国内外药芯焊丝的现状与发展

作者：网管　来源：本站原创　日期：2011/3/16 15:47:35　点击：1323　属于：焊材综述

国内外药芯焊丝的现状及发展

摘要

本文综合了国内外有关药芯焊丝的报道内容，介绍了药芯焊丝的发展概况、种类、特点及其在工业中的应用，分析了几个主要工业发达国家发展药芯焊丝道路的特色，介绍了国外有关药芯焊丝的标准，重点综述了气体保护焊药芯焊丝的特性。对发展我国药芯焊丝具有重要参考价值。

关键词：气体保护焊药芯焊丝发展应用

1.药芯焊丝发展概况

药芯焊丝也称粉芯焊丝或管状焊丝，早在1920年就曾被提出过，试图以涂料粉末覆盖电弧焊接熔池，但这个想法并未完全实现，而被涂药焊条和埋弧焊剂取代了30年。最早的药芯焊丝专利是1926年由SSTOODY提出的，其焊丝的断面形式是管形的，其包皮是由薄钢带制成，芯部药粉的填充系数较高，直到现在这种形式的药芯焊丝仍有应用。1927年由DWORZAK提出了一种类似电焊条的断面形状如图1C所示的药芯焊丝其填充系数较小，现在已不应用这种形式。1946年由ARCOS提出了如图1D所示断面形状的药芯焊丝并确信这种焊丝适用于氧-乙炔焊。尽管在1940年已经知道焊接过程要防止来自于空气中的氮的危害，但直到1953年才采用CO2作保护气体，同时配合少量渣保护即可得以满意的焊缝质量。1958年焊接时不用外加气体的自保护药芯焊丝研制成功。随着拉拔技术的提高，到60年代具有多种性能的药芯焊丝已出现并得到应用。正如1965年由PATON提出的截面形状如图1E所不的药芯焊丝。

早期研制生产的药芯焊丝直径仅为φ4.0mm、φ3.2mm、φ2.4mm、等粗丝，电弧特性极差，药芯松散，填充颏度低，松装比小，造成药芯的保护作用欠佳，近切需要发展小直径的药芯焊丝，相继出现了φ2.0mm、φ1.6mm的细丝药芯焊丝，到80年代后期又发展了φ1.4mm、φ1.2mm、φ0.8mm及φ1.0mm的药芯焊丝并得到了广泛的应用。小直径药芯焊丝金属包皮很薄，药粉填充颏度高，高的电流密度使焊缝熔敷率明显增加，电弧稳定，叫弧熔滴过渡均匀，既改善了焊缝的专性，又易于实现全位置焊接。

随着对焊接高质量、高效率、低成本的要求的日益迫切，药芯焊丝的应用不断增加，目前已被用于造船、桥梁、压力容器、汽车、铁路运输、管道、海洋工程、电站建设、采矿、石化、建筑机械、重型机械、高层建筑等行业部门。在日本，80年代后期药芯焊丝发展很快，自1981年乎先将药芯焊丝收入造船业，近年来造船用药芯焊丝已占气保护焊用焊丝的90%，只有1%是实芯焊丝，主要用于管了的焊接。特别是近5年来药芯焊丝增加了15倍，到1990年已增加到和美国同一水平。在美国药芯焊丝消耗量已占总的焊接材料消耗量的17%。药芯焊丝首先在欧洲问世，虽起步很早，但发展缓慢，如图2所示直到1986年，药芯焊丝占总的焊接材料消耗量的4%左右。

2.药芯焊丝的特点

使用药芯焊丝电弧焊可显著改善焊接工艺性能。提高焊接生产效率，节约焊接费用。此外与实芯焊丝相比可根据熔敷金属成分的要求，方便地配制出与任何母材匹配的药芯焊丝。

2.1焊接工艺性能好

药芯焊丝加入了稳弧剂且焊接电流密度大，使其熔滴呈喷射状过渡，故药芯焊丝焊接比用实芯焊接噪音低电弧柔和稳定、飞溅小。另外依靠熔渣的表面张力，生成的软的铸型对于焊缝成形具有很大作用且脱渣一般较容易。

2.2焊接生产效率高

一般情况下药芯焊丝熔敷率达75～88%，生产效率是实芯焊丝的1。5～2倍，是手工电弧焊条的5～8倍，在各种焊接位置药芯焊丝均可采用较大的焊接电流如φ1.2mm焊丝在280A电流时仍可顺利实现立向下焊接，这是其它焊接方法不能比拟的。

2.3节约焊接费用

能源特别是电能十分紧张是世界普遍存在的状况，从实际测算的数据表明:实芯焊丝电耗量是手工电焊条的1/3，药芯焊丝电耗量是实芯焊丝电耗量的1/2，瑞典ESAB公司及英国焊接协会考察1mm左右长的焊缝的所需的各种耗费价值作比较，与实芯焊丝相比采用药芯焊丝成本可降低25%。

