国内国外反应釜焊条研究的历史现状及发展趋势

反应釜是指含铬大于12%的钢种。反应釜自1912年发明以来取得迅猛发展，至今全球仍以每年3—5%的速度递增。全世界反应釜的消费总量达3500万。我国正处于反应釜出产和消费应用的高速增长期，已广泛应用于石油、化工、轻工、食物、酿酒、制药、家电、水电、机械、建筑、市政和各种民用用具中。1990年我国反应釜消费量为26万吨，1999年为153万吨，2000年为173万吨，2001年为225万吨，2004年反应釜消费量达到447万吨左右，居全世界第一位，预计2006年反应釜消费量将达到600万吨以上，其中铬镍奥氏体反应釜的消费量占反应釜总消费量的75%—80%。
　　我国从五十年代开始研制和出产反应釜焊条，1997年我国反应釜焊条的总产量为7000多吨。近年来我国反应釜的消费量快速增长，2004年国产反应釜焊条已超过35000吨，预计2006年国产反应釜焊条将达50000吨左右。
　　自五十年代开始研制的反应釜焊条，主要是沿袭原苏联的钛钙渣系及原料体系，它具有本钱低，易压涂，抗气孔好，机械机能好等长处，但与欧洲名牌同类反应釜焊条比拟焊条发红严峻、飞溅大、脱渣及成形差、焊接效率低、铺张大、因此自七十年代中期到八十年代前期，针对海内入口的瑞典AVESTA公司绿P5焊条海内一些科研院校与焊条出产企业共同合作，就反应釜焊条药皮发红脱落原因及解决途径进行了研究，如哈焊所与天津电焊条厂、甘肃工大与兰洲长虹电焊条下、太原工学院与山西机床厂等。
　　到八十年代，上述几家论文接踵发表后，人们一方面以为他们的研究工作很有意义，获得良多进展;另一方面经对这几家研制的焊条实际测试后，也以为仍与国外产品存在显著差距，但从那时起，海内这方面的研究工作就处于踏步不前的状况，从80年代前期到九十年代前期的十年间因内尚无有份量的反应釜焊条研究文献。从九十年代初期开始，海内反应釜焊条研究渐趋活跃。先是太原工大王宝、孙咸等人在前期工作的基础上研究了反应釜焊条工艺设计的基本原则和途径，在反应釜焊条设计理论上取得了重要突破，并因此获得2000年国家科技提高二等奖;后是冶金部建筑研究总院唐伯钢在九十年代中期消化吸收国外的提高前辈技术，成功完成国产反应釜新型焊条的系列化改进进步，并成功兴办北京金威焊材有限公司，做到理论与实践的完美结合，自1994年始出产至今，其反应釜焊条出产已达年产3000吨以上。
　　九十年代后期到本世纪初期，海内反应釜焊条研究如雨后春笋般集中开展，虽就其水平本身未超过上述两家现有水平，但对于活跃学术气氛，加强学习交流仍有益处。
　　国外反应釜的产业化出产始于二十年代初期，随后泛起相应的反应釜焊条，成熟的反应釜焊条产品泛起于1965年左右，以欧洲国家为代表，尤其是西欧的瑞典，人口仅800万左右，且集中产生了ESAB、AVESTA和SANDVIK等世界级的反应釜焊材企业，其中AVESTA的野牛牌反应釜焊条更是世界反应釜焊条的典范。日本、台湾及有南亚国家的反应釜焊条其技术根基在欧洲。
　　海内反应釜焊条整体上与国外提高前辈水平比拟存在六大题目，急待解决和研究：
　　1、发红题目及抗发红焊条。AVESTA野牛牌绿P5φ3.2×350及φ4.0×400反应釜焊条分别在110-120A及150-160A下余头50mm左右药皮不发红开裂。P5—HX焊条φ4×450甚至在160-170A余头不发红，这是海内外同类焊条的最好水平。
　　2、气孔题目及抗气孔机能的进步，一般以为反应釜气孔属氢气孔，在焊后最后一段或焊缝前部或多层焊时易发生可见气孔。国外只要焊条不受潮或使用前经250℃以上复烘就不会泛起气孔。海内现已有采用铝箔塑料复合膜真空包装，只要包装良好可省去使用前复烘工序，直接使用，避免烘不干而出气孔或烘过干损伤落皮。因为反应釜焊条气孔受钢芯、原辅料及烘干工艺影响波动大，海内多采用牺牲工艺机能，确保不出气孔为出产原则，致使海内反应釜焊条的研究水平和什物水平有较大差异。
　　3、效率题目及高效焊条。普通反应釜焊条熔敷效率一般在小于110%，在85%左右。而高效反应釜焊条则在140%以上，最高可达180%，是一种可大幅度缩短焊接施工时间的焊条，它具有以下特点：可像低碳钢一样使用大电流进步工效而不发红无气孔;飞溅小、焊道美观，焊条药皮过热可能性小，操纵轻易，如日本神钢的HIMELT系列，AVESTA的HX系列及ESAB的OK6X.41系列等，大型化工设备焊接时往往要求高效，海内尚处空缺，值得留意的是高效反应釜焊条只适合平焊及平角焊。
　　4、渗碳题目及超低碳系列焊条，超低碳焊条是海内外反应釜焊条发展的重点，为获得超低碳焊缝必需要求药皮不增碳及焊芯超低碳。大理石和金红石是增碳之源，应寻求其它有效途径。
