一.    概述 

    近年來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，我國(guó)重型機(jī)械金屬結(jié)構(gòu)制造業(yè)取得了令人矚目的成就。我國(guó)不僅是世界鋼材消耗大國(guó)，也是一個(gè)世界機(jī)械制造業(yè)大國(guó)。據(jù)國(guó)際鋼鐵協(xié)會(huì)（IISI）統(tǒng)計(jì)，2004年世界鋼產(chǎn)量首次達(dá)到10.3億t，用鋼量為9.35億t。我國(guó)2004年鋼產(chǎn)量為2.72億t，約占全球鋼產(chǎn)量的26%，全年用鋼量為3.12億t，占全球鋼產(chǎn)量的33%，其中1.6億t應(yīng)用于焊接結(jié)構(gòu)，約占用鋼量的51%左右。而歐美和原蘇聯(lián)焊接結(jié)構(gòu)用鋼占其用鋼量的60%左右，日本超過(guò)70%。由此可見，我們與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有一定差距。根據(jù)有關(guān)調(diào)查，在1.6億t焊接結(jié)構(gòu)用鋼中，機(jī)械制造業(yè)金屬結(jié)構(gòu)用鋼量約占用鋼量的45%，鋼鐵工業(yè)的快速發(fā)展，給我國(guó)焊接行業(yè)，尤其是重型機(jī)械金屬結(jié)構(gòu)行業(yè)焊接技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造了很大的發(fā)展空間。進(jìn)入21世紀(jì)，我國(guó)重型機(jī)械行業(yè)面臨新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇，應(yīng)徹底改善耗能大、耗材高、效率低、工作環(huán)境差和自動(dòng)化程度低的傳統(tǒng)焊接產(chǎn)業(yè)，促進(jìn)焊接技術(shù)與產(chǎn)業(yè)向著優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能、低成本、環(huán)境友好方面和自動(dòng)化方向發(fā)展，努力將相對(duì)人力資源優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為科技競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)企業(yè)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)升級(jí)。 

二.   行業(yè)焊接技術(shù)現(xiàn)狀 

1. 國(guó)內(nèi)外概況 

    焊接技術(shù)是重型機(jī)械金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備制造與安裝施工的關(guān)鍵工藝技術(shù)之一，在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家重型機(jī)械制造業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。發(fā)展至今，我國(guó)的重型機(jī)械焊接技術(shù)與美國(guó)（如P&H公司等）、德國(guó)（如西馬克公司等）、法國(guó)（如奧鋼聯(lián)公司等）、日本（如三菱重工、小松株式會(huì)社等）等發(fā)達(dá)國(guó)家間存在很大的差距。目前，這些國(guó)家及地區(qū)采用焊接結(jié)構(gòu)件的比例日趨增大，其中自動(dòng)化、機(jī)械化的氣體保護(hù)焊及多絲埋弧焊等高效焊接工藝方法消耗的焊接金屬材料約占全部焊材總量的50~70%，其焊接生產(chǎn)采用機(jī)械化、自動(dòng)化、高效的焊接工藝方法，帶來(lái)焊接生產(chǎn)效率高、焊接質(zhì)量好的效果，國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)。

    在我國(guó)重型機(jī)械金屬結(jié)構(gòu)行業(yè)，氣體保護(hù)焊、雙絲埋弧自動(dòng)焊、龍門焊機(jī)、電渣焊等高效焊接工藝方法在大型金屬結(jié)構(gòu)制造企業(yè)中的應(yīng)用日趨增多，高效焊接方法完成的金屬結(jié)構(gòu)件已占其總重量的50~80%左右，在中小型企業(yè)中，CO2氣體保護(hù)實(shí)芯焊絲、埋弧自動(dòng)焊等方法也得到一定應(yīng)用。但總體來(lái)說(shuō)，我國(guó)重型機(jī)械制造中勞動(dòng)工資低廉的優(yōu)勢(shì)正在被生產(chǎn)效率低下、質(zhì)量成本高昂的巨大差距所抵消，這應(yīng)引起我們的足夠重視。 

2. 產(chǎn)品情況 

    重型機(jī)械金屬結(jié)構(gòu)行業(yè)主要為國(guó)家大型骨干企業(yè)和國(guó)家重點(diǎn)工程項(xiàng)目提供重型機(jī)械裝備。行業(yè)制造骨干企業(yè)如第一重型機(jī)械集團(tuán)有限公司、第二重型機(jī)械集團(tuán)有限公司、太原重型機(jī)械集團(tuán)有限公司、大連重工·起重機(jī)集團(tuán)有限公司、中信重型機(jī)械有限公司、鄭州煤機(jī)廠、北京煤機(jī)廠、上海振華港口機(jī)械公司、齊齊哈爾第二機(jī)床廠等，主要制造大型橋式和門式起重機(jī)、4~35m3機(jī)械式挖掘機(jī)、1~6m3液壓挖掘機(jī)、大型加壓氣化爐、加氫反應(yīng)器、大型舞臺(tái)設(shè)備、航天發(fā)射塔架、焦?fàn)t機(jī)械設(shè)備、螺旋焊管設(shè)備以及大型減速機(jī)、提升機(jī)、堆取料機(jī)、軋鋼鍛壓設(shè)備、氧氣瓶壓機(jī)、水泥設(shè)備、粉磨、破碎機(jī)械、水利、工程機(jī)械、液壓支柱、港口機(jī)械及環(huán)保設(shè)備等大型設(shè)備。 

