1.市場動向
日本國內(nèi)市場的焊接材料通常按品種的不同而分為以下各大類：涂藥焊條、粉芯焊絲、埋弧焊劑及焊絲、實芯焊絲和其它。總體需求量從上個世紀90年代中前期的每年約40萬t的峰值降至近幾年每年約30萬t的水平。至于品種構(gòu)成則各有消長：代替涂藥（即包復）電焊條的MAG（即氣體保護金屬極電弧焊）的實芯和粉芯絲（以下簡稱FCW）的量增加了，特別是后者在持續(xù)增加；2003年的品種構(gòu)成比例為MAG用實心及粉芯焊絲分別47%和26%、涂藥電焊條15%、埋弧焊（下稱SAW）絲11%、其它1%。MAG焊絲量的增多與焊接的自動化、自動裝置化的進展是對應的；另外，以實心焊絲主體的進口比率約為整個需求量的15%，最近還稍有增加。
2.開發(fā)動向
日本的焊接材料在焊接高效化、焊接部位高性能化和焊接環(huán)境的改善等方面都取得了進步，現(xiàn)分別概要介紹如下。
2.1高效化焊接材料
電弧焊接的半自動化、自動化和自動（即遙控）裝置化正在各個產(chǎn)業(yè)推進，從而成為促進高效化的強有力手段。為了取得更大的成效，一直在進行與實芯和粉芯焊絲高效性有關的改良和開發(fā)；還SAW焊接材料--如造船鋼板接合焊接的高速FCB單面SAW焊材、UOE和螺旋鋼管等油氣管線用多極高速SAW焊材等的高效性進行了多方面研究。以下重點介紹MAG用焊絲的開發(fā)情況。
2.1.1不鍍銅高性能實心焊絲
在鋼架、汽車和產(chǎn)業(yè)機械等使用實芯焊絲的領域，為了確保焊接高效性和焊接質(zhì)量，焊絲的送給性十分重要。因此，最近從確保良好的送給性為目標，開發(fā)了碳素鋼焊接用的不鍍銅SE系列實芯焊絲。此產(chǎn)品送給性優(yōu)良，加之兼具良好的電弧穩(wěn)定性和低的噴濺性，可以促進焊接的高效性。
并且，因開發(fā)產(chǎn)品不鍍銅而減少了輸送導管內(nèi)的金屬屑對送給性和電極頭通電的干擾。結(jié)果，使焊接用電極頭的更換頻率下降至原來的1/5，大幅度提高了自動焊接裝置的作業(yè)率；新開發(fā)SEV-50焊絲在神戶制鋼的實用效果良好。
2.1.2適用于大熱量和高焊道間溫度的實心焊絲
對建筑鋼架必須進行更嚴格的焊接施工管理。在日本建筑學會的鋼架工程技術指導方針中，為確保焊接部的質(zhì)量完善性，一直規(guī)定有焊接輸入熱量的管理目標--熱量<40kJ/cm、焊道間溫度<350℃。
為了滿足上述要求，在日本工業(yè)標準中追加540Mpa級碳素鋼焊絲分類（JISZ3312YGW18），同時進行了即使在溫度管理范圍的上限也能獲得具有充分強度和韌性的焊接金屬新焊絲--碳素鋼用大熱量輸入·高焊道間溫度實心焊絲MG-55。較之原有的實心焊絲JISZ3312YGW11，MG-55的特點是即使在大熱量是如和高焊道間溫度下，也能獲得力學性能更優(yōu)良的焊接金屬。如在輸入熱量25-55kJ/cm、焊道間溫度350℃的CO2氣保護電弧焊中，較之原YGW11韓絲，使用MG-55焊絲的焊接金屬0℃沖擊吸收能高達114-157J、抗拉讀達500-550Mpa，分別比原焊絲高出90%和5%。使用新焊絲還能減少限制熱量輸入的麻煩，并提高施工質(zhì)量及效率。
2.1.3不銹鋼薄板用FCW
在華工、食品機械領域，多需在低電流范圍焊接厚3mm左右的不銹鋼薄板。然而原用Φ1.2mmFCW的電弧不穩(wěn)定，易飛濺并惡化焊縫形狀。為此，開發(fā)了使焊劑成分最佳化的Φ1.2mmDW-T系列不銹鋼薄板用FCW。其實用結(jié)果表明，即使在100-150A的低電流下也能獲得穩(wěn)定電弧，且降低了焊接更換頻率，促進了焊接的高效化。
2.2焊接材料的高性能化
