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一、鋼鐵工業(yè)的發(fā)展與焊接技術(shù)的關(guān)系

　　焊接的主要對象是各種鋼材，因此鋼材的產(chǎn)量、表觀消費量、鋼材的品質(zhì)及其發(fā)展態(tài)勢就直接決定了焊接行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展及焊接技術(shù)的發(fā)展方向。自1996年以來，我國鋼產(chǎn)量已突破1億t,而后幾年鋼產(chǎn)量連年增加。尤其是自2001年以來，我國的鋼產(chǎn)量出現(xiàn)了跳躍式發(fā)展，每年鋼產(chǎn)量均增加4000萬t左右，到2004年，我國鋼產(chǎn)量已突破2.97億t，鋼材表觀消費量達3.12億t。如此大的鋼材產(chǎn)量和鋼材消耗量大幅度的牽動著焊接行業(yè)的發(fā)展。焊接設(shè)備的需求增多，焊接用量增大，增加了焊接產(chǎn)業(yè)的就業(yè)機會，壯大了焊接產(chǎn)業(yè)隊伍，同時也促進了焊接技術(shù)向著優(yōu)質(zhì)、高效、低成本和自動化方向發(fā)展。

　　隨著冶金技術(shù)及控軋控冷技術(shù)的提高，鋼材品質(zhì)不斷提高，鋼材的裂紋積脆化傾向顯著減小，焊接性得到了明顯改善，但也出現(xiàn)了一些新的焊接性問題，推動著我們焊接工作者在焊接方法、工藝、材料等方面發(fā)展新技術(shù)，解決新問題，不斷推動焊接技術(shù)的向前發(fā)展。
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二、鋼鐵工業(yè)的發(fā)展趨勢

　　1、我國鋼鐵工業(yè)與焊接行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展

　　2004年我國鋼產(chǎn)量達到2.97億t，2005年第一季度鋼產(chǎn)量比去年同期增長了23.7%，按照這種發(fā)展速度，今年的鋼產(chǎn)量有可能突破3.5億t。有表1可以看出，在2010年以前鋼鐵工業(yè)仍呈發(fā)展勢頭，即便是發(fā)展達到平衡之后，仍然會在峰值產(chǎn)量上維持相當長的時間。

　　我國焊接結(jié)構(gòu)用鋼占鋼產(chǎn)量的50%左右，鋼鐵工業(yè)的發(fā)展給我國焊接行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造了很大的發(fā)展空間。據(jù)此推斷在近10年內(nèi)仍是焊接行業(yè)發(fā)展的黃金時段。

　　2、鋼鐵工業(yè)發(fā)展中存在的主要問題

　　我國雖已成為世界上頭號鋼鐵大國，但并非屬于鋼鐵強國，我國生產(chǎn)的鋼種多屬于低層次普通鋼，高效優(yōu)質(zhì)鋼材生產(chǎn)量較少或不能生產(chǎn)，我國鋼鐵工業(yè)主體上屬于高消耗、高能耗、高污染、低質(zhì)量的狀態(tài)。盡管近年來各鋼廠都進行了大量的資金投入，但由于市場的驅(qū)動，許多鋼廠的眼睛依然盯在鋼鐵產(chǎn)量上，在高附加值鋼材的研發(fā)及生產(chǎn)上遠遠跟不上形勢的要求，如高強鋼、耐候鋼、耐熱鋼、耐蝕鋼、低溫鋼、微合金控軋控冷鋼等多種專業(yè)用鋼，以及各種板材及型鋼也不能滿足市場需求，因此許多優(yōu)質(zhì)鋼還需要依賴于進口。

　　世界鋼鐵強國的經(jīng)驗教訓(xùn)值得借鑒，20世紀70年代日本、歐共體的鋼產(chǎn)量均達到1.2億t，80年代初轉(zhuǎn)向退至1億t。將以產(chǎn)量為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐再|(zhì)量為主組織生產(chǎn)，80年代初即完成轉(zhuǎn)變，以優(yōu)質(zhì)鋼材沖擊美國和世界市場，表面上看產(chǎn)量降低了，但總的產(chǎn)值和利潤提高了。而且減少了投資，節(jié)省了能源和資源，降低了污染，社會效益和經(jīng)濟效益均獲得了顯著的提高。

　　中國正處在現(xiàn)代化工業(yè)的建設(shè)過程中，鋼材需求量較大，矛盾尚不尖銳。但由于低層次鋼材盲目擴產(chǎn)，勢必造成供大于求，產(chǎn)品積壓，甚至導(dǎo)致虧損。而高品質(zhì)鋼材供不應(yīng)求，尚需進口。上述形勢如不及時扭轉(zhuǎn)，幾年之后，必將招致嚴重的后果。
 

