药芯焊丝制造过程中影响品质的变量分析.doc

药芯现状以及宇宙药芯焊丝在制造过程中的变量分析

随着中国造船行业的蓬勃发展，药芯焊丝最为最新一代的焊接材料，以其焊接效率高、作业性好以及综合焊接成本低等因素在我国也得到了快速的发展，我国药芯焊丝的产能也由2001年约1.5万吨增长到2009年约30万吨，实现了跨越式发展。但纵观药芯焊丝的使用大户-造船行业来说，我国真正实现对造船厂批量供应高品质的药芯焊丝品牌皆为外来品牌，其中80%由美国、日本、韩国及台湾品牌，而国内自主品牌的药芯焊丝也只能在民营小船厂依靠其低价格维持生存，所以可以预见的是在几年后我国的药芯焊丝将进入低品质、低价格的恶性竞争年代，在这样的环境下，我国的药芯焊丝行业会受到重创，所有的厂家、客户、供应商将为之付出惨重的代价，为什幺会造成以上的局面？大概有如下几个因素：
1.低水平重复建设
目前药芯焊丝中的优秀品牌，其生产线都是他们自己设计制造的，最先进的生产线他们从来不会出售，而反观我国，模仿国外80年代的设备到处横行，国内厂家不仅出售产品，还出售生产线，甚至出售配方，所以就造成了重复的低水平的建设。譬如天津大桥、三英、以及国内的一些机械厂商盲目仿造的一系列机器。事实上，这些机器也不是一无是处，但是必须要经过一系列的改进方可达到生产的最佳满意度。
2.太注重短期利益
因为中国经济发展的不平衡，有的行业过热，有的行业过冷，太多的热钱找不到好的项目，随着药芯焊丝行业的发展，被太多的短期利益者发现，所以他们建厂房，采购低水平、低价格生产线，生产出低品质的产品，扰乱市场秩序，一旦行业垮塌，他们会抽身走人，譬如常州的一些如雨后春笋冒出来的药芯焊丝厂。
3.行业的人才太少
我们的高校虽然这几年大力扩招，但是教育质量下降，所以真正材料或是焊接专业出来就可以用的学生几乎没有，而这些学生到了企业后又不能沉下去从基层做起，实现知识的积累。所以现在好多药芯焊丝企业也就是由几个人建起来的，有的人是专门负责建厂、买设备、卖配方的，尤以河北、山东、江苏的南通、常州、江阴等地药芯焊丝企业为主。优秀的药芯焊丝类人在大多集中在诸如天泰、现代、伯乐这样的公司里，但是跳槽出来的不多，主要因为外面的一些国产焊材厂大多没有较强的科研实力和设备，也没有较强的人才观念。
所以，综上，要实现国产药芯焊丝高品质的稳定的供货给大的船厂，药芯焊丝厂家必须从以下三方面着手。
1.高品质的配方
高品质的配方必须满足以下要求：
⑴、 很好的抗裂性能
⑵、 很好的作业性能
⑶、 很好的操作性能
⑷、 很好的抗气孔性能
⑸、 成本适当
关于配方，以上几点要求只是性能方面，但是要想真正一劳永逸地解决配方问题，最好还是建立研发中心，拥有与国内其他的焊丝厂没有的软件实力，这样解决配方需要购买的窘境，没有自己的东西就会永远受制于人。
2.先进的制造工艺与设备
要想具备先进的制造工艺，必须要有先进的理念，目前我们的设备厂家也都是站在自己的立场模仿设备，生产线已经变成大学毕业生的论文，互相抄袭。要克服上述误区，我们必须站在使用药心焊丝的客户的立场来思考！站在客户的角度来思考焊丝应具备的品质；站在焊丝应具备的品质的基础上思考应该有什幺样的制造工艺来保证；站在制造工艺的基础上来思考我们该生产什幺样的设备，而不是本末倒置。而不是一味的追求效率，效率与品质要到到平衡；而不是一味的追求低成本，成本与品质要到到平衡。