3. 重型機(jī)械金屬結(jié)構(gòu)行業(yè)用鋼 

    長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)重型機(jī)械金屬結(jié)構(gòu)行業(yè)大多采用國(guó)內(nèi)外成熟鋼種，如Q235系列碳素鋼，Q345、Q390系列低合金鋼，20g、16MnR壓力容器用鋼等。近年來(lái)，隨著國(guó)家重點(diǎn)工程的發(fā)展和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整，焊接用鋼的種類品種大幅度提高。常用鋼板包括：Q235、Q345、Q390、20、35、45、15Mo3、15CrMo、13MnNiMoNbR、Wel-ten80C、A633D、16MnR、20g、15MnVR等；常用不銹鋼板有：0Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti、1Cr13、2Cr13、3Cr13等；常用鋁板有硬鋁及鋁合金板等；常用鍛件有25、35、45、40Cr、42CrMo、40CrNiMo、40CrNi2Mo、20MnMo、42CrMnMo、34CrNi3Mo等。板厚一般在1~300mm之間。

    隨著鋼材種類和品種的不斷增多，焊接件的年產(chǎn)量大幅度提高。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2005年齊齊哈爾第二機(jī)床廠焊接件年產(chǎn)量約為1萬(wàn)噸；第二重型機(jī)械集團(tuán)有限公司約為3萬(wàn)噸；太原重型機(jī)械集團(tuán)有限公司為約5萬(wàn)噸；中信重型機(jī)械有限公司突破5萬(wàn)噸；上海振華港口機(jī)械公司焊接件年產(chǎn)量高達(dá)20萬(wàn)噸左右。焊接結(jié)構(gòu)件以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，已取代了鉚接結(jié)構(gòu)，替代了鑄造結(jié)構(gòu)，成為重型機(jī)械行業(yè)金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備的主導(dǎo)結(jié)構(gòu)。 

4. 焊接工藝方法 

    重型機(jī)械金屬結(jié)構(gòu)行業(yè)開始起步一般采用手工電弧焊工藝方法。20世紀(jì)50年代開始使用埋弧自動(dòng)焊和電渣焊工藝方法，主要用于一些厚板對(duì)接、工型梁及筒體焊接。近年來(lái)，一些大型企業(yè)通過(guò)技術(shù)改造，相繼應(yīng)用雙絲埋弧焊、雙絲窄間隙埋弧自動(dòng)焊、龍門式焊機(jī)、軋輥埋弧堆焊等先進(jìn)的焊接工藝方法，以滿足產(chǎn)品制造技術(shù)要求。

    隨著我國(guó)大型骨干企業(yè)焊接技術(shù)改造，氣體保護(hù)焊工藝方法在重型機(jī)械金屬結(jié)構(gòu)行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用�？梢哉f(shuō)氣體保護(hù)焊工藝方法伴隨著重型機(jī)械金屬結(jié)構(gòu)行業(yè)焊接技術(shù)的發(fā)展而壯大。在我國(guó)八十年代后期，為滿足國(guó)家重點(diǎn)工程大型機(jī)械技術(shù)裝備制造要求，引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的焊接技術(shù)和設(shè)備，對(duì)大型骨干重型機(jī)械企業(yè)進(jìn)行技術(shù)改造，我國(guó)大型重型機(jī)械金屬結(jié)構(gòu)制造企業(yè)通過(guò)與美國(guó)、德國(guó)、日本等國(guó)家的跨國(guó)公司合作制造大型金屬結(jié)構(gòu)，批量購(gòu)買國(guó)外氣體保護(hù)焊設(shè)備、焊材等器材，并進(jìn)行焊工培訓(xùn)。我國(guó)借助國(guó)外氣體保護(hù)焊成熟技術(shù)和生產(chǎn)工藝，形成了我國(guó)大型金屬結(jié)構(gòu)行業(yè)以氣體保護(hù)焊為主的生產(chǎn)能力，從根本上改變了重型機(jī)械金屬結(jié)構(gòu)行業(yè)的制造技術(shù)水平，推動(dòng)了我國(guó)氣體保護(hù)焊技術(shù)的發(fā)展。90年代初至今的近十幾年時(shí)間，以第一屆“全國(guó)CO2焊接技術(shù)推廣應(yīng)用交流會(huì)”為契機(jī)，我國(guó)又分別于2001年和2004年連續(xù)舉行兩屆全國(guó)CO2焊接技術(shù)推廣應(yīng)用交流會(huì)，氣體保護(hù)焊技術(shù)在重型機(jī)械金屬結(jié)構(gòu)行業(yè)中推廣應(yīng)用工作持續(xù)、穩(wěn)定、蓬勃發(fā)展，氣體保護(hù)焊技術(shù)開發(fā)應(yīng)用能力增強(qiáng)，應(yīng)用工作從大型機(jī)械企業(yè)推廣到中小企業(yè)，而大型重型機(jī)械企業(yè)的氣體保護(hù)焊應(yīng)用也從合作制造產(chǎn)品的生產(chǎn)，推廣到普通產(chǎn)品的生產(chǎn)中。氣體保護(hù)焊設(shè)備、焊材、輔件基本實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)供給，逐漸形成了我國(guó)氣體保護(hù)焊產(chǎn)業(yè)。