　　5、特种焊条。
　　a、具有高温耐侵蚀机能的专用焊能（抗蠕变断裂强度和延伸率高）
　　b、耐晶间侵蚀性极好且-196℃冲击韧性高的尿素级反应釜焊条。
　　c、耐汽蚀堆焊用反应釜焊条。
　　d、焊接性差的铬反应釜专用焊条。
　　e、耐吸潮反应釜焊条。
　　f、定向下焊专用反应釜焊条如AVESTA VDX330，PHILIPS BM316-V。
　　g、定位焊专用反应釜焊条如PHILIPS BM316L。
　　6、焊条操纵工艺机能。由于反应釜焊条内在机能差异不大，所以反应釜焊条之比较主要在于焊接操纵工艺机能，以下是几个判断层次或尺度。
　　a、脱渣性。要求在T型接头角焊缝，对接角焊缝及船形焊颖等位置脱渣净且在平焊、平角焊位置渣可自翘、整条脱落、边沿及焊缝表面无粘渣。
　　b、飞溅大小。按AVESTA样本的说法可分为三个层次飞溅小（litter spatter or usually spatter）、飞溅极小（very little spatter）和无飞溅（no spatter）。海内多数处第一层次，少数几个厂家处第二层次，目前尚无第三层次无飞溅的反应釜焊条。
　　c、再引弧性，要求药皮套筒呈深直型，深度在3mm以上，再引弧极其轻易，一般前提下，不受时间距离限制。
　　d、全位置焊接性，尤其是4mm以上大规格的焊条的全位置焊接性要好。
　　e、焊缝成形及颜色，要求焊缝成形细美光亮，多数情况下，焊缝颜色呈银白色或金黄色。
　　跟着石油化工、医疗器械、食物机械及原子能产业的快速发展，反应釜不管是产量仍是品种均有了较大的增长。1995年以后，西方发达国家的反应釜出产有了超常的发展。反应釜产量已接近粗钢产量的3%（我国仅0.3%）。制造本钱比1980年降低了50%以上，美国以S31803和329为代表的奥氏体/铁素体双相反应釜从1987年形成规模出产，这类低镍高机能反应釜已被确认有可能逐步取代316等反应釜成为在含氮、硫化氢等杂质环境中使用的更佳材料，同时还开发了多种配套的焊条，值得引起我国关注。
　　1、双相反应釜焊条，双相反应釜是指金相组织由50%F和50%A组成平衡状态的一类反应釜，因为具有双相组织，它兼有奥氏体反应釜和铁素体反应釜的特点，与铁素体反应釜比拟，双相反应釜韧性高，脆性转变温度低，耐晶间侵蚀机能和焊接机能均明显进步，同时又留存了铁素体反应釜的一些特点，如475℃脆性、导热系数高、具有超塑性和磁性，与奥氏体钢比拟，双相反应釜强度高，耐晶间侵蚀，耐应力侵蚀机能有显著进步，双相反应釜属于机能价格比优良的反应釜。 倒置显微镜
　　这类钢的特征是：含铬22-25%、镍5-7%低于304、316奥氏体反应釜水平，都添加了一定量的钼，及少量氮，有的还添加了铜和钨。为评价双相反应釜在氯化物环境抵挡孔蚀的能力，建立了孔蚀抗力当量值（PRE）
　　PRE=%Cr 3.3×%Mo 16×%N
　　一般PRE25-43，当PRE超过40时通常称为超级双相钢。现在海内外都研究出各类双相反应釜焊条，如英国曼彻特（METRODE）公司双相反应釜品种达10余种，包括尺度双相钢焊条，超级双相钢焊条，立仰焊专用双相钢焊条。海内钢铁研究总院安乐科技股份公司研究了四种双相反应釜焊条，北京金威和四川大西洋等也开发了2209双相反应釜焊条。
　　2、新型锅炉用反应釜焊条的开发。
　　为了进一步进步锅炉用反应釜管的高温蠕变强度，耐高温侵蚀特性和耐蒸汽氧化性，日本对现有SA213-TP304H及TP310H两种奥氏体钢进行了改进，开发出综合机能良好的超临界，超超临界锅炉用反应釜管的新材料即超级304H反应釜及配套焊条。
　　3、通用钢种反应釜焊条的系列化，专业化。
　　对于产业上常用的反应釜种，如304、316型。国外考虑焊接工艺的需要，开发出了各种专用焊条如AVESTA公司焊管专用308L/MVR—PW焊条，立向下焊的308L/MVR—VDX焊条及供食物医疗器械等使用的飞溅特别小的日本油脂的EX系列焊条。
　　另外随反应釜冶金产业的发展，国外还开发了具有各种机能的反应釜焊条，以知足各方面产业手需要。如日本油脂（TASETO）对于常用的308型焊条除了通用的308、308L焊条外，还开发了进步高温机能的308HL焊条，用于极低温的308LA焊条，控制不同含碳量以进步其耐侵蚀机能的308L3、308L2焊条。日本溶接棒公司除了有上述品种外，还开发了具有一定含氮量，以进步焊缝强度的WEL308N2、WEL316LN等含氮反应釜焊条，国外厂商还致力于开发一些特殊反应釜焊条，以知足一些特殊需要，深受用户欢迎。