唐伯钢教授谈提高我国焊条产品竞争力的几个问题

作者：网管　来源：本站原创　日期：2013/11/13 16:19:37　点击：1406　属于：行业资讯

提升我国焊条产品竞争力的几个问题

冶金建筑研究总院  唐伯钢

      

    国内各焊材企业将进一步面对国内和国际二个市场的竞争。一方面有开拓国外市场的机遇，另一方面也将遭遇取消“关税屏障”后的进口产品。因此必须努力提高我国焊条产品的竞争力（有关气保护焊丝、药芯和焊剂等，将在另文述及）。

    本文首先论述外销产品的改进方向和进口产品的主要品种分析，然后介绍为提升焊条产品竞争力，应关注的低合金钢焊条焊芯品质、不锈钢焊条焊芯品质、药皮原材料粒度、水玻璃品质及油压焊条压涂设备等几个问题。

一、 外销焊条产品的改进方向

过去外销量最多的结421（MT—12）和结422焊条，目前已成为国际市场的低档产品，

出口价每吨仅四百美元左右，在东南亚各国的零售价每吨仅六面美元左右，而东南亚各国本地制造的“相当于全位置立向下结421焊条”零售价为每吨九百多到一千美元。在中东与拉丁美洲的市场情况也与此相同。

日本、台湾、韩国在东南亚、中东、非洲、拉丁美洲办的焊条厂，均是以油压机生产：“相当于全位置立向下结421焊条”和E7018等铁粉高效焊条。而我国一些焊条企业，在国外办的焊条厂，大都采用螺旋机，只能生产普通结421与结422焊条，产品在当地买不出好价钱。

已有调查情况表示，东南亚、中东、非洲、拉丁美洲等发展中国家，目前销量大且受欢迎的产品是相当于全位置立向下结421和E7018低氢型铁粉高效焊条。其价格较好，使用量最大。因此我国外销产品（包括在国外办厂）应以这一种焊条作为主导产品，才能取得较高的经济效益。

但这二种焊条，均只能采用油压机生产。因对结421焊条而言，如要求既有良好的平焊和全位置施焊性能，又能在平扳对接和角接的接头中作立向下施焊，配方中必须减少云母和白泥等物质的加入量，很难用螺旋机顺利生产各种直径的焊条。因此，必须改进国产的油压机生产线与生产工艺其相关的几个问题，将在本文的后面几部份中叙述。

一、 进口的主要焊条品种分析

近几年来，进口量较多的焊条，主要有纤维素焊条、低温钢焊条和不锈钢焊条等品种。

现逐一简要分析如下，供有关企业参考，以便有针对地提高我国相关焊条产品的竞争力。

1、 纤维素焊条：

进口产品主要为用于石油和天然气管线焊接的纤维素型立向下焊条。国产焊条与进口

焊条相比，主要存在砗项差距：一是爆条电流较小时电弧吹力不足，二是电流较大时焊条药皮易烧糊而使电弧吹力变小，三是对焊工的操作要求过高，当焊工稍不注意时，易在管接头焊缝中产生未焊透或气孔等缺陷，四是焊条生产时由于药粉的弹性与流动性较差，生产成品率低，焊条偏心不稳定。这些问题，涉及焊条配方研究、原辅材料开发、生产工艺改进等各方面。有些国外专利认为，应在配方中选用不溶于水的木质纤维素和胶质添加剂，以及加大水玻璃和胶质填加剂对配方中各种原材料颗粒的浸透性，例如施焊性能最好的美国林肯公司纤维素焊条，药皮呈现油光水滑如同塑胶品质的外观。

1、 低温钢焊条

我国有关单位已在低温钢焊条研究方面进行大量工作，取得了好的成绩，但由于国产

钢芯杂质较高，造成焊条品质波动，因此近年来低温钢焊条主要从国外进口，特别是3.5Ni钢焊条和9Ni钢焊条几乎全部从国外进口。国外-45℃、-60℃、-80℃、-100℃、-120℃等低温钢焊条，均采用超低碳低杂质的镇静钢焊芯。