 5.  焊接設(shè)備 

    重型機(jī)械金屬結(jié)構(gòu)行業(yè)采用焊接設(shè)備一般要求具有以下性能：電源暫載率高，大電流，工作時(shí)間長(zhǎng)，施焊位置與電源之間的距離長(zhǎng)，采用遙控調(diào)節(jié)規(guī)范參數(shù)，送絲機(jī)構(gòu)及二次電纜重量輕，利于移動(dòng)，可移動(dòng)部分的聯(lián)結(jié)必須牢固可靠等。

5.1  手工電弧焊及埋弧自動(dòng)焊設(shè)備

    近年來(lái)，隨著企業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整和技術(shù)改造，我國(guó)重型機(jī)械金屬結(jié)構(gòu)行業(yè)焊接設(shè)備有一定進(jìn)步，但與國(guó)外先進(jìn)工業(yè)國(guó)家的同行業(yè)之間還有一定差距。行業(yè)在手工電弧焊設(shè)備方面，旋轉(zhuǎn)直流焊機(jī)已全部淘汰，取而代之的是硅整流弧焊機(jī)、晶閘管弧焊機(jī)、逆變焊機(jī)，還有少量多功能焊機(jī)（如美國(guó)寶國(guó)、Lincoln，德國(guó)MESSER，成都焊研威達(dá)公司，北京時(shí)代科技等廠家），手工焊機(jī)約占焊接設(shè)備總量的10%左右。埋弧焊機(jī)已由傳統(tǒng)的MZ-1000型向體積小、額定電流大、多絲、多功能方向發(fā)展，行業(yè)埋弧自動(dòng)焊機(jī)約占焊接設(shè)備總量的10~15%左右。

5.2  氣體保護(hù)焊設(shè)備

    目前，氣體保護(hù)焊工藝方法在重型機(jī)械金屬結(jié)構(gòu)產(chǎn)品焊接中占60~80%左右，氣體保護(hù)焊設(shè)備已成為該行業(yè)的關(guān)鍵焊接設(shè)備。氣體保護(hù)焊設(shè)備已從80年代初的日本松下進(jìn)口S系列焊機(jī)發(fā)展到目前以唐山松下KR系列晶閘管焊機(jī)為主的機(jī)型。額定電流350A、500A的CO2氣體保護(hù)焊機(jī)，基本實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)組裝制造，其中唐山松下公司、牡丹江OTC公司、時(shí)代集團(tuán)公司、江蘇雙良焊接設(shè)備公司等一批企業(yè)生產(chǎn)的焊機(jī)都具有較好的使用功能和可靠性，并成為重型機(jī)械金屬結(jié)構(gòu)行業(yè)主要選擇的CO2氣體保護(hù)焊焊機(jī)，占有一定的數(shù)量和市場(chǎng)份額，從根本上改變了大批量進(jìn)口CO2氣體保護(hù)焊設(shè)備的狀況。太原重型機(jī)械集團(tuán)公司80年代初成功引進(jìn)日本松下S系列氣保護(hù)焊設(shè)備近100臺(tái)，美國(guó)米勒公司CY-650焊機(jī)12臺(tái)，近年來(lái)連續(xù)進(jìn)行技術(shù)改造，先后分別購(gòu)買唐山松下KRⅡ500焊機(jī)80臺(tái)，歐地希CPX-500焊機(jī)35臺(tái)，松下WP300 TIG焊機(jī)近10臺(tái)，江蘇常州市良久焊接設(shè)備公司KR-500S系列氣保護(hù)焊機(jī)約10臺(tái)，公司氣體保護(hù)焊設(shè)備達(dá)200多臺(tái)，約占焊接設(shè)備總量的80%左右；第二重型機(jī)械集團(tuán)公司共有各種焊接設(shè)備236臺(tái)，其中CO2氣體保護(hù)焊機(jī)有133臺(tái)，約占其焊接設(shè)備總量的56%；大連重工•起重集團(tuán)有限公司氣體保護(hù)焊焊機(jī)占其焊接設(shè)備總量的80%左右�？傊�，氣體保護(hù)焊設(shè)備已成為行業(yè)焊接生產(chǎn)的主力軍。

    隨著氣保焊技術(shù)應(yīng)用的飛速發(fā)展，我國(guó)氣保焊焊接設(shè)備制造業(yè)的發(fā)展也取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，至目前常用焊接設(shè)備已立足于國(guó)內(nèi)生產(chǎn)制造并開發(fā)出許多適應(yīng)市場(chǎng)的新品種。其中，唐山松下產(chǎn)業(yè)機(jī)器機(jī)器有限公司、歐地希機(jī)電有限公司、成都焊研威達(dá)自動(dòng)焊接設(shè)備有限公司、常州市良久電氣設(shè)備有限公司、上海滬通電焊機(jī)廠、北京時(shí)代科技股份有限公司等焊接設(shè)備生產(chǎn)廠家的機(jī)型，成為行業(yè)主要選擇的對(duì)象，并占有一定數(shù)量和市場(chǎng)份額，使我國(guó)焊接設(shè)備多種類并存，構(gòu)成日趨合理，不斷滿足焊接生產(chǎn)的需求。

