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我国焊丝材料市场需求分析

王明 2019-12-24 2693 0

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科技最前沿

剖析产业发展现状

为区域/园区工作者洞悉行业发展

随着中国轨道车辆轻量化进程的深入,对大型铝合金型材及配用焊丝的需求越来越迫切。目前,中国轨道交通装备行业每年需要铝合金焊丝3000-4000吨。其中,主要构件和主焊缝焊接需要的高端铝合金焊丝,均采用进口焊丝。陆军兵器行业每年需要铝合金焊丝500-600吨,货车罐车汽车行业需要铝合金焊丝6000-8000吨,90%采用进口焊丝。

  摘要:随着国内基础设施建设步伐的加快,大型机械装备、房屋建筑和交通轨道等设施工程不断涌现,焊接材料在其中发挥了无可替代的作用。各种类型的焊丝材料在市场的推动下飞速发展。本文对我国焊丝材料目前的市场需求进行了分析。

  实心焊丝用量增长最快,焊接性能改善、节能环保是发展方向

  近年来,实心焊丝的开发利用在节能环保和改善焊接性能两个方面取得了突破性的进展。在绿色节能环保方面,焊丝生产设备在向节约资源、减少排放、废水再利用等方向推进。焊丝前处理采用环保无酸洗除锈、砂带除锈,实现免涂硼工艺;镀铜工艺取消酸洗、碱洗,减少水消耗;焊丝生产工艺中蒸气加热采用天然气、太阳能、地热等清洁能源。在改善焊接性能方面,焊机制造企业不断开发新型焊机,并配备一系列数字化匹配功能,以减少焊接飞溅、改善焊缝成形等情况。实心焊丝是近些年用量增长最快的焊接材料品种,目前已超过焊条。

  环保型无镀铜焊丝产品已开始趋于多样化,比如碳钢、高强钢、耐热钢无镀铜焊丝,核电用无镀铜焊丝等,尤其在焊接烟尘、导电嘴磨损、飞溅、焊缝成形、防锈蚀等方面都有明显进步。特殊涂层焊丝是应用纳米技术和现代金属间化合物胶体涂层技术,对焊丝表面进行特殊涂层优化。与传统镀铜焊丝相比较,具有耐锈蚀、高吸附性、低电阻等特性。

  高强钢气体保护实心焊丝也取得了显著的发展。机械、承压设备、桥梁等行业用钢的强度级别逐步发展到Q890,Q960等级别,钢材洁净度和韧性也大为改善。目前,开发出多品种的60~100kg级高强度、高韧性配套焊丝,已应用于大型电站、重型工程机械、特种车辆等。

  与国外相比,中国耐候钢的实际工程应用起步较晚,但国产开发的耐大气腐蚀焊丝、耐海洋大气腐蚀焊丝已在工程中成功应用。天津市金桥焊材集团有限公司、天津大桥焊材集团有限公司等均推出桥梁用耐候焊丝。随着超高层建筑的发展,防火钢材是未来建筑用钢的发展方向之一。

  铝合金焊丝的进口替代市场需求旺盛

  随着中国轨道车辆轻量化进程的深入,对大型铝合金型材及配用焊丝的需求越来越迫切。目前,中国轨道交通装备行业每年需要铝合金焊丝3000-4000吨。其中,主要构件和主焊缝焊接需要的高端铝合金焊丝,均采用进口焊丝。陆军兵器行业每年需要铝合金焊丝500-600吨,货车罐车汽车行业需要铝合金焊丝6000-8000吨,90%采用进口焊丝。应用领域的情况,如图1所示。

图1 铝合金焊丝主要应用领域占比

(来源:中国焊接协会)

  铝合金焊丝作为关键焊接材料,其配套能力明显不能满足各行业的需求,高端铝合金焊丝进口比例较大。

  国内外生产的铝合金焊丝差距主要表现在:氢含量、焊丝晶粒度、成分偏析、焊接工艺性、焊丝表面质量等方面。表1为铝合金需求情况。

表1 铝合金焊丝需求情况

  