2.4焊接质量优异

药芯焊丝采用气渣双重保护，电流密度高，有得于电弧电离，CO2气体的保护和对熔池的搅拌作用，克服了气体金属电弧焊的一些缺陷如熔化不良，未焊透，气孔飞溅等，故药芯焊丝焊缝性能明显基于实芯焊丝气体保护焊，尤其是抗脆断能力突出。

3.药芯焊丝的分类

药芯焊丝的分类方法很多，按其外层结构可分为冷轧薄钢带的有缝药芯焊丝和焊成钢管型的无缝药芯焊丝。后一种由于最后可镀铜，性能高，同时成本又低，所以已成为发展的趋势。

按其保护形式来分，可分为用单一气体保护的药芯焊丝、混合气体保护药芯焊丝/自保护药芯焊丝/埋弧焊药芯焊丝、电渣焊药芯焊丝。

按其内层填充材料中有无造渣剂可分成造渣型(有造渣剂)和金属型(无造渣剂)，按照渣的碱度又可分为钛型(酸性渣)、钛钙型(中性或碱性渣)和钙型(碱性渣)。

上述分类方法中第二种使用的比较多，气保护药芯焊丝又可划分为酸性、碱性、金属型和不锈钢药芯焊丝。自保护药芯焊丝通常是碱性渣系的，含易与O、N相结合的Al、Mg元素等，对于埋弧焊药芯焊丝常规的是金属型，依靠焊剂来提供渣气保护，这种类型的药芯焊丝可以用于堆焊也可用于焊接。

一般来说，钛型渣系的焊道成形美观，全位置焊接工艺性能(飞溅、稳弧等)优良，但焊缝的韧性和抗裂性能稍差。相反钙型渣 系的焊缝韧性和抗裂性能稍差。相反钙型渣系的焊缝韧性和抗裂性能优良而焊道成形和焊接工艺性能稍差。钙钛型渣系介于二者之间。金属型为无造渣剂类型，其焊接特性类似于实芯焊丝，在抗裂性和熔敷效率方面基于造渣剂类型，该焊丝已应用于产

4.主要工业发达国家药芯焊丝发展道路的特色

4.1药芯焊丝可能比较适合于美国的土壤，它在50～60年代从西欧伟入美国后意外地立即得到成功，迅速开化结果。首先大量使用的是φ2.0～2.4mm粗丝药芯焊丝，这是美国的独到之外。平焊和平角焊焊接建筑机械、重型机械、钢架、桥梁等，已几乎完全取代了φ1.6mm以上实芯焊丝。特别是细直径药芯焊丝研制成功之后发展速度更快。美国1983年小于1.6mm直径的用量占药芯焊丝总用量的38%，此后逐年增加，其中全位置焊接用E71T-1细直径世芯焊丝(φ1。6mm、1.4mm、1.2mm)的用量急剧增加，钛型渣系工艺性能优良，解决了实芯焊丝解决不了的飞溅大、成型差电弧硬等问题，从造船海洋结构到普通机械，从厚板到薄板，从在中型企业到小型企业，使用越来越普遍。

美国1969年时药芯焊丝产量已达2.7万吨，193年时药芯焊丝的产量占焊接材料总产量的15%约4.2万吨，其中气保护药芯焊丝的最高年产量曾达7.8万元吨( 1979年)，自保护药芯焊芯焊丝的最高年产量超过5万吨。至1988年美国气保焊丝占焊材总产量比例达49%，而其中药芯焊丝比例占气保焊丝总产量的40%，即美国目前药芯焊丝产量为7万吨、年左右，是世界上药芯焊丝使用最广泛、生产量最大的国家。

据介绍美国有些企业对药芯焊丝的生产技术有独到之外。世界上公认的焊接和切割器材生产量列于首位的美国林肯(LINCOLN)公司早在60年代末期，发明了用棒钢轧制管状药芯焊丝的新方法并取得美国专利，在七十年代又日趋完美。它是沿棒钢中心纵向轧出槽沟，把棒钢压分为对称的俩伴但又直连在一起，随后经过多道轧制，此时整个截面的厚度得到均匀一致的U形截面。这种方式的特点是仅产生最小的冷作硬化，，因此，每道轧制工序所消耗的功率较小，并能取得最大的减速薄率，轧辊寿命也较高，然后再定量加粉并轧到药芯焊丝应用直径等一系列秘诀技术，它的制造技术相比之下较便宜， 有利于药芯焊丝的生产发展。 它重点生产属于AWSE70T-3型的NR -1、NR-5号焊丝和属于AWSE70T-4型的NS- 3M焊丝，还有属于AWSE70T-7、E70T-8型的NR-202、NR-203M等牌号的自保护焊丝，现有药芯焊丝33种，并通过了ABS、LR、DNV及军用(M)认可。