5.3  焊接專業(yè)設(shè)備

    由于重型機(jī)械金屬結(jié)構(gòu)行業(yè)產(chǎn)品為單件小批量，焊接結(jié)構(gòu)件形狀復(fù)雜、重量大的特點(diǎn)，再加上焊接專業(yè)設(shè)備設(shè)計(jì)與制造水平的關(guān)系，目前雖有一些企業(yè)使用焊接專用設(shè)備、焊接機(jī)器人工作站等，但總體規(guī)模和應(yīng)用數(shù)量比較小。80年代后期，太原重型機(jī)械集團(tuán)公司應(yīng)用哈爾濱焊接研究所研制的HSS-2500W型雙絲窄間隙埋弧焊機(jī)，解決厚壁筒體的產(chǎn)品焊接。該設(shè)備具有可預(yù)置焊接參數(shù)，焊接電流、電壓實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，并帶有高度和橫向自動(dòng)跟蹤傳感器，對(duì)環(huán)焊縫的焊接實(shí)現(xiàn)自動(dòng)焊接。系統(tǒng)配備大型焊接操作架，焊機(jī)為美國(guó)Lincoln公司IDEALARC、DC-100和美國(guó)miller公司summit ARC1000，機(jī)頭上的兩根焊絲一根為彎絲，一根為直絲，其焊接效率比單絲窄間隙埋弧焊提高60%，每小時(shí)熔化焊絲達(dá)8~12kg，焊接工件的最小直徑為600mm，最大厚度為350mm，焊縫一次合格率達(dá)90%以上，該系統(tǒng)在太重公司生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用；太原重型機(jī)械集團(tuán)公司與哈爾濱焊接研究所合作開發(fā)大型冶金起重機(jī)主梁龍門式雙頭自動(dòng)焊機(jī)，該設(shè)備可焊工件的最大寬度為3m，最大高度為2.5m，最大長(zhǎng)度50m，全機(jī)總重量11噸，兩個(gè)機(jī)頭都裝有接觸式兩維自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，明顯改善長(zhǎng)焊縫焊接的質(zhì)量與自動(dòng)化水平；九十年代中期為解決航天發(fā)射塔架LY12硬鋁板的焊接技術(shù)，公司從瑞典EASB公司引進(jìn)A10-500優(yōu)化型氣體保護(hù)焊設(shè)備，該焊接系統(tǒng)配套有LAR500可控硅電源，MEH44SYNERGIC雙驅(qū)動(dòng)單板機(jī)控制送絲系統(tǒng)，隨機(jī)貯存著48套已優(yōu)化的焊接工藝參數(shù)，可供用戶優(yōu)選，采用該焊接設(shè)備系統(tǒng)，施焊LY12硬鋁30多噸，其焊接質(zhì)量滿足航天發(fā)射塔架技術(shù)要求；此外還有大連重工·起重集團(tuán)有限公司軋輥堆焊專用設(shè)備等；中信重型機(jī)械有限公司擠壓輥埋弧自動(dòng)堆焊等專用設(shè)備。由此可見，焊接專業(yè)設(shè)備在重型機(jī)械金屬結(jié)構(gòu)行業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著其它焊接設(shè)備不可替代的作用。 

6.  切割技術(shù) 

    近年來(lái)，重型機(jī)械金屬結(jié)構(gòu)行業(yè)焊接件比例逐年上升，鋼板切割量大幅度增加，而切割質(zhì)量的好壞將影響后繼裝配及焊接工序效率的提高和質(zhì)量保證。全面提高切割質(zhì)量、控制切割變形、提高生產(chǎn)效率及材料利用率已成為切割技術(shù)的關(guān)鍵所在。目前行業(yè)切割技術(shù)已由以前的手工、半自動(dòng)氧乙炔切割全面發(fā)展為以氧丙烷大型數(shù)控切割為主，手工或半自動(dòng)切割為輔的可喜局面，大型數(shù)控切割設(shè)備也基本實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)組裝制造供給。其中，昆山梅塞爾切割焊接有限公司、大連華銳重工數(shù)控設(shè)備有限公司、上海華威焊割機(jī)械有限公司、無(wú)錫市陽(yáng)通機(jī)械設(shè)備有限公司、哈爾濱電機(jī)有限責(zé)任公司、濟(jì)南二機(jī)床等一批企業(yè)生產(chǎn)的主要機(jī)型，都具有一定的使用功能和可靠性，并陸續(xù)成為行業(yè)主要選擇的大型數(shù)控切割設(shè)備機(jī)型，從而逐步形成我國(guó)大型數(shù)控切割設(shè)備技術(shù)產(chǎn)業(yè)�，F(xiàn)在太原重型機(jī)械集團(tuán)有限公司共擁有大型梅塞爾數(shù)控切割機(jī)6臺(tái)和哈電機(jī)數(shù)控切割機(jī)1臺(tái)；中信重型機(jī)械公司擁有大型數(shù)控切割設(shè)備7臺(tái)。