(来源:中国焊接协会)

  质量稳定的普通药芯焊丝是市场需求热点

  为满足高效化、自动化、智能化发展的市场需求,高强度、高韧性、高效率的绿色环保型中高端药芯焊丝的发展较为迅速,其需求比例也将会进一步增加。虽然面临着应用行业领域不景气以及原材料价格波动较大的巨大挑战,但质量稳定的普通药芯焊丝产品仍是市场需求热点。

  造船行业用药芯焊丝有全位置用药芯焊丝、金属粉型药芯焊丝、气电立焊药芯焊丝等。此外,还有大合拢专用药芯焊丝、低温高韧性药芯焊丝、低氢型烘焙药芯焊丝等。其中,金属粉型药芯焊丝适用于平焊和平角焊,具有熔敷效率高、焊接飞溅小、熔渣少、电弧稳定柔和、成形美观、抗裂性好等优点;低氢型烘焙药芯焊丝黑化处理后具有更好的送丝性、防锈性。

  随着桥梁设计的优化及桥梁钢的深化发展,大规模、大跨度、高强度的大型钢桥建设成为主流发展趋势。大型钢桥不仅要求具备较高的强度、良好的韧性及焊接性,更要求其具备优良的耐大气腐蚀性能。国内企业均有不同强度级别的耐田园大气腐蚀和耐海洋大气腐蚀的多个系列药芯焊丝产品。

  深海资源的勘探与开发使得海洋平台逐渐向深水化、大型化发展,服务环境更加恶劣,结构形式更为复杂,对焊接质量的要求更为严苛。高质量、高性能的焊接材料是保证海洋平台焊接质量的基础。海工装备用气体保护药芯焊丝、金属粉型药芯焊丝等。国内焊丝制造企业有多品种供应,其低温冲击韧性优良,也适用于寒冷地区的海洋结构件焊接。

  目前,中国长输油气管道朝高强钢级、大口径、高压力方向发展,对管道工程建设质量要求越来越高。在国内实现高钢级大口径管道施工装备的国产化、配套化、系列化,需要大幅提升施工效率,降低工程建设成本及工人劳动强度。国内长输管道对环焊缝施工的要求也日趋严格,同时对环焊缝焊接速度的要求不断增加,使得药芯焊丝全位置的熔化极气体保护自动焊和半自动焊技术日趋完善。而配套焊接材料的性能需要满足高强度、高韧性、全位置焊接、焊接热输入范围宽泛的要求。

  随着企业转型升级和产品结构调整,不锈钢药芯焊丝的产品数量和种类取得较大进展。常见不锈钢药芯焊丝系列有超低温、耐高温、耐腐蚀、耐磨等专用系列,细直径系列,双气体保护型、免充氢打底型、自保护型、经济型、双相不锈钢用药芯焊丝等。同时,还具有电弧稳定、焊接飞溅少、焊缝成形美观、送丝稳定等优良品种。

  由于冶金成分特点,镍基合金药芯焊丝配方设计十分困难,又由于其加工硬化倾向严重,从钢带制造到轧制、拉拔都存在很大难度。北京金威焊材有限公司率先成功研发镍基合金药芯焊丝,并已批量化生产,替代进口焊丝,用于重要装备的制造。

  采用堆焊可以延长零部件的使用寿命,降低成本,改进产品设计,尤其对合理使用材料(贵重金属)具有重要意义。各制造企业陆续推出硬面堆焊药芯焊丝广泛应用于阀门、轧辊等各种抗腐蚀、抗冲蚀、抗擦伤、高韧性及耐高温等机件表面的修复及复合制造。

  结语

  焊丝材料在国内基础设施和大型工程建设市场的推动下飞速发展。实心焊丝用量增长最快,节能环保和改善焊接性能是其发展的方向。随着中国轨道车辆轻量化进程的深入,对大型铝合金型材及配用焊丝的需求越来越大,进口替代的需求迫切。为满足高效化、自动化、智能化的市场,质量稳定的普通药芯焊丝是市场需求热点。

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