美国另一个大型焊材生产企业合金捧(ALLOYROD)公司60年代开始生产仅限用于平焊和平角焊的药芯焊丝，1972年才开始大量生产全位置药芯焊丝，1984年后生产能力迅速扩大，该公司现有47种各类药芯焊丝。

4.2日本药芯焊线的发展

日本比美国略冕几年但紧随其后，1960年研制了CO2气体保护实芯焊丝和药芯焊丝，1964年研制了自保护药芯焊丝。60年代中期以后日本CO2气体保护焊用的实芯焊丝得到普及，用量逐年增加而药芯焊丝用量却一直不多发展不快。日本世芯焊丝的飞速发展是七十年代末期至八十年代初期φ1.2mm钛型细丝药芯焊丝部世后开始的，先主要用于造船，大大提高了造船焊接的半自动化程度。1980年后药芯焊丝产量飞速增加，从2400吨到1986年增至3.8万元吨，五年间增加了10倍。1980年时日本药芯焊丝产量占焊材总产量比例还不到1%，而1985年却增长至9%，1990年增长至16%。1980年时日本药芯焊丝月产仅200吨左右，而1985年时月产2500吨左右，1990年月产5000吨左右，目前日本年药芯焊丝产量纺6万吨。

八十年代日本重点发展了细丝药芯焊丝，完善了低温钢，不锈钢等多品种毓并取得广泛应用。

1986年起日本市场又出现了金属粉芯型药芯焊丝，其生产效率比普通药芯焊丝高，焊接工艺性能明显基于实芯焊丝，如飞溅小、成形美观、电流调节范围大等，因此金属型药芯焊丝的发展也值得重视，很可能取代实芯焊丝。目前日本已开发的品种有低碳钢和50公斤级高强钢焊接用的，包括薄板、中板和厚板用的不同特性的焊丝，还开发了低温钢和用于Ar+CO2混合气体保护焊的金属型药芯焊丝。

日本神户制钢所是一个从冶炼到芯绕轧制配套成龙的特大型企业，其焊接事业部焊接材料的年生产量超过18万元，销售总额居世界第一。发展实芯焊丝神钢具有最便利的条件，但它仍不依赖实芯焊丝，而极力开发了近六十种药芯焊丝，其中DW系列包括低碳钢、低合金高强钢、低温钢、不锈钢、耐热钢及表面堆焊等各种药芯焊丝，MX系列为金属型药芯焊丝，TGX系列为TIG打底焊道不用焊缝背面保护措施的填充药芯焊丝，很容易满足多种材料焊接的要求。

日本的另一家大型焊材生产企业日铁溶接工业株式会社，其最新产品样本中也列入包括低碳钢、50～60公斤级高强钢，、耐候钢、耐硫酸腐蚀钢、耐热钢、低温钢、不锈钢及表面堆焊用的多种CO2气保护及自保护药芯焊丝近六十种。

4.3苏联药芯焊丝的发展

苏联的药芯焊丝的发展过程无详细资料可查。仅介绍目前的状况，苏联现在至少有九种牌号，12种专用药芯焊丝和4种焊接合金钢的药芯焊丝。多用于石油化工、治金矿山、发电设备的制造中，强迫成形自保护药芯焊丝或气保护药芯焊丝的自动焊应用很广泛，是苏联应用药芯焊丝的一大特点，此外管道焊接中大量应用药芯焊丝自动焊也是其特点之一。

取最近资料介绍，1987年苏联的焊材总产量为104万吨，其中药芯焊丝2.4万吨占焊材总产量的2%，比1980年增长了30%而此间焊条产量下降2%，焊剂下降4%，焊条占64%。功联药芯焊丝包括气保护的(φ1.2mm～2.0mm)和自保护的，结构形状有双层结构的和管状的，焊缝性能好，主要用于造船及管道焊接。适于焊接低碳钢和低合金高强等。