1、 不锈钢焊条

我国的不锈钢焊条消费量，正在逐年增长。国产不锈钢焊条的年生产量已超过一万吨，而进口的不锈钢焊条（包括正常进口和沿海走私入境的）估计已达成  千吨，并有继续增长的趋势。

国外名牌不锈钢焊条的品质定位，已不再追求所谓钛酸型渣系和抗发红能力等单一指标，而是区别各类焊条的使用条件，最大限度满足其使用特点，同时保证其综合性能。例如：

①对A102、A002等ф2.0—2.5mm细直径焊条，强调焊缝成形细密美观、飞溅细小不破坏钢板光滑，使焊接接头具有美丽的装饰性。

②对A102、A002、A132、A022、A042等ф3.2、ф4.0、ф5.0焊条，强调焊条的全位置操作和综合性能。如电弧过于柔和，则立焊操作较难。因此要求电弧具有较好的挺度、焊缝具有优良的抗气孔能力和抗裂纹能力。在此基础上使焊条抗发红能力好、焊缝成形尽量美观、飞溅小和脱渣容易。

③对A002、A022、A042等超低碳不锈钢焊条，强调熔数金属含碳量小于0.02%，以提高耐腐蚀性能的稳定性。

④适应双相不锈钢，高强度不锈钢、超级奥氏体不锈钢等不锈钢新钢种的近年快速发展，开发相应的不锈钢焊条，满足与其性能特点相适应的要求。

三、对低合金钢焊条用焊芯盘条，需增加品种，提高质量

我国和美国、欧洲、日本的《碳钢焊条》与《低合金钢焊条》标准，均规定按熔敷金属性能检验焊条，而未规定用什么焊芯来制造焊条。

钛钙型、高钛型、钛铁矿型等酸性渣系焊条，采用沸钢作焊芯，如H08A等。而低氢型焊条，我国过去也同样采用沸腾钢H08A作焊芯。

近年来随着钢材品质的改进，特别是采用铁水脱硫、顶底复合吹氧转护炼钢、钢包精炼等先进冶金工艺后，各种高强度钢和低温钢的硫、磷、氧、氢杂质大幅度下降，钢材的低温冲击韧性大幅度提高，为了改进相应的焊条性能，国外已对高强度焊条和低温钢焊条，采用超低碳和低杂质的镇静钢作焊芯。例如采用：C<0.04%、Si≤0.10%、Mn0.3—0.6%、S≤0。010%、P≤0.015%的超低碳镇静钢HO4E作焊芯。由于是镇静钢，因此钢中的氧、氮、氢杂质含量远低于沸腾钢。

我国今后要提升高强度钢、低温度钢以及耐热钢焊条的品质，也必须采用超低碳镇静钢作焊芯，希望有关钢厂生产镇静钢HO4E盘条钢。

四、对不锈钢焊条用焊芯钢丝，需提高品质

为提高我国不锈钢焊条的质量和竞争力，与国外先进水平相比，焊芯所用不锈钢焊丝，有以下差距：

1、 含碳量偏高：HOCr21Ni10、HOCr19Ni12Mo2等焊丝含碳量的实物水平为0.05-0.08%，

而国外名牌产品实物水平为0.03-0.05%。超低碳HOOCr21Ni10、HOCr19Ni12Mo2等焊丝含碳量实物水平为0.03%左右，而国外名牌产品实物水平为0.01-0.02%，因此国外超低碳不锈钢焊条熔敷金属含碳量可稳定小于0.02%，而国产超低碳不锈钢焊条溶敷金属含碳量波动在0.03-0.045之间，品质呈现明显差距。