没有生产药芯焊丝最先进的设备没有关系，但是还是可以依托现有的国产设备为平台，只要踏踏实实做好制造工艺，国产设备照样做得出优秀的焊丝，目前国内包括大桥、铁锚、安泰在内的几家较大的药芯焊丝厂，不管是在焊丝表面、力学还是抗裂性能方面都处于一般的水平，也就是说，虽然有平台，但是没有切实的制造工艺，也没有专业的工艺与技术人才，就无从谈及品质，没有品质，被淘汰只是时间问题。
3.精细化的管理
概况如下：
⑴、 对药芯焊丝制造工艺中的所有变量进行管理和控制
⑵、 将客户差异化，对重大客户实现差异化管理和差异化品质保证体系
⑶、 将一切管理或控制措施标准化
⑷、 持续的改善（制程、工艺、切实的实验技术）

针对上述提到的“药芯焊丝制造工艺的变量问题”，下面的段落中做简单叙述，药芯焊丝制造工艺中的变量分析如下：
1. 钢带的剪裁宽度因素
首先，我非常不提倡使用目前我们使用的自己剪切钢带的方式来进行原料的制备，但是木已成舟，但是这样就出现一个很难解决的问题，我们知道，焊药的填充比计算公式为：
(一段固定长度焊丝的焊药部分重量)/(一段固定长度焊丝的焊药部分重量+此段钢带重量)
在成型机速度、焊药填充比不变的情况下，钢带宽度的变化足以造成焊丝填充比的变化，最后再加上焊药本身偏析造成的填充比变化，这两者叠加后，哪怕你直接购买宝钢的钢带，其焊药填充比的变化幅度也会在±0.5%（例如天泰焊材），更何况是自己剪切！这也是我们的填充比不稳定的问题，不管是老机器还是新机器都如此，所以客户会经常反映国产焊丝一段一段不稳定，时好时坏就是这个问题。（包括国内的较好的企业，大桥、京桥等）。
2. 钢带表面的防锈油因素
油是对药芯焊丝制造来说最不好的罪魁祸首，它的存在会使焊丝在焊接过程中产生气孔；抗裂性降低；烟尘增大及飞溅增大的因素，所以必须予以去除，但是目前我们的问题无法解决，虽然我们解决了钢带表面的油份，但是由于我们的清洗与成型连为一体，导致的钢带无法保持最干燥状态进入成型，这就给成品焊丝带来了一个很不稳定的因素——水分，水分和油份一样，也会导致扩散氢升高，甚至会导致焊药潮湿，引起焊丝生锈，当然会带来严重的焊接缺陷，简单的如气孔，严重的就会产生裂纹、冲击性能低下，这些问题在船检上是极其严重的缺陷。
3. 钢带进轧辊前的滴油因素
原因同上，但此部位如果不滴油，则钢带在轧制过程中极其不稳定，经常出现翻转、抖动等现象，造成更大的隐患，但是涂油是个双刃剑，残留的油份会促使扩散氢升高，造成裂纹、烟尘增多、焊接声音暴躁等问题，所以，如何保证扎前滴油，出轧辊后完全清理掉？有没有挥发性更好的产品来替代它？等等。
4. 焊丝出轧辊后的合缝因素
目前在国内生产的药芯焊丝，100%的截面形状是o型，如果合缝不好，会造成在拉拔或轧制过程中漏药、伸线粉进入焊丝内部、模具磨损严重、送丝软管、导电嘴磨损严重等缺陷，天泰使用的CRD，以及旋转眼膜可以很好解决这个问题，但是目前国内的焊丝厂离这个技术还很有一段距离，我们现有的设备无法更改安装CRD，这就在硬件上始终落后于天泰这样的企业，但是只要轧辊调好并时刻注意观察合缝情况，依旧可以做得很好。