4.4西欧药芯焊丝的发源地，80年代反而落后了。西欧的气体保护焊应用很广泛，11个国家气体保护焊丝总产量达17.6万吨，占焊材总量的43%，但其中绝大部分是实芯焊丝，药芯焊丝产量为1.2～1.5万吨，仅占气保焊丝总产量的7～8%左右。瑞典伊莎(ESAB)公司开发了适应胝碳钢、高强钢、不锈钢、铸件等焊接用的药芯焊丝近20种。瑞士奥林康(OERLIKON)焊接工业有限公司在药芯焊丝品种方面是迄今为止最多的，其92年产品样本中列入了MAG焊、埋弧焊、电渣焊、气电焊用的低碳钢、50～90Kg/mm2级低合金高强钢、不锈钢、耐磨堆焊、耐热耐蚀钢、低温钢等各类药芯焊丝近八十种。在制造技术方面，瑞士奥林康公司还发明 完全密封无缝的药芯焊丝，从外表来看与实芯焊丝没有差别，表面还可以镀铜以防腐蚀。其优点是经长期有储存亦不会从大气中吸潮，所以可使焊缝中的扩散氢控制在较低的水平。当日本已向奥林康公司进口这项技术。

其它国家如法国进行了五种气保护、三种自保护药芯焊丝特性的研究，并与MAG、MMA等方法进行了经济效益对比，1987年提出了以气保护、自保护药芯焊丝作为电弧焊接材料的改进方向。

5.国内药芯焊丝的发展

国内药芯焊丝的研制始于50年代末期，但发展很慢，真正用于工业化生产是70年代末，由郑州机械研究所和漯河电工器材厂研制生产的ZS-50A CO2焊药芯焊丝及冶金部建筑研究总院和上海汽车钢圈厂焊接汽车轮圈的幅板和轮缘焊缝用宝钢建设工程中的200M高强钢烟囟，年产约100吨左右已有十余年生产经验但未形成生产能力。1987年北京电焊条厂从英国引进了全套细直径药芯焊丝生产线(1000T/年)，目前已生产φ1.2mm、φ1.6mm、φ2.0mm、φ2.4mm、四种规格的药芯，品种有: 50Kg级、60K级g、70Kg级，不锈钢，堆焊及各类自保护药芯焊丝。此外还专门为冶金、石油、造船、重机、铁路、压力宣传品等各行业研制了特殊类型的专用药芯焊丝。

1989年我国药芯焊丝产量约500吨，占焊材总产量的比例微乎其微。机电部《焊接材料行业“八·五”发展规划》中提出“八·五”末期我国药芯焊丝产量力争达到0.5～1万吨，自动焊和半自动焊材的生产由目前的4%提到12～20%左右。尽管“八·五”末期药芯产量在整个焊材总量中所占比例仍很少，但与目前水平相比是有了很大的提高。焊接材料行业“八·五”新产品发展规划中提出研究40～50公斤级气保护及自保护用药芯焊丝(φ1.6～2.4mm)并推广应用。现在国内猴王焊接公司、武汉船用机械厂(中船总461厂)、天津电焊条公司、锦州电焊条厂等均在积极与国外公司接触，力争进口全套药芯焊丝设备及软件制造技术，这将推动国内药芯焊丝生产技术的提高及生产应用的发展。自保护药芯焊丝的生产在国内尚是空白，尤其是具有高冲南韧性的自保护药芯焊丝已被有关部委列为重点科研项目，冶建总院及天津大学等均已开发这方面的研究工作并取得较大进展。

在药芯焊丝开发方面制造设备是关键。现在国内正在自行开发用盘元轧制药芯焊丝的设备，也可考虑引进轧拉结合的设备。要多渠道的进行开发，以适应日益发展的市场需要。目前国内药芯焊丝生产轧制工艺上仍停留在拔制成型为主阶段，轧制成型尚处研制阶段，均匀加粉装置亦未解决，表面涂层(要示抗潮、导电、防锈、润滑)未深入研究，无缝药芯焊丝尚是空白。

国内药芯焊丝应用日趋广泛，逐渐得到认识和推广，尤其是造船工业，作为药芯焊丝普及率最高的工业部门之一，中国船舶工业总公司要求CO2焊接工艺在“八·五”期间要达到15～20%。

6.药芯焊丝标准

国内药芯焊丝起步太冕，目前尚无国家标准。国外为发展药芯焊丝的各项工作成龙配套，其中 极为重要的是多数药芯焊丝发展迅速的国家都建立了统一的国家标准。研制生产单位有法可依，使用者充分放心，大胆使用，无任何顾虑。
值得注意的是①日本专门制订了耐候钢药芯焊丝的标准;JIS Z3313-1987中仅列入60公斤级以下强度级别的高强钢药芯焊丝，60公斤级以上高强钢药芯焊丝未制订相应标准，而AWS A5.29-80列入了不同强度级别及合金含量的高强钢药芯焊丝，并属低合金钢药芯焊丝、②ASME规范与美国AWS是等效的。③德国DIN未制订单一的药芯焊丝标准而是列入统一的焊丝标准澡，另外KIN还规定了堆焊用焊丝的标准，这是国外药芯焊丝标准中最具特色之外，日美等国未制订堆焊用药芯焊丝标准。

