第一節(jié) 概述
硬面堆焊藥芯焊絲是一種重要的藥芯焊絲。藥芯焊絲也稱粉芯焊絲或管狀焊絲，早在 1920 年就曾被提出過，試圖以涂料粉末覆蓋電弧焊接熔池，但這個(gè)想法并未完全實(shí)現(xiàn)，而被涂藥焊條和埋弧焊劑取代了。最早的藥芯焊絲專利是 1926 年由 SSTOODY 提出的，其焊絲的斷面形式是管形的，其包皮是由薄鋼帶制成，芯部藥粉的填充系數(shù)較高，直到現(xiàn)在這種形式的藥芯焊絲仍 1927 年由 DWORZAK 提出了一種類似電焊條的藥芯焊絲，其填充系數(shù)較小，有應(yīng)用。現(xiàn)在已不應(yīng)用這種形式。盡管在 1940 年已經(jīng)知道焊接過程要防止來自于空氣中的氮的危害，但直到 1953 年才采用 CO2 作保護(hù)氣體，同時(shí)配合少量渣保護(hù)即可得以滿意的焊縫質(zhì)量。1958 年焊接時(shí)不用外加氣體的自保護(hù)藥芯焊絲研制成功。
隨著拉拔技術(shù)的提高，到 60 年代具有多種性能的藥芯焊絲已出現(xiàn)并得到應(yīng)用。早期研制生產(chǎn)的藥芯焊絲直徑僅為 φ4.0mm、φ3.2mm、φ2.4mm 等粗絲，電弧特 性極差，藥芯松散，填充額度低，松裝比小，造成藥芯的保護(hù)作用欠佳，近切需要發(fā) 展小直徑的藥芯焊絲，相繼出現(xiàn)了 φ2.0mm、φ1.6mm 的細(xì)絲藥芯焊絲，第一代商品 藥芯焊絲出現(xiàn)于上世紀(jì) 50 年代的美國，而藥芯焊絲的真正高速發(fā)展是在 80 年代，以日本研發(fā)出細(xì)直徑 φ1.2mmCO2 氣保護(hù)船用藥芯焊絲為標(biāo)志，此時(shí)藥芯焊絲的制備技 術(shù)已經(jīng)成熟，之后藥芯焊絲無論產(chǎn)品種類還是應(yīng)用領(lǐng)域得到快速發(fā)展。到目前，發(fā)達(dá) 國家藥芯焊絲占焊接材料（填充金屬部分）接近 30%，實(shí)心焊絲 40%，手工電焊條 30%，日本上述比例大致為 40%、40%、20%。
第二節(jié) 亞洲地區(qū)主要國家市場概況
焊接技術(shù)和焊接材料的發(fā)展就是具體地顯示了科技進(jìn)步的推動(dòng)作用。日本統(tǒng)計(jì)了1986～1996年間焊接材料的產(chǎn)量及結(jié)構(gòu)比例的變化(見圖1)?？偟内厔菔牵汉笚l的比例在減少，而MIG、MAG焊絲，特別是藥芯焊絲(FCW)一直在增加，而埋弧焊絲保持不變。按1997年的數(shù)據(jù)，日本焊條產(chǎn)量7.2萬噸(約占20%)，實(shí)芯CO2氣保護(hù)(包括部分混合氣體)焊絲14.8萬噸(約占41%)，藥芯焊絲9.8萬噸(約占27%)，埋弧焊絲4.2萬噸(占11%)，總產(chǎn)量36萬噸。
日本的MAG(實(shí)芯焊絲及藥芯焊絲)的快速發(fā)展，說明了高效率、高質(zhì)量和低成本已成了追求的目標(biāo)，也是日本在焊接方面的自動(dòng)化及機(jī)器人的應(yīng)用增多的結(jié)果。通常，工程上要求在保證質(zhì)量的條件下提高效率，減少工時(shí)，因此 ，焊接時(shí)除提高熔化速度之外，還應(yīng)改善脫渣性和降低飛濺。此外，焊材的抗氣孔、抗銹濕性、抗裂性也是完善焊材質(zhì)量的不可忽視的內(nèi)容。
日本大型焊材生產(chǎn)廠有10個(gè)左右(神戶制鋼、日鐵溶接工業(yè)、松下產(chǎn)業(yè)、住友金屬、日立造船、川崎制鐵、大同特殊鋼、油脂公司、日本鋼管、日本酸素等)，都有獨(dú)立的 研究 所和開發(fā)部，從技術(shù)人員的配備來看，約有60%～80%的人員從事 研究 和開發(fā)新產(chǎn)品。
第三節(jié) 歐洲地區(qū)主要國家市場概況
