1、烧结焊剂的主要特点

埋弧焊焊剂按照制作方法工艺的不同可以分为烧结焊剂、熔炼焊剂和陶质焊剂这三大类。自从我国20世纪70年代大规模推广使用埋弧焊以来，熔炼焊剂的使用率远大于烧结焊剂。烧结焊剂的制作与熔炼焊剂的制作相比减少了焊剂的熔炼过程所以节省了很多的时间和空间。在制作烧结焊剂时必须加入一些碳酸盐、碳素物等造渣物质和一些其他金属矿物质原料。这些矿物质材料在生产和制作的过程中会发生一些特殊的化学反应，这是烧结焊剂的主要特点之一。在烧结焊剂的制作过程中，通过调节各种矿物所占百分比可以改变焊剂的酸碱度。碱性焊剂或者高碱性烧结焊剂可以降低焊缝金属中S、P的含量，给焊缝金属组织创造了更加良好的结晶环境。因为在烧结焊剂的制作过程中可加入各种合金元素，所以可以更方便地调控焊剂组成成分，合理控制焊缝金属中的含氧量[11]。

2、我国烧结焊剂的发展趋势

我国从20世纪70年代开始着力于烧结焊剂的研究，20世纪80年代初期除去从美日进口的烧结焊剂，我国每年烧结焊剂的平均消耗量仅为300吨左右，随后经过10年的发展这一数值已经上升到了3000吨[12]。但是在早期，我国自行生产的烧结焊剂的品种不足20种，如图1-3。进入21世纪以来，我国烧结焊剂每年的平均消耗量己经超过6.3万吨，并且这一数值正以非常迅速的速度增长[13]。与此同时，与熔炼焊剂将近60年的发展历史相比，我国烧结焊剂的研发时间较短，焊剂品种较少。一方面，当下冶金材料发展较快，与之配套的焊剂研发速度却明显滞后。另一方面，焊接方法设备更新迅速，出现了更多的新型焊接工艺，目前的烧结焊剂并不能满足现代工业生产需求。目前国内生产焊剂的厂家有80家左右，其中主要生产烧结焊剂的厂家有30多家，年生产能力在20万吨左右，如图1-4.。很多小的生产企业目前仍然采用小规模电炉来进行焊剂的生产，这不仅增加了烧结焊剂制造过程中对环境的污染，而且不利于焊剂质量的调控[14]。此外，国内大多数烧结焊剂生产厂家采用的是国产的自动化不高的设备，造粒设备和焊剂烧结炉也五花八门，这就造成焊剂颗粒圆度差，颗粒大小不均匀，扁片状焊剂所占比例较高等问题。无论从国产的烧结焊剂品种数量还是质量上，与美国日本以及欧洲等国家埋弧焊焊剂相比存在较大的差距。当下国内锦州和宝鸡生产的埋弧焊焊剂性能较优，虽然与美国日本主流的烧结焊剂有一定的差距，但是基本可以满足埋弧焊焊接要求。因此，我国烧结焊剂的发展空间巨大[15]。

3、国外烧结焊剂的研究现状

在埋弧焊焊剂的产品结构方面，欧美及日本等工业发达国家均以烧结焊剂为主。日本烧结焊剂所占市场比例在7成以上，而美国和西欧等国家均达到9成左右，在这些发达国家，无论是焊剂的产量还是焊剂的品种，烧结焊剂都远远大于熔炼焊剂。近年来，日本造船业在大面积平板对接焊接的过程中，推广使用了三丝背衬法单面焊双面成型的技术。三丝四丝的高速埋弧焊与传统的埋弧焊制造工艺相比，焊接速度提高了2倍左右。而这一项技术采用的焊剂就是低粘度烧结焊剂，焊剂的脱渣性优异[16]。2010年前后，随着人们环保意识的加强，西欧等国家把烧结焊剂生产环保与节能列为一个重要课题。烧结焊剂制作过程中的节能主要体现在点火能源消耗、固体矿物燃烧消耗、电能消耗和蒸汽消耗这四大方面。就此，英国某企业提出了烧结过程中余热回收的问题。日本的一家钢管制造公司也获得了一项烧结焊剂制作过程中节能减排的专利，他们将生产过程中产生的烟气在风箱中进行脱硫处理，并收集沉积下来的含铁粉和硫化物的沉积物，然后将这些沉积物添加到通过点火台的烧结焊剂表面，在点火台车行走的过程中，这些沉积物慢慢渗透到焊剂料层中，含硫化合物受热分解而铁粉被回收再利用[17]。随着科技的发展，美日西欧等发达国家的烧结焊剂研究朝着专业化、环保化、高性能化等方面发展[18]。