7.CO2气保护药芯焊丝的应用及其焊缝性能

7.1低碳钢及五十公斤级高强钢用药芯焊丝

这类焊丝的品种较多，主要有JISYFW24、AWSE71-T、E70T-2、E70T-1、E70T-5、E71T1-G、E71T8-Ni2其中AWS E70T-5型多为碱性渣系药芯焊丝。这类焊丝有量最大，主要用于造船、桥梁、车辆等各个部门，根据国外如神钢对造船厂的调查，除了长度大的对接焊缝(平焊)采用埋弧焊接和定位焊采用焊条焊接外，几乎所有 缝均采用药芯焊丝，其典型产品如日本神钢DW- 100，新日铁FC- 1，奥林康FluxofIL10，合金棒111A-C等。药芯类型主要有五种即钛型、金红石型、碱性型、高碱度型及金属粉芯型。除了大量使用普通药芯焊丝外，国外还开发了专用及特种药芯焊丝。

7.1.1立向下焊药芯焊丝如奥林康Fluxofil12φ1.2mm。

7.1.2底层焊药芯焊丝如神钢DWS-52，其抗裂性较好。

7.1.3交直流二用药芯焊丝如神钢HS-50A。

7.1.4管道焊接专用药芯焊丝如奥林康Fluxofil14进行环缝焊时用φ1.2～1.4mm，在6点和12点位置施焊效果最佳。

7.1.5适合有无机锌涂料钢板焊接用的药芯焊丝如新日铁SF-1F及神钢FC-30。 7.1.6抗气孔能力强的适合锈板或油板单层焊的专用药芯焊丝，如合金棒公司的SP及T-63药芯中富含Mn、Si元素，在钢板存在锈化层时，Mn、Si进入焊缝成为合金元素，可使焊缝强度提高至70Kg、mm2以上。

7.1.7适合高碳钢焊接的抗裂性极好的专用药芯焊丝。这种药芯焊丝含碳0.05%，焊缝低温冲击韧性好，(-20℃)AKV大于100J，(-40℃)AKV大于60J。如奥林康Fluxofil31。

7.1.8船用E级钢等焊接用的具良好低温韧性的高韧性药芯焊丝。如新日铁SF-1，可达到实芯焊丝的扩散氢含量水平属超低氢范围([H]0.7ml/100g)从而使熔敷金属显示良好抗裂性能。

7.260Kg级以上高强钢用药芯焊丝

主要有JIS YFW25、YFW26、YFW36、AWS E80T5-G、E81T1- G、E90T5- G、E1110T5 -K4、E120T5-G、E110T5-G型。药芯类型均为碱型高碱度渣系型。

7.2.1 60Kg级高强钢药芯焊丝

典型产品有新日铁FC-60，奥林康Fluxofil40等等。新日铁还开发了无缝的60Kg级药芯焊丝如SF-60、SF-60T。高强钢药芯焊丝重点应解决的问题是低温韧性，国外现已开发多种加Ni-Mo系的具有较好低温韧性药芯焊丝如新铁SF-60L(含Ni1.33%左右)用于-40℃，核反应压力容器用的合金棒8TNM BASIC SLAG(保证-50℃低温韧性)及奥林康Fluxofil41R。另外还开发了焊后需退火或回火构件焊接的专用药芯焊丝如奥林康Fluxofil43。

传统的高强药芯焊丝往往是以韧性损失为代价满足高强度要求，相反要求低温冲击韧性时往往不能满足相应的强度的要求，所以通常兼顾高强又兼顾高韧性的选择便是使用手工焊低氢焊条。为解决这一问题，近年来国外如日、美二国已研制开发了第二代高强高韧性的药芯焊丝。

具有高强韧性的第二代DSⅡ系列药芯焊丝在日本已应用于要求CTOD断裂韧性的场合，它兼有好的机械性能和好的工艺性能。是在工艺性能好的工艺性能。是在工艺性能好的金红石型渣系基础上添加微量B(硼)合金化(15-59pmm)可使焊缝得到均匀、细小的针状铁素体以改善低温冲击韧性。这种药芯焊丝对钢带等原材料及制造过程都要特殊的控制，其(-50℃)AKV大于41J。

美国合金棒公司于1980年扒出的第二代药芯焊丝Dual ShieldⅡ系列，在电弧焊接的历史上第一次将低氢全位置药芯焊丝的高强度和手工低氢焊条的优异冲击韧性结合起来，吸收低氢焊条的优点又在效率、操作速度上超越它。