    2、含硅量偏高：国内大多数厂家供货的不锈钢焊丝，只能控制Si≤0.040%，而国外名牌产品不锈钢焊丝的实物水平可保证Si≤0.20%，差距明显。焊丝硅含量偏高时，不利于提高焊条的抗气孔能力。这是由于硅是表面活性元素，有阻碍氢从液态金属中逸出的作用，而酸性渣系的不锈钢焊条，在焊接时无例外地有增硅作用，使焊缝的含硅量增高，因此宣选Si≤0.20%的不锈钢焊丝作焊芯。

    3、含氮量偏高：国内大多数厂家供货的不锈钢焊丝含氮量为0.023-0.035%之间，国外不锈钢焊丝名牌产品含氮量为0.01-0.02%。氮对A102、A132、A302、A002、A042等不锈钢焊条熔敷金属的性能是有害元素，氮含量增高，将增长溶敷金属强度与降低铁素体含量，增加其热裂纹倾向。并在多层焊时，由于氮的积累，而易产生气孔。

现在可喜的是，上述三个差距，我国已有企业在努力解决。近年来崛起的江苏兴海集团公司在年产不锈钢焊丝三千吨的基础上，与上海有关冶金科研单位合作，成功开发了对电炉冶炼的“不锈钢水”进行炉外真空吹氧精炼的装备和工艺大幅度降低了不锈钢焊丝的碳、硅、氮含量。可在供货时，按用户要求，在不锈钢焊条用焊丝的化学成分中，控制：C≤0.02%，Si≤0.20%，N≤0.02%。达到国外名牌产品的实物不平，有利于提高我国不锈钢焊条的品质。

五、必须控制药皮原材料颗料度，才能提高油压机压涂焊条的成品率

近二十年来我国已引进几十条油压式焊条压涂机生产线，国产油压机的品质也在逐渐提高，但目前相当一部分进口和国产油压机运行不顺，生产焊条时成品率低。究其原因，除可能存在的设备因素外，主要是涂料粉中的细粉过多和水玻璃品质欠佳，使加入水玻璃搅拌后的涂料粉弹性、塑性和流动性不好，压涂时机头附近药粉易硬结，焊条偏心易波动，导致焊条成品率低，涂料粉浪费大。

用于涂料粉的各种矿物性原材料与铁合金，过去国内往往只规定粒度全部通过40目或全部通过100目，而国外严格要求各种粒度之间的组合，规定粗粉（40-60目）、中粗粉（60-120目）、中细粉（120-200目）、细粉（小于200目）所占比例。应控制按配方混合后的涂料粉中，中粗粉（60-120目）占50%以上，细粉（小于200目）不大于20%，这样才能保证油压式压涂机在高速出条的状态下，药皮外观成形良好，偏芯稳定，焊条成品率大于95%。

目前国内原材料颗粒主要问题是细粉过多，不但大理石、萤石细粉过多使焊条压涂不顺，而且萤石细粉过多将降低电弧稳定性，钛铁细粉过多将焊缝低温冲击值波动和出现低值。

今年年初，由国家焊接材料质量监督检验中心和焊材待业协会颁布的推荐标准《焊接材料用原材料》，已对各种原材料的颗粒度作了规定。虽然基于考虑国内原材料供应厂家的现实状况，这个规定仍较为宽松。如果首先达到这个规定，也将对我国焊条行业提升焊条成品率和质量，起到显著作用。

从长远看，我国焊材原材料供应厂家，也必须走规模经营和产业升级的道路，建立分级粉碎，密闭混合（使同一批号的矿石粉化学成分均匀）和密闭级筛分的大理石、萤石等矿石粉自动生产线。这样既能保证国内产品上档次的需要，又能开拓出口外销市场。

六、必须提高水玻璃品质，并按不同情况选用与调配水玻璃

水玻璃是制造焊条时不可缺少的粘结剂，目前我国水玻璃品质与国外相比，差距较大。水玻璃是用钾钠化合物与石英在高温下反应，而成为硅酸钠、硅酸钾的。国外反应温度已提高到1500—1600℃，而国内各水玻璃制造厂由于反应炉或坩锅的耐火度不够，只烧到1300—1400℃，由于反应温度低，使生产的硅酸钠、硅酸钾不稳定，导致水玻璃溶液易沉淀，混浊，粘性不好。极大的影响焊条制造质量。