7.  焊接材料 

7.1  我國(guó)焊接材料生產(chǎn)概況

    我國(guó)已成為世界第一焊接材料生產(chǎn)大國(guó)，但不是焊材強(qiáng)國(guó)。目前，國(guó)內(nèi)電焊條生產(chǎn)企業(yè)近300家，生產(chǎn)能力約200萬(wàn)噸，2004年電焊條產(chǎn)量160萬(wàn)噸，約占焊材總量的71%。全國(guó)CO2實(shí)芯焊絲生產(chǎn)廠家有200多家，從1983年至今，先后從國(guó)外引進(jìn)各種焊絲生產(chǎn)設(shè)備50多套，年生產(chǎn)能力近50萬(wàn)噸左右，2004年CO2實(shí)芯焊絲產(chǎn)量35萬(wàn)噸，占焊材總量的16%。目前國(guó)內(nèi)共有藥芯焊絲生產(chǎn)企業(yè)29家，截止2002年底，已先后有17家企業(yè)從國(guó)外引進(jìn)24條生產(chǎn)線，年生產(chǎn)能力約10萬(wàn)噸，2004年藥芯焊絲產(chǎn)量約5萬(wàn)噸，占焊材總量的2%左右。一般國(guó)內(nèi)生產(chǎn)CO2實(shí)芯焊絲的企業(yè)都生產(chǎn)埋弧焊絲，所占焊材市場(chǎng)的份額基本穩(wěn)定在10~13%之間。2004年埋弧焊絲的產(chǎn)量為25萬(wàn)噸，占焊材總量的11%。我國(guó)焊接材料產(chǎn)業(yè)經(jīng)過(guò)幾代焊接工作者的努力，使焊接材料從無(wú)到有，焊材品種從少至多，取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步和發(fā)展，但從焊材結(jié)構(gòu)、品種、質(zhì)量，與發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)相比，還有一定差距。

7.2  行業(yè)焊接材料的應(yīng)用

7.2.1  焊條

    80年代前，重型機(jī)械金屬結(jié)構(gòu)行業(yè)常用的焊接方法為手工電弧焊和埋弧自動(dòng)焊。焊接材料結(jié)構(gòu)以電焊條為主，埋弧焊絲為輔。隨著氣體保護(hù)焊技術(shù)的發(fā)展及推廣應(yīng)用，目前在行業(yè)手工焊條一般用于裝配點(diǎn)焊、堆焊及替代氣體保護(hù)焊絲品種補(bǔ)缺等，整個(gè)行業(yè)電焊條用量占其焊接材料總量的5~10%。大連重工•起重集團(tuán)有限公司電焊條用量占其焊材總量的10%左右，太原重型機(jī)械（集團(tuán)）有限公司電焊條使用比例由10%逐年下降到目前的5%以下。隨著氣體保護(hù)焊技術(shù)的發(fā)展及焊絲品種的增加，電焊條使用比例將逐年減少，使我國(guó)焊接材料結(jié)構(gòu)逐步趨于合理，縮小與國(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的差距。

7.2.2  埋弧焊絲

    行業(yè)埋弧自動(dòng)焊絲用量約占其焊材總量的10~20%左右。其中在起重設(shè)備、大型加壓氣化爐等產(chǎn)品上占20%左右，軋鋼、鍛壓、挖掘等設(shè)備約占10~15%左右。常用的埋弧焊絲有：H08A、H08MnA、H08Mn2SiA、H10Mn2、H08CrMoA、H08Mn2MoA、1Cr13、2Cr13、3Cr13等，焊絲直徑一般在ф2.5~ф5.0mm。

7.2.3  氣保護(hù)實(shí)芯焊絲

    氣體保護(hù)實(shí)芯焊絲伴隨著我國(guó)重型機(jī)械金屬結(jié)構(gòu)行業(yè)焊接技術(shù)的發(fā)展而壯大。80年代初至80年代中期，我國(guó)針對(duì)當(dāng)時(shí)A3、16Mn等主要結(jié)構(gòu)鋼生產(chǎn)的490Mpa級(jí)仿前蘇聯(lián)的H08Mn2SiA氣體保護(hù)實(shí)芯焊絲，引進(jìn)技術(shù)和設(shè)備及軟件的基礎(chǔ)上，已實(shí)現(xiàn)部分自給，但焊絲質(zhì)量不穩(wěn)定，處于供不應(yīng)求的局面。在80年代后期，我國(guó)對(duì)大型重型機(jī)械企業(yè)進(jìn)行技術(shù)改造，引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)焊接技術(shù)和設(shè)備，積極推廣氣體保護(hù)焊，但大部分氣體保護(hù)焊焊絲主要依靠從美國(guó)（ER50-6等）、日本（KC50、MG-50等）、德國(guó)（K-52等）、荷蘭（PZ6000等）等發(fā)達(dá)國(guó)家進(jìn)口。發(fā)展至今，我國(guó)氣體保護(hù)焊實(shí)芯焊絲已形成一定生產(chǎn)規(guī)模，產(chǎn)量和質(zhì)量也有很大的提高。