药芯焊丝中有二大典型渣系即根据相对碱度而分为酸性和碱性，分别相当AWS的T-1和T-5型。T-1型为酸性渣系含较高金红石类物质，适合全位置焊接，其焊接质量与金红石型手工焊条相当;Dual shieldⅡ系列即在传统T-1基础上增加了碱性物质加入量但属于AWST-1的范围，从而兼顾工艺性能和低温韧性。该系列药芯焊丝通过多元微合金化抑制晶粒生长并形成均匀致密的细晶组织从而明显提出机械性能。

7.3不锈钢用药芯焊丝

在从多药芯焊丝品种中，不锈钢药芯焊丝的发展特别令人注意。现在至少有七个国家(美、日、苏、英、德、瑞士、法)研制了这类焊丝，我国现在也加入这个行列。美国有22种、日本有13种不锈钢药芯焊丝，从SUS308、309、316、317、347、410至430，几乎覆盖了不锈钢的全部。奥氏体不锈钢药芯焊丝多娄情况下用气体保护，经常用的是Ar+O2或Ar+CO2混合气体，或纯CO2气，比实芯焊丝时方便和便宜的多。使用的保护气种类，各国的倾向性不一样美国是兼而有之，英国更推荐用混和气，德国是金属芯型焊丝多用混和气，其它类型多用CO2气。日本发现用混和气时随Ar气比率增加气孔敏感性增加，易产生熔合不良焊道表面凹坑，因此更推荐用CO2气，至于使用CO2气保护焊接不锈钢的增碳问题，神钢及法国均做过研究结果表明当CO2由0增至100%时药芯焊丝基本上不增碳，仍保持在低碳或超低碳的范围。

1965年起日本已开发出自保护焊接用不锈钢药芯焊丝，但是它要求特殊的送丝装置，并且当焊接条件变化时焊缝中氮含量变化所以焊缝性能不稳定，限制了它的应用。1980年以后开发了CO2气保护焊用不锈钢药芯焊丝，使上述问题行以解决，因而得到推广应用。和碳钢用药芯焊丝一样，首先开发的是φ2.4mm粗丝以后逐渐开发φ2.0mm、φ1.6mm\φ1.2mm细丝，其使用量迅速啬并出现取代焊条的明显趋势，它还将要取代实芯焊丝。

不锈钢药芯焊丝在一般耐腐蚀条件下的应用已经很广泛，最适宜用的且使用量最多的是φ1.6mm和φ1.2mm焊丝。另外国外不开发了以下特种或专用药芯焊丝:

7.3.1适合高温下使用结构的焊接具有优良蠕变强度和抗脆化能力的不锈钢药芯焊丝如神钢DW-308H。

7.3.2通过控制焊缝中铁素体的低含量(-2%)从而获得良好低温韧性，适合低温下使用结构焊接的不锈钢药芯焊丝如神钢DW-308LT，其(-196℃)AKV可过40J。

7.3.3超低碳具优良抗腐性能的不锈钢药芯焊丝如神钢DW-308L、DW316L，新日铁FC-308EL、FC-316L等这类焊丝焊缝含C量约0.03%。

7.3.4碳含量很低(～0.02%)的具优异抗腐性能的不锈钢药芯焊丝如神钢DW -308EL、DW-316EL等。

7.3.5适合异种钢和堆焊时第一层焊接的不锈钢药芯焊丝如神钢DW-309、DW -309MoL等。

7.3.6日本新日铁还开发了系列无缝不锈钢药芯焊丝如SF-308L、SF-309L等共八种。

现有的气保护不锈钢药芯焊丝多为金红石渣系，采用直流施焊。

值得说明的是日本制定的不锈钢药芯焊丝标准JISZ3323-1983中规定YF308L、308EL、316L、317L、316EL、347、347L八种类型必须通过H2SO4-CuSO4腐蚀试验或称Strauss试验而无晶间腐蚀缺陷。有的类型还须通过65%硝酸试验或称Huey试验。

7.4低温钢用药芯焊丝

在低温钢焊接方面过去主要采用电焊条，国外尤其是日本已开发出-40℃至-196℃的系列镍系低温钢焊条并取得工业应用。1981年以后日本又相继开发了低温钢用药芯焊丝。其药芯类型主要有金红石型和高碱度渣系型二种。日本多用金红石型、奥林康用高碱度渣系型。一般是在通过降低焊缝中含碳量和S、P杂质含量并添加一定(根据不同温度)Ni提高低温韧性。通常-20℃低温钢药芯焊丝含C0.06～0.08%、Ni0.30～0.50%如神钢DW-100E;-40℃低温钢药芯焊丝含C0.04～0.06%、Ni0.30～1.50%如神钢DW-55E及新日铁SF-36、SF-3等;-60℃低温钢药芯焊丝含C0. 04～0.06%、Ni1.20～2.50%如神钢DW-55L及新日铁SF-36E;-80℃低温钢药芯焊丝含C0.04～0.06%、Ni2.0～3.0%如奥林康Fluxofil44。-40℃以下低温钢焊缝中杂质元素的含量控制要求S、P＜0.015%。