5. 焊药的粒度因素
焊药粒度太粗，会出现拉拔时短线、焊接时电弧声音火爆、大颗粒飞溅
焊药粒度太细，会出现流动性变差，填充比不稳定、焊接时烟尘大、细颗粒飞溅多
6. 焊药受潮因素
焊药在水分、密度上是有标准的，焊药受潮会出现焊丝防锈性变差，出现无规则的，在单根焊丝上的点绣或段绣、焊接后会出现表面虫孔，严重时流动性也会变差。这样的焊丝在焊接时危害很大，目前我们在焊药配制环节中还需要对此进行制程改善，目前由于我们的老成型器使用的供粉装置过于陈旧，其中的药粉与空气的接触面极大，焊药受潮时有发生。
7. 焊丝填充比因素
填充比偏小会造成熔敷金属成分不符合要求、焊丝挺度不够，送丝性变差、脱氧剂不足产生气孔、抗拉强度不足。
填充比偏大会造成拉拔时断线、熔敷金属成分偏高、强度偏高、延伸率下降，甚至直接断弧。
目前我们的成型机一直存在的填充比不稳定问题，除了机器本身不稳定、轧辊调整不当、钢带潮湿之外，焊药的潮湿与药粉的显密度不适中也是导致其出问题的因素。但是我们目前对这方面还没有理解
8. 拉拔过程中的伸线粉因素
伸线粉是由硬脂酸盐，也就是皂粉，同时还有一定配比的石墨粉末，脂酸盐的氢含量很高，而氢是焊接材料中最忌讳的元素之一，会造成表面气孔、抗裂性能下降、焊接飞溅等，必须予以消除。目前我们宇宙使用的脂酸盐占绝大部分的伸线粉，质量之差，与普通肥皂无异，隐藏问题很大
9. 拉拔后的焊丝表面清理因素
上述提到，伸线粉是由硬脂酸盐组成，含有大量的氢元素，所以在后序的工艺上必须坚决予以去除，去除的是否彻底就决定了焊丝的品质层次，目前我们的大桥机器上基本没有处理设备，新机器上的处理机也没有使用到位，菜瓜布质量太差，更换也不频繁，这就使其作用大大减小
10.焊丝规格定性后的涂油因素
目前没有一种实验能说明涂油比不涂油具有绝对的优势，但是涂油毕竟有一些非常优秀的功用，
（1）确保焊丝的送丝顺畅，实现长距离送丝的可靠性
（2）焊丝的防锈
但在实际应用过程中我们也发现很多问题
（1）没有涂油的焊丝送丝性不一定差
（2）有涂油的焊丝不一定防锈性强
（3）国内就天泰一家涂油，但控制效果其实很一般
所以，好不好，要靠实验来说话，是否要涂油，问自己以下两个方面
（1）焊丝防锈性很差吗？
（2）焊丝的送线性可以吗？
以上为一些药芯焊丝的制造过程中影响品质的变量分析以及一些简单的技术问题，要想做好药芯焊丝，我们宇宙还有很长的路要走
11. 包装问题
包装我要求有三：
（1） 包装方便（使用防锈纸不方便也没有效果）
（2） 美观（纸盒设计过于复杂、不简洁不美观）
（3） 坚固（栈板不合理）
（4） 包装物便宜
12. 药芯焊丝标准
在ASTM（美国材料与试验学会）和AWS（美国焊接协会）规定的标准里，药芯焊丝有统一的标准，包含每一个环节，钢带、粉剂、成品线径、表面程度、spool规格、每盘重量，还包括所有试验，力学、熔金、扩散氢、水盐、烟尘、焊道试验、熔敷速度、熔敷效率等等，当然，光有以上标准是不够的，还要有一定的厂控标准，用来解决一些实际碰到的问题，例如TIP磨损、油份试验、不同线径的焊机负载率、焊药显密度等等

庄雷:13064903111
09年12月