對應用于低、高合金鋼等結(jié)構(gòu)物的焊材的高性能化、高級化要求正越來越多。相關的研究和開發(fā)也不斷取得進展。
2.2.1 海洋結(jié)構(gòu)物用焊材
在超低溫海域的海洋結(jié)構(gòu)物，采用Al鎮(zhèn)靜鋼制作的LPG罐及貯槽等，其Ti-B系或Ni-Ti-B系的多種低溫用鋼焊接材料已經(jīng)實用化了。
最近迫切要求開發(fā)出與寒冷地區(qū)（如沙哈林大陸架）油、氣資源開發(fā)的海上開發(fā)設施相適應的焊材，對低溫韌性要求極嚴而需有較寬（320-690MPa）的屈服強度范圍。
2.2.2 950Mpa級高強度鋼用焊材
為了將代表性大型結(jié)構(gòu)物之一的高壓水管減重并減少焊接工時，早就進行了材料和結(jié)構(gòu)的高強度化。如用950Mpa級高強度鋼。而且，為了防止已配套開發(fā)的涂藥焊條、SAW焊材、MGA及TIG焊絲使用后焊接部的脆性斷裂，分別對焊劑中的脫氧性原料和保護性氣體組成進行了選擇優(yōu)化，從而實現(xiàn)了焊接部的超低氧化和高韌性化。
2.2.3 高Cr鐵素體系耐熱鋼用焊材
為了減少CO2排放，一直在推進火力發(fā)電廠鍋爐蒸汽的高溫高壓化，以提高發(fā)電效率。為此，除使用改進型9Cr-1Mo耐熱鋼外，正在開發(fā)高溫強度更優(yōu)的高Cr-W系鋼材，以及配套的12Cr鐵素體系耐熱鋼用焊材TIG焊絲TGS-12CRS、SAW焊材US-12CRS/PF-200S等。這些焊材因增高Cr含量而提高了耐氧化性，同時加入W和Nb、V分別進行了固溶和沉淀強化，從而顯著提高了材料的蠕變斷裂強度，為改善鍋爐操作條件而提高蒸汽溫度、壓力至650℃×350氣壓創(chuàng)造條件。
2.3 改善環(huán)境的措施
不僅要改善焊接作業(yè)環(huán)境，還應對保護地球環(huán)境作出貢獻。
為了改善“3K”（即高溫、粉塵和重體力）的惡劣勞動環(huán)境，抑制焊接煙塵和噴濺（即飛濺）的發(fā)生十分重要。為了滿足市場需求，已經(jīng)成功開發(fā)了能大幅度減少飛濺和焊接煙塵發(fā)生量的低碳鋼Z系列FCW并實用化。實用結(jié)果表明，新開發(fā)FCW的煙塵和飛濺發(fā)生量都比原來的FCW減少了大約40%，有效改善了操作環(huán)境。這樣的效果是由于焊絲的低C化和向焊劑中加入堿金屬所致。另外，還進行了多個品種（含不銹鋼）的環(huán)保型低污染FCW的開發(fā)與實用，也顯著改善了作業(yè)環(huán)境。
3. 今后展望
高效化、高性能化和改善環(huán)境的焊接材料開發(fā)將繼續(xù)取得大的進展，如就MAG焊絲而言，為了實現(xiàn)焊接高效化，正在進行的提高熔敷化、耐氣孔性和低飛濺化的研究開發(fā)是重要課題；同時，應用于多極化焊接工藝的焊材開發(fā)也受到重視。如為了滿足造船、橋梁等涂漆鋼板填角焊接高速化，以及造船外板主向焊接的要求，正在加強對雙電極CO2氣體保護焊接材料的開發(fā)。并且，將繼續(xù)把焊接自動裝置及與之配套的焊材組合成高效焊接工藝。
關于高性能化，在已成功進行了與低、高合金鋼等材料的高強韌化相適的焊材開發(fā)基礎上，與低溫用鋼、高強度鋼、耐熱鋼、不銹鋼等新高性能鋼材的焊材開發(fā)將不斷取得進步；而且，針對國際上正在進行的超級鋼研究，進行與之配套的焊接材料開發(fā)也是必要的。
今后的焊接材料開發(fā)目標應是提高焊接質(zhì)量，提高焊接效率并降低焊接成本；同時，應從改善焊接的“3K”狀況入手，切實改善焊接作業(yè)環(huán)境，進而為減少地球環(huán)境負荷作出貢獻。
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