歐洲地區(qū)藥芯焊絲的發(fā)展主要體現(xiàn)在生產(chǎn)工藝上。
1、連軋法方面，瑞士萬莎公司Mansa Soudage SA 的一臺藥芯焊絲連軋機(jī)該機(jī)共17 架主動(dòng)水平軋輥組采用懸臂式機(jī)架布置便于操作和換軋輥。英國Corewer 公司藥芯焊絲生產(chǎn)線也屬連軋型機(jī)組該機(jī)組設(shè)計(jì)出口速度6 9m/s 焊絲出口直徑Ф1.6 和Ф2.0 兩種規(guī)格。該機(jī)每隔若干組軋輥設(shè)置了一組張力調(diào)節(jié)活套用以協(xié)調(diào)各組機(jī)架之間焊絲的線速度和焊絲張力。
2、軋拔法方面，軋拔法是將藥芯焊絲的成型加粉合口工序仍放在軋絲機(jī)上完成即采用先軋后拉的工藝。將軋絲和拉絲工序分開也可以將其合在一起這樣可省去收放機(jī)各1 臺。歐洲某公司使用的就是此種軋拔一體化機(jī)組整條生產(chǎn)線包括3 組12 套水平軋輥和相應(yīng)的立輥組軋制成的Ф3mm 左右坯管直接進(jìn)入10 聯(lián)直線拉絲機(jī)從鋼帶進(jìn)入到拉拔出Ф1.2mm 焊絲一氣呵成圖8 為該生產(chǎn)線局部由圖可以看出軋拔工藝的相互銜接但這樣對電氣控制原料質(zhì)量操作水平要求更高否則中間某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)斷絲再重新穿絲會更麻煩耽誤的機(jī)時(shí)更多
第四節(jié) 美洲地區(qū)主要國家市場概況
第一個(gè)提出采用盤元法為原料生產(chǎn)藥芯焊絲的是美國林肯公司Lincoln ElectricCompany 專利它提出一種完全采用冷軋工藝使盤元成形為藥芯焊絲方法林肯專利的要點(diǎn)是不采用熱軋 也不采用中間退火完全采用冷軋使盤元展軋成U形合口成V形并減徑到成品尺寸林肯專利認(rèn)為所提出的從盤元截面正中向兩側(cè)劈展的方案有利于用較少的軋制道次形成U型槽產(chǎn)生最小的加工硬化減少軋制動(dòng)力消耗和獲得較大的減薄量。對于軋機(jī)原理該專利也作了較詳細(xì)描述。然而盤元法工藝并不是先進(jìn)工藝。第一個(gè)盤元法專利即林肯專利是1969 年提出的林肯專利提出的背景主要基于以下兩點(diǎn)：
1) 由鋼錠軋成的帶鋼由于鋼錠本身成分的偏差造成帶鋼不同部位化學(xué)成分不均勻從而可能導(dǎo)致用帶鋼為原料制成的藥芯焊絲熔敷金屬化學(xué)成分的波動(dòng)而盤元鋼材在一定程度上解決了原料在長度和寬度方向上的成分不均勻。
2) 當(dāng)時(shí)美國市場冷軋帶鋼的價(jià)格是盤元的好幾倍采用盤元為原料比采用冷軋鋼帶為原料成本低。但是世界鋼鐵工業(yè) 30 多年的發(fā)展情況已發(fā)生根本變化。
首先目前世界鋼鐵工業(yè)普遍采用連鑄連軋工藝中國目前的連鑄連軋比也已達(dá)80%以上因此已完全不存在所謂帶鋼沿寬度長度的嚴(yán)重成分偏差問題事實(shí)是冷軋帶鋼法采用的SPCC-SD 或SE鋼材屬高檔冷沖壓用鋼在化學(xué)成分和力學(xué)性能等方面控制極其精細(xì)并采用爐外精煉真空脫氧等工藝更適合于制造藥芯焊絲日本更采用了專用藥芯焊絲冷軋鋼帶這是通常供普通焊條鋼芯所用的H08A 盤圓鋼無法比擬的。
其次 由于連鑄連軋工藝的使用大大降低了冷軋帶鋼的成本其與盤元的價(jià)格比由好幾倍下降到3:2 左右而盤元法由于生產(chǎn)效率低工藝環(huán)節(jié)多能耗高折舊費(fèi)用高制造費(fèi)用反而高于帶鋼法好幾倍因而盤元法的所謂成本優(yōu)勢早已轉(zhuǎn)化為成本劣勢!
正是由于上述原因作為盤元法專利的發(fā)明人美國林肯公司早已放棄所謂的盤元法而改用了冷軋帶鋼法。
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