（1）針對(duì)Q235、Q345及Q390等結(jié)構(gòu)鋼的氣體保護(hù)焊實(shí)芯焊絲，已由傳統(tǒng)的ER49-1發(fā)展到國(guó)際上通用的ER50-6焊絲，常用的規(guī)格有ф1.0mm、ф1.2mm、ф1.6mm三種,除滿足國(guó)內(nèi)需求外，還部分產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)出口。目前，國(guó)內(nèi)形成一定生產(chǎn)規(guī)模、質(zhì)量相對(duì)穩(wěn)定的生產(chǎn)廠家有錦泰金屬工業(yè)有限公司、大西洋焊絲制品有限公司、宜昌猴王焊絲有限公司、金獅焊接材料有限公司、常州華通焊絲有限公司、德州聚力焊接材料有限公司、鄂州南塔特種焊接材料有限公司、哈爾濱威爾焊接有限公司等。

    （2）國(guó)內(nèi)600MPa、700MPa級(jí)高強(qiáng)鋼、不銹鋼、鋁及鋁合金實(shí)芯焊絲的幾個(gè)生產(chǎn)企業(yè)質(zhì)量較穩(wěn)定，如：錦泰金屬工業(yè)有限公司JM-60、JM-100高強(qiáng)鋼焊絲等；金獅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高強(qiáng)鋼焊絲等；金獅焊接材料有限公司、常州華通焊絲有限公司的系列不銹鋼焊絲等；鄂州南塔特種焊接材料有限公司、常州華通焊絲有限公司的系列鋁及鋁合金實(shí)芯焊絲等。

    （3）800MPa級(jí)高強(qiáng)鋼焊絲、耐熱鋼焊絲及耐候鋼焊絲的生產(chǎn)廠家較少，如：金獅焊接材料有限公司、哈爾濱威爾焊接有限公司、大連長(zhǎng)城焊絲有限公司等。

    （4）富氬混合氣體保護(hù)碳鋼焊絲生產(chǎn)企業(yè)不多，如：金獅焊接材料有限公司、大連長(zhǎng)城焊絲有限公司生產(chǎn)的ER50-3B等。

    （5）對(duì)于800MPa級(jí)以上高強(qiáng)鋼、高合金鋼等特殊鋼種實(shí)芯焊絲仍主要依靠進(jìn)口。

    目前行業(yè)氣體保護(hù)焊實(shí)芯焊絲用量占焊材總量的60~80%左右，如第二重型機(jī)械集團(tuán)有限公司氣體保護(hù)焊實(shí)芯焊絲年用量為900噸，中信重型機(jī)械公司年用量為300噸左右，大連重工·起重集團(tuán)有限公司氣體保護(hù)焊實(shí)芯焊絲占焊材用量的60%，太原重型機(jī)械（集團(tuán)）公司占80%左右，焊絲年用量達(dá)500噸左右。氣體保護(hù)焊實(shí)芯焊絲的普及應(yīng)用，顯著提高了行業(yè)的焊接工藝水平，有效降低了制造成本，推動(dòng)了我國(guó)焊接技術(shù)的發(fā)展。

7.2.4  藥芯焊絲

    藥芯焊絲符合焊接生產(chǎn)向高效、優(yōu)質(zhì)和低成本方向發(fā)展的趨勢(shì)。工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家重型機(jī)械金屬結(jié)構(gòu)行業(yè)普遍應(yīng)用。如德國(guó)德馬克公司生產(chǎn)的CC1000-3000t履帶式起重機(jī)，采用瑞士奧力康公司生產(chǎn)的Fluxofil41和Fluxofil42(Φ1.4mm)無(wú)縫藥芯焊絲，焊接STE460和STE690鋼材。美國(guó)P&H公司生產(chǎn)的PH2300XP（16.8m3）、PH2800XP（23m3）挖掘機(jī)，其中起重臂斗桿、底架梁和齒輪等主要受力與傳動(dòng)件，使用美國(guó)哈伯特和林肯公司的E70T-5 Φ2.4mm有縫藥芯焊絲，其它部位則采用E70T-1 Φ2.4mm藥芯焊絲。斗前與斗后采用E309LT-3 Φ2.4mm不銹鋼藥芯焊絲。而我國(guó)重型機(jī)械金屬結(jié)構(gòu)行業(yè)，因藥芯焊絲的品種、質(zhì)量及經(jīng)濟(jì)性的原因，行業(yè)除合作產(chǎn)品和少量特殊焊絲外，藥芯焊絲用量較少。據(jù)統(tǒng)計(jì)，藥芯焊絲用量?jī)H占焊材使用量的2%左右。近十年來(lái)，我國(guó)藥芯焊絲的研究、開發(fā)及推廣應(yīng)用工作發(fā)展較快，藥芯焊絲已進(jìn)入基本穩(wěn)定的發(fā)展時(shí)期，目前國(guó)內(nèi)形成一定生產(chǎn)規(guī)模，質(zhì)量相對(duì)穩(wěn)定的廠家有：三英焊業(yè)有限責(zé)任公司（如SQJ501 Φ1.6mm等）、北京寶鋼焊業(yè)有限責(zé)任公司（如PK-YJ507Ni、PK-YD212 Φ1.6mm等）、北京鋼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、北京工業(yè)大學(xué)（如2Cr13、YJ507 Φ1.6mm等）、冶金建筑研究總院鋼研所硬面堆焊中心的專用堆焊藥芯焊絲等。我國(guó)藥芯焊絲在品種、質(zhì)量（尤其是焊接工藝性能方面）、價(jià)格等方面與國(guó)外同類產(chǎn)品相比差距較大，遠(yuǎn)不能滿足焊接生產(chǎn)發(fā)展要求。 

