提高，但与其它行业、与工业发达国家相比，还有很大差距。随着经济全球化进程加快和我国加入WTO，国际竞争日趋激烈。近几年是我国大力发展装备制造业的大好时机。我国重型机械金属行业面临着新的机遇与挑战，这无疑为焊接高新技术在重型机械金属结构行业的未来发展搭建好了舞台。

这就需要整个行业焊接界同仁共同努力，促进我国焊接技术与产业向着高效、优质、节能、低成本、自动化和环境友好方向发展，以更好地适应我国焊接生产的不断发展。