另外不加Ni的金红石型-40℃低温钢药芯焊丝也已开发如奥林康Fluxofil14，其成本低、工艺性如、低温韧性可满足要求而受到普遍欢迎。

7.5低合金耐热钢用药芯焊丝

这类焊丝多用φ1.2和φ1.6mm且采用直流焊接。国外主要有5种即0.5Mo、0.5Cr-0.5Mo、1.25Cr-0.5Mo、2.25Cr-1Mo及3Cr-1Mo耐热钢焊用药芯焊丝。药芯采用金红石型和高碱度渣系型。日本多采用金红石型，瑞士多采用高碱度渣系型，低温韧性及抗回火脆性良好的耐热钢药芯焊丝采用高碱度渣系型。日本1985年制定了Mo及Cr-Mo钢焊接用药芯焊丝标准，包括0.5Mo、0.5Cr-0.5Mo、1.25Cr-0.5Mo、2.25Cr- 1Mo四个钢呈的焊丝。

1.25Cr-0.5Mo药芯焊丝的典型产品有神钢DW-1CMA，奥林康Fluxofil36及新日铁FC-511。

2.25Cr-1Mo药芯焊丝的典型产品有神钢DW-2CMA、奥林康Fluxofil37及新日铁FC-521。

3Cr-1Mo药芯焊丝的典型产品有奥林康Fluxofil37-3STC。

Cr-Mo钢常应用在石油精炼的脱硫反应器、裂解加氢反应器、热交换器等压力宣传品中，这类压力容器工作温度多为400～700℃，经长时间运行后Cr-Mo钢会发生回火脆性而致材料韧性下降，这种现象在2.25Cr-1Mo钢中尤为显著，为改善这种应用十分广泛的耐热钢药芯焊丝的抗回火脆性奥林康专门设计了一种控制杂质含量而使焊缝满足步冷要求的2.25Cr-1Mo药芯焊丝Fluxofil37-STC示焊缝P＜0.012%、S＜0.020%、As＜0.020%、Sn＜0.015%、Sb＜0.003%在此条件下，使用正确的焊接参数，可保证焊缝AKV(-15℃)＞100J。当焊接线能量为12K、cm(φ1. 2mm)时AKV最高。

7.6耐候钢及耐硫酸腐蚀钢用药芯焊丝

这类焊丝多用CO2气保护，使用，φ1.2mm或φ1.6mm焊丝，采用直流焊接。这类药芯焊丝日本有七种、瑞士二种、美国二种。多数采用金红石药芯类型，少数高强钢及高拘束条件厚板结构焊接的药芯焊丝采用碱性药芯类型。

耐候钢药芯焊丝合金系有Ni-Cu、Cu-Cr-Ni、Cu-Cr三种。50Kg级的耐候钢药芯焊丝有奥林康Flnxofil48及Fluxofil18、新日铁SF-50W、FC-50W，合金棒88W。其中奥林康的二种焊丝采用Ni-Cutxi eg Fluxofil48焊缝低温韧性优良，一般AKV( -60℃)＞47J;新日铁SF-50W及合金棒88W采用Cu-Cr-Ni系，FC-50W采用Cu-Cr系，其配钢种为SMA41W、50W、41P、50P、ACOR37、ACOR50、COR-TENA.B.C等。

60Kg级耐候钢药芯焊丝有合金棒8100WALLPOSITION及新日铁SF-60W、FC-588。均采用Cu-Cr-Ni系，需说明的是FC-588采用金红石药芯;SF-60W与FC-588的区别是SF-60W为无缝，FC-588为有缝药芯焊丝。其区配钢种为SMA58W ASTM A588、A242、COR-TEN钢及其它60Kg级耐候钢。

日本新日铁还开发了匹配耐硫酸腐蚀钢S-TEN1的FC-IST及匹配耐硫酸蚀钢S -TEN2、S-TEN3、FC-23ST专用药芯焊丝分别采用Cu和Cu-Cr系。

7.7耐磨堆焊用药芯焊丝

耐磨堆焊方法多种多样，近几年业自动焊和半自动焊接方法急速增加，以便提高焊接效率，提高产品质量和降低成本。其中药芯焊丝的焊接工艺性能优良，因此更受欢迎。这类焊丝日本现有八种、瑞士也有九种，日本多用φ1.2或1.6mm焊丝，瑞士使用φ使用1.4mm、φ1.6mm、φ2.0mm、φ2.4mm、φ3.2mm焊丝.药芯多用金红石型，直流焊接.