8.  焊接工裝 

    焊接工裝是提高焊接效率和質(zhì)量、降低勞動(dòng)強(qiáng)度的有效工具，企業(yè)在沒有進(jìn)入自動(dòng)化焊接階段時(shí)，應(yīng)大力推廣應(yīng)用變位器、操作架和翻轉(zhuǎn)臺(tái)等工裝。變位器可使工件上的焊縫處于最理想的位置進(jìn)行焊接。我國(guó)有焊接變位器約750臺(tái)，84%是國(guó)產(chǎn)的。重型機(jī)械金屬結(jié)構(gòu)行業(yè)，由于工件形狀復(fù)雜、重量大、單件小批量，變位機(jī)在行業(yè)中應(yīng)用還不普遍。近年來(lái)，行業(yè)中的一些企業(yè)已開始重視這一問(wèn)題，并配備了許多大型焊接變位器和操作架。如中信重型機(jī)械公司、大連重工·起重集團(tuán)有限公司、太原重型機(jī)械集團(tuán)公司等。太原重型機(jī)械集團(tuán)公司現(xiàn)有德國(guó)進(jìn)口160t、50t、5t、3t焊接變位機(jī)各一臺(tái)，一般應(yīng)用于筒體、齒輪等工件的焊接。應(yīng)用焊接變位機(jī)、操作架等焊接工裝有效地解決了生產(chǎn)效率、焊接質(zhì)量和勞動(dòng)強(qiáng)度的問(wèn)題。 

三. 行業(yè)焊接技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) 

    進(jìn)入21世紀(jì)，隨著國(guó)家冶金、礦山、起重、鍛壓、焦?fàn)t、塔架等開發(fā)投資力度的增加，給我國(guó)重型機(jī)械金屬行業(yè)帶來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇。尤其是我國(guó)加入WTO以后，重型機(jī)械行業(yè)面臨著更激烈的競(jìng)爭(zhēng)。我們必須清醒地認(rèn)識(shí)到，焊接技術(shù)仍然嚴(yán)重制約著重型機(jī)械行業(yè)的產(chǎn)量、質(zhì)量、成本和生產(chǎn)周期。結(jié)合我國(guó)國(guó)情，重型機(jī)械金屬結(jié)構(gòu)行業(yè)的發(fā)展方向應(yīng)是努力提高焊接設(shè)備和工藝技術(shù)水平，平衡發(fā)展焊接相關(guān)技術(shù)，結(jié)合新產(chǎn)品開發(fā)及新項(xiàng)目立項(xiàng)，研究應(yīng)用焊接新工藝、新設(shè)備、新材料和新技術(shù)，進(jìn)一步提高焊接生產(chǎn)效率和質(zhì)量，降低成本，縮小與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的差距，推動(dòng)我國(guó)焊接技術(shù)的不斷發(fā)展。 

1.  焊接工藝方法 

1.1  手工焊與埋弧自動(dòng)焊

    為提高行業(yè)焊接效率，應(yīng)用高效焊接工藝方法已成為行業(yè)的共識(shí)。首先，隨著氣保焊焊絲品種的增多，應(yīng)逐步降低手工焊工藝方法比例。行業(yè)單絲埋弧焊技術(shù)已基本成熟，一般雙絲埋弧焊比單絲埋弧焊提高效率30%，雙絲窄間隙焊比單絲焊提高效率60%，焊絲熔敷金屬量最高可達(dá)12kg/h。因此今后應(yīng)重點(diǎn)推廣應(yīng)用多絲埋弧焊和窄間隙埋弧焊工藝方法，研制開發(fā)應(yīng)用手工埋弧焊技術(shù)。在應(yīng)用埋弧堆焊的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步開發(fā)應(yīng)用帶極堆焊，提高生產(chǎn)效率。

1.2  氣體保護(hù)焊

    隨著氣體保護(hù)焊技術(shù)和焊絲品種的發(fā)展，進(jìn)一步提高氣體保護(hù)焊方法的應(yīng)用比例，使氣體保護(hù)焊方法應(yīng)用比例達(dá)到70~80%。隨著氣保焊藥芯焊絲技術(shù)的發(fā)展，重點(diǎn)推廣應(yīng)用行業(yè)薄弱環(huán)節(jié)——藥芯焊絲氣體保護(hù)焊技術(shù)，尤其是在行業(yè)產(chǎn)品主要受力件（如電鏟起重臂、斗桿等部件）、傳動(dòng)件（大型調(diào)質(zhì)鋼焊接齒輪等零件）、堆焊（如大型柱塞零件堆焊等）、野外施工等領(lǐng)域，藥芯焊絲氣體保護(hù)焊技術(shù)有著不可替代的作用。爭(zhēng)取在近幾年，使行業(yè)藥芯焊絲氣體保護(hù)焊有一個(gè)較快的發(fā)展，推動(dòng)我國(guó)藥芯焊絲氣體保護(hù)焊技術(shù)的發(fā)展，縮小與國(guó)外的差距。 