期望国内水玻璃生产厂，引进国外水玻璃生产的“高温反应炉、溶解蒸浓，过滤调配”自动生产线，改进产品的品质。原则上用于焊条制造的水玻璃，应是清澈透明的稀液体，没有沉淀物和游离碱，而粘度又较好。

在焊条制造中，除螺旋机采用模数2.6左右的钾钠水玻璃外，油压机使用的水玻璃品种，国内外已有不同的选择和改进，现归纳于下：

1、采用模数2.8的纯钠和钾纳水玻璃，浓度480e'左右。这种水玻璃，形象的说是“浆糊”，而不是“胶水”。过去用得较多，近年已较少使用。

2、采用模数3.2—3.4的纯钠水玻璃和模数3.3—3.4纯钾水玻璃，按7：3（或其它比例）对掺后，加水玻璃稀料（加水使粘性变差）调至粘度800-1200厘泊（Pa·s）范围内使用。采用这种水玻璃可使立式搅拌或双S搅拌机，适合各种低氢型焊条生产。

3、采用模数3.1—3.2的钾钠水玻璃，控制粘度为600—1100厘泊（Pa·s）使用（对应浓度约为41-43Be'）。粘度低于600厘泊，易使焊条药皮粘结强度不够，粘度大于1100厘泊，易使焊条生产时发生粘条现象。采用这种水玻璃可使用双S搅拌机或立式搅拌机。近年来不少焊条厂已在油压机生产焊条时采用此种水玻璃。

4、采用高模数钾水玻璃和低模数钠水玻璃，按不同比例，对掺使用。所用钾水玻璃模数为3.1左右，浓度42—44Be‘。所用钠水玻璃模数为2.2—2.4，浓度50—52Be’。这二种水玻璃根据生产不同品种焊条的需要，按1：1或2：1、1：2等不同比例对掺后，加水调到浓度40—42Be’，此时粘度仅为100—300厘泊（Pa·S），浸润性极好。采用这种水玻璃必须采用碾压式搅拌机，涂料粉在碾压式搅拌机中经碾压与搅拌的双重作用，使涂料粉具有好的粘结性与流动性，适合各种类型焊条生产。已是日本、台湾和东南亚各国在焊条生产中主要使用的工艺。应在国内推广使用。

七、应努力提高国产油压式焊条压涂设备的品质

近年来，国产80吨、120吨、200吨等油压式焊条压涂设备都有不同程度的改进提高。但与国外先进设备相比，仍有差距：

1、焊芯送丝机的无级调速电动机功率较小，送丝轮未采用硬质合金耐磨圈，使送丝的力量较小。而使送出的丝强劲有力，是在粉压较高的情况下，实现快速出条和保持偏心稳定的必要前提。

2、油压机的机头没有放气孔，粉团内的气体不能正常逸出，易使焊条药皮表面发毛和起泡。同时应增加机头的冷却措施，夏季机头易过热使机头内的涂料粉硬结，导致压涂不顺。

3、接棒机和磨头磨尾机，设计过于单薄，应增加运条稳定性和使改规格时调整方便

4、设计与油压机配套的低温连续烘焙生产线，改进高温烘干炉的保温性能和炉内的温度均匀性，研究既能控制温度又能控制高温气氛温度的控制装置。

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本文以开放的态度，论述了与提升我国焊条产品竞争力的有关问题，也包含了作者多年工作的部份经验和见解，希望有助于活跃焊材行业的学术交流气氛。在经济全球化的潮流中，如何实现民族工业的发展，已成为大家关注的问题。对焊材行业而言，不是关注某一个企业的兴衰，而要关注待业中民族工业的整体地位和市场份额，因此必须提高我国产品的市场竞争力。

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