日本尚元堆焊药芯焊丝标准，瑞士堆焊药芯焊丝符合DIN8555标准，典型产品有神钢HS-280、DW-250，新日铁FC- 250H、FC- 350H、奥林康Fluxofil50、Fluxofil51等。神钢除HS系列堆焊药芯焊丝外还开发了DWH系列堆焊用CO2气保护药芯焊丝。DWH250熔敷金属是珠光体组织堆焊层硬度较低，不适合土砂等的磨损，适合金属间磨损修复，DWH-350熔敷金属是珠光体，堆焊层硬度高于DWH-250，适合金属间和轻度土砂磨损，DWH-450及DWH-600熔敷金属是马氏体，硬度较高，由于除Cr外还加入了Mo、V合金元素，故具有较高抗淬火软化性，适用于土砂磨损。DWH-800熔敷金属是碳化物和硼化物析出的高硬度马氏体组织，适合激烈土砂磨损，因为淬硬性大易产生裂纹，所以它不适用于受冲击载荷零件修复。

7.8金属型药芯焊丝

如前所述，这是一类新开发的且很有前途的药芯焊丝日、美、瑞士等国均已投入生产应用。保护气体日本多用纯CO2，美国多用90%Ar+10CO2或75%Ar+25%CO2，瑞士则用82%Ar+18%CO2。低碳钢及50Kg级高强钢金属型药芯焊丝典型产品有奥森康Fluxofilm10、合金棒COREWELD70及80D2、神钢MXP-100、新日铁SM-1、其中SM-1为无缝金属型药芯焊丝。 不锈钢金属型药芯焊丝典型产品如美国林肯公司的Outershield MC-409，(规格为φ1.6mm及φ1.2mm)符合AWS A5.22 E409T-G标准，彩98%Ar+2%Co2气体保护金属型药芯焊丝的开发为自动焊的发展提供了重要的条件。

日、美、苏等国已开发近十十种自保护药芯焊丝。低碳钢及50Kg级高强钢使用φ2.0、φ2.4及φ3.2mm焊丝，堆焊多用φ3.2mm焊丝，最近美国林肯及合金棒公司还开发了φ0.8、φ0.9、φ1.2、φ1.6mm的细直径自保护药芯焊线。这类焊丝一般交直流二用。

现有的自保护药芯焊丝包括管道根焊、碳钢或镀Zn板单层焊、全位置焊，要求一定低温冲击韧性、要求抗裂性及CTOP值、立向下焊、厚板焊、高强钢用、低温钢用、立向上焊等各种不同类型的产品。

低碳钢及50公斤级高强钢自保护药芯焊丝主要有新日铁SAN系列、神钢OWS系列、合金棒CORESHIELD系列、林肯INNERSHIELD系列。标准类型为JIS YFW13、YFW12、YFW14、AWS E71T-11、71T-GS、E70T4-K2、E71T8-6T等。

以下简介新日铁及神钢的自保护焊丝

新日铁SAN-53、普通的低碳钢自保护药焊丝;SAN-539抗气孔性好、焊20mm厚以内钢板;SAN-54焊35mm厚以内却需较高韧性的钢板;SAN-55B是用于直流焊接35mm厚内钢板，焊缝低温韧性好。

神钢OWS-50为平焊及平角焊用低碳钢自保护药芯焊丝OWS-1N为低温钢(AL镇静钢)焊接用，其(-20℃)AKV231J(-60℃)AKV 143J，这两种焊丝只能用直流焊。OWS-56系交直二用的低碳钢及50公斤级高强钢自保护焊丝重点考虑冲击韧性和抗裂性使用具有下降我的交流焊机或具有平特性的直流焊机，使用前勿需烘干即可使用，因为该焊丝表面经过特殊处理，但拆包后应尽快使用。

堆焊自保护药芯焊丝主要有日铁NA-500、NA-700、神钢OWH-350、OWH- 450及OWH -800，均为交直二用，使用规格为φ3.2mm。

结语

1.药芯焊丝作为一种新型高效低成本自动化的焊接材料其品种几乎已覆盖所有焊接领域并取得广泛应用.

2.改进药芯焊丝制造设备和制造工艺是保证焊丝性能稳定和降低成本的重要措施，也是药芯焊丝推广应用的关键.

3.应加强药芯焊丝焊接冶金原理研究，研究更完善的冶金保护途径，提高药芯焊丝性能的稳定性.

4.国内药芯焊丝产业落后世界发达国家的约十十年，应抓隹经济发展机遇，缩短国内药芯焊丝产业在规模、品种、质量等方面与国外的差距.
 

上一：TIG氩弧焊气孔缺陷及其预防措施

下一：欧洲材料及焊接材料标准概况