三、鋼鐵技術(shù)的發(fā)展引起的焊接性轉(zhuǎn)變

　　1、鋼的焊接性發(fā)展合金結(jié)構(gòu)鋼的發(fā)展，滿足了焊接結(jié)構(gòu)多方面的要求，如高強度、耐高溫、耐低溫及耐腐蝕等，并在艦船、工程機械、石油管線、鍋爐及壓力容器、橋梁、汽車、火車及發(fā)電設(shè)備等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。上述合金結(jié)構(gòu)鋼的優(yōu)越性能是靠調(diào)整鋼中碳及合金元素的含量或配以適當?shù)臒崽幚韥韺崿F(xiàn)的，碳及合金元素的增加往往會給鋼的焊接性帶來不利的影響。不同鋼種所出現(xiàn)的焊接性問題不同，在合金結(jié)構(gòu)鋼中，隨著碳及合金元素含量增多，勢必會引起接頭的脆化、軟化及裂紋傾向增大。這些焊接性問題的出現(xiàn)，往往會降低焊接結(jié)構(gòu)安全運行的可靠性，造成焊接結(jié)構(gòu)的早期破壞。為了不斷改善合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接性，國外從20世紀60年代末，國內(nèi)從80年代就從冶煉入手開始研制并生產(chǎn)焊接性良好的微合金控軋鋼，并開始研究下一代超細晶粒鋼。新鋼種的出現(xiàn)給鋼的焊接性帶來了重大的變革。

　　2、微合金化鋼的焊接性微合金控軋控冷鋼的主要特點是高強、高韌及易焊。該鋼種由于含碳量低、潔凈度高、晶粒細化，因此具有較高的強韌性。所謂易焊是指不預(yù)熱或僅采用低溫預(yù)熱焊接不產(chǎn)生裂紋；采用大或較大熱輸入量焊接熱影響區(qū)不產(chǎn)生脆化。寶鋼和武鋼生產(chǎn)的微合金控軋鋼主要有管線鋼、壓力容器用鋼、橋梁鋼等，并在工程上得到了成功的應(yīng)用。其中管線鋼是最早進行微合金化并應(yīng)用最為成功的范例。對管線鋼而言，主要的焊接性問題也是從焊接裂紋和HAZ的脆化問題進行分析。

　　3、新一代鋼鐵材料的焊接性由于新一代鋼鐵材料晶粒極度細化，焊接時面臨的嚴重問題是焊縫的強韌化、熱影響區(qū)晶粒長大等問題。

　　(1)焊縫金屬的強韌化 焊縫金屬主要是通過合金化控制焊縫的組織實現(xiàn)強韌化。對400MPa級細晶鋼，只要通過調(diào)整焊縫組織使其獲得針狀鐵素體即可獲得理想的強韌性。而對于800MPa級以上超細晶鋼，要實現(xiàn)焊縫金屬與母材的等匹配較為困難。目前，我國及韓國擬開發(fā)的與800MPa級以上的超細晶粒鋼匹配的焊接材料是無預(yù)熱超低碳貝氏體焊接材料。

　　(2)熱影響區(qū)的晶粒長大傾向 對于超細晶粒鋼，焊接時均會出現(xiàn)嚴重的晶粒長大傾向。這不僅會造成HAZ的脆化，而且還會導(dǎo)致HAZ的軟化。為解決這一問題，應(yīng)采用激光焊、超窄間隙GMA焊、脈沖MAG焊等低熱輸入的焊接方法。

四、鋼鐵工業(yè)的發(fā)展促進焊接材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展

　　隨著我國工業(yè)化進程的加快和鋼鐵工業(yè)的快速發(fā)展，近年來我國焊接材料產(chǎn)量每年均以幾十萬噸的速度激增，并與鋼材表觀消費量的增加幾乎成正比的增加(見圖1、圖2)。目前我國焊接材料產(chǎn)量約占世界焊材總量的40%左右，真正成為世界首位的焊材消費大國，但并不屬于焊材強國。

　　今后的焊材發(fā)展態(tài)勢應(yīng)注意以下幾點：

　　1、焊材產(chǎn)量的進一步增長，焊材結(jié)構(gòu)將進一步調(diào)整由于近年來鋼材的強勁增勢，我國焊接材料消費量仍將持續(xù)增長。2003年，我國鋼材消費量為2.66億噸，比2000年增長88%。焊材消費量約205萬噸，比2000年增長86%。2004年，我國鋼材及焊材消費量均比去年同期增長17%。預(yù)計近兩年內(nèi)我國鋼材消耗量將達到3.5億噸，并且隨著我國鋼結(jié)構(gòu)用鋼量的增加，焊接材料消耗量將更大。預(yù)計近5年內(nèi)，我國焊接材料表觀消耗量將達到300萬噸左右。隨著焊接技術(shù)向高效化、自動化和高質(zhì)量方向發(fā)展，焊材結(jié)構(gòu)將會發(fā)生變化。其中焊條比例將下降，焊絲比例將提高。

　　1970年國外各發(fā)達國家，仍以焊條電弧焊為主。當時焊條占焊材總產(chǎn)量的比例，美國和西歐約70%，日本達87%。至1980年，美國和西歐焊條比例已下降到40%，現(xiàn)已下降到20%～30%之間。1982年日本焊條占焊材總量的50%，1990年下降到24%，2002年僅為17.4%。這表明日本的焊條電弧焊一下降到20%一下，80%以上均為自動焊和高效焊接。20世紀80年代，我國焊條比例占焊材總量的90%，1999年焊條占85.5%。進入21世紀后，我國焊條所占比例逐漸減少，由表2可以看出，2003年焊條占73%，到2004年焊條占68.7%，焊絲所占比例已達31.25%。上述數(shù)據(jù)說明，近年來我國焊材正逐步向結(jié)構(gòu)合理的方向發(fā)展。預(yù)計2005年鋼材表觀消費量達到3.5億噸，焊材總量將增加到260萬噸。其中焊條比例將占65%左右，為165～170萬噸。各種焊絲所占比例將增加到90萬t以上。