2.  焊接設(shè)備 

    隨著產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的不斷調(diào)整和焊接技術(shù)的飛速發(fā)展，行業(yè)焊接設(shè)備應(yīng)向以下方面發(fā)展。

2.1    隨著氣體保護(hù)焊技術(shù)的不斷發(fā)展，手工電弧焊設(shè)備所占比例將逐步下降。行業(yè)應(yīng)大力推廣應(yīng)用高組合化、多功能逆變焊機(jī)；推廣高速氣體保護(hù)焊接技術(shù)的應(yīng)用。

2.2    埋弧自動(dòng)焊設(shè)備向著體積小、重量輕、多絲、多功能方向發(fā)展。

2.3    在繼續(xù)使用晶閘管氣體保護(hù)焊機(jī)的基礎(chǔ)上努力推廣應(yīng)用小型化、數(shù)字化逆變氣體保護(hù)焊機(jī)（如北京時(shí)代科技股份有限公司、山東山大奧太電氣有限公司等），以提高控制系統(tǒng)干擾性、控制飛濺，從而提高焊機(jī)的焊接精度、可靠性和穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)焊接參數(shù)的優(yōu)化和最佳匹配，保證焊接質(zhì)量。

2.4    重點(diǎn)研制開發(fā)國(guó)產(chǎn)藥芯焊絲、鋁及鋁合金焊絲專用設(shè)備（如美國(guó)米勒公司CY-650雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)、單板機(jī)控制送絲系統(tǒng)焊機(jī)，瑞典ESAB公司A10-500雙驅(qū)動(dòng)單板機(jī)控制、鋁焊絲焊接設(shè)備），促進(jìn)行業(yè)藥芯焊絲的應(yīng)用與發(fā)展。

2.5    應(yīng)加快厚壁筒體雙絲窄間隙埋弧焊、起重機(jī)主梁龍門式雙頭自動(dòng)焊、大型軋輥擠壓輥埋弧自動(dòng)堆焊等成套專業(yè)焊接設(shè)備技術(shù)的推廣應(yīng)用，不斷提高行業(yè)的焊接機(jī)械化、自動(dòng)化水平。

2.6    面對(duì)能源工程的發(fā)展，在礦山機(jī)械領(lǐng)域應(yīng)加大液壓支柱等產(chǎn)品弧焊機(jī)器人工作站的開發(fā)與應(yīng)用。 

3.  焊接工裝 

    在焊接工裝方面，普及推廣應(yīng)用焊接變位機(jī)、操作架和翻轉(zhuǎn)臺(tái)等工裝，針對(duì)行業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，研制組合式工裝，根據(jù)產(chǎn)品不同形狀進(jìn)行組合，使零部件的焊縫處于最佳焊接位置，以降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率，保證焊接質(zhì)量。 

4.切割技術(shù) 

    數(shù)控切割機(jī)具有功能全、自動(dòng)化程度高、可配置多個(gè)割炬同時(shí)工作、有效切割時(shí)間長(zhǎng)、生產(chǎn)效率高、采用全自動(dòng)編程套料程序、材料利用率高、加工精度高、切割質(zhì)量好等特點(diǎn)，今后在行業(yè)中要繼續(xù)推廣應(yīng)用。尤其要著重推廣普及氧-丙烷切割技術(shù)。目前，國(guó)外生產(chǎn)的大型數(shù)控切割機(jī)質(zhì)量好、精度高、功能全，但價(jià)格偏高。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的數(shù)控切割機(jī)在切割精度、割炬質(zhì)量、長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作穩(wěn)定性及快速切割功能等方面仍需不斷改進(jìn)提高，以滿足焊接生產(chǎn)要求，縮小與國(guó)外的差距。另外，隨著市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量要求的不斷提高，切割技術(shù)應(yīng)向數(shù)控精細(xì)化切割方面發(fā)展。

 5.焊接材料 

5.1    焊接結(jié)構(gòu)比例及品種

   目前，我國(guó)焊接材料產(chǎn)量約占世界焊材總產(chǎn)量的40%左右。雖然我們已經(jīng)成為世界第一焊接材料生產(chǎn)大國(guó)，但從焊接材料結(jié)構(gòu)、質(zhì)量、品種等方面與歐、美、日甚至韓國(guó)等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)比較還有一定差距（見表1）。由表可見，我國(guó)大型重型機(jī)械金屬結(jié)構(gòu)行業(yè)，焊接材料結(jié)構(gòu)比例除藥芯焊絲外，基本趨于合理，但氣體保護(hù)焊實(shí)芯和藥芯焊絲品種單一（見表2和表3），還不能滿足行業(yè)焊接生產(chǎn)需求，有部分焊絲仍需要進(jìn)口，嚴(yán)重地制約著焊接生產(chǎn)的發(fā)展，這應(yīng)引起我們的足夠重視。