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中國焊接切割行業(yè)現狀與自主創(chuàng )新戰略

作者：鋼結構網(wǎng)    
時(shí)間：2009-12-23 10:01:51 [收藏]

    中國焊接切割行業(yè)現狀與自主創(chuàng )新戰略

    １ 在裝備制造業(yè)中的地位與作用焊接是一種將材料永久連接，并成為具有給定功能結構的制造技術(shù)。幾乎所有的產(chǎn)品，從幾十萬(wàn)噸巨輪到不足１克的微電子元件，在生產(chǎn)制造中都不同程度地應用焊接技術(shù)。焊接已經(jīng)滲透到制造業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域，直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量、可靠性和壽命以及生產(chǎn)的成本、效率和市場(chǎng)反應速度。
    中國２００５年鋼產(chǎn)量達到３．４９億噸，成為世界最大的鋼材生產(chǎn)與消費國，而焊接結構的用鋼量也突破１．３億噸，相當于美國一年的鋼產(chǎn)量，成為世界上空前最大的焊接鋼結構制造國。
    從２００５年中國完成的一些標志性工程來(lái)看，焊接技術(shù)發(fā)揮了重要作用。例如三峽水利樞紐的水電裝備就是一套龐大的焊接系統，包括導水管、蝸殼、轉輪、大軸、發(fā)電機機座等，其中馬氏體不銹鋼轉輪直徑１０．７ ｍ? 高５．４ ｍ? 重４４０ ｔ，為世界最大的鑄－焊結構轉輪。該轉輪由上冠、下環(huán)和１３或１５個(gè)葉片焊接而成，每個(gè)轉輪的焊接需要用１２ ｔ焊絲，耗時(shí)４個(gè)多月。神舟６號飛船的成功發(fā)射與回收，標志著(zhù)中國航天事業(yè)的巨大進(jìn)步，其中兩名航天員活動(dòng)的返 回艙和軌道艙都是鋁合金的焊接結構，而焊接接頭的氣密性和變形控制是焊接制造的關(guān)鍵。２００５年底由第一重型機械集團為神華公司制造的中國第一個(gè)煤直接液化裝置的加氫反應器，直徑５．５ ｍ?長(cháng)６２ ｍ?厚３３７ ｍｍ?重２ ０６０ ｔ，為當今世界最大、最重的鍛－焊結構加氫反應器，采用國內自主知識產(chǎn)權的全自動(dòng)雙絲窄間隙埋弧焊技術(shù)，每條環(huán)焊縫需連續焊接５天。


    西氣東輸的管線(xiàn)長(cháng)４ ０００ ｋｍ，是中國第一條高強鋼（Ｘ７０）大直徑長(cháng)輸管線(xiàn)，所用的螺旋鋼管和直縫鋼管全部是板－焊形式的焊接管。２００５年我國造船的總噸位達到１ ２１２萬(wàn)噸，占世界造船總量的１７％，居于日、韓之后，穩居世界第三位，正向年產(chǎn)２ ５００萬(wàn)噸的世界水平邁進(jìn)。國內制造的３０萬(wàn)噸超級油輪、新型５６６８標箱集裝箱船、１５萬(wàn)噸散裝貨船，以及為世界矚目的，被稱(chēng)為“中華第一盾”的１７０艦，都是中國造船界的驕傲，船體是典型的板－焊結構。另外，上海中瀘浦大橋是世界最長(cháng)的全焊鋼拱橋；國家大劇院的橢球型穹頂是世界最重的鋼結構穹頂；正在修建的奧林匹克主體育場(chǎng)的鳥(niǎo)巢式鋼結構重４萬(wàn)多噸，也是世界之最。這些大型結構都是中國焊接制造的最大、最重、最長(cháng)、最高、最厚、最新的具有代表性的重要產(chǎn)品。由此可見(jiàn)，焊接在國民經(jīng)濟發(fā)展和國防建設中具有非常重要的地位和作用。從“十一五”規劃的二十項國家重大技術(shù)裝備的研制項目可以看出，在百萬(wàn)千瓦級核電機組、超超臨界火力發(fā)電機組成套設備、高水頭超大容量水電機組、大型抽水蓄能機組、３０ ～ ６０萬(wàn)瓦級循環(huán)硫化床（ＣＦＢ）鍋爐的成套技術(shù)裝備、百萬(wàn)噸級大型乙烯成套設備、百萬(wàn)噸級大型對苯二甲酸成套設備、大型煤制氣成套設備以及大型煤礦綜合采掘成套技術(shù)與裝備中，焊接制造都是關(guān)鍵制造工藝之一。２ 行業(yè)自主創(chuàng )新能力分析


    ２．１行業(yè)技術(shù)現狀
    新中國建立以來(lái)，特別是改革開(kāi)放２５年來(lái)，中國先后自行研制、開(kāi)發(fā)和引進(jìn)了一些先進(jìn)的焊接設備、技術(shù)和材料。目前國際上在生產(chǎn)中已經(jīng)采用的成熟焊接方法與裝備，在國內也都有所應用，只是應用的深度和廣度有所不同而已。中國的制造企業(yè)已經(jīng)在采用諸如電子束焊接、激光焊接、激光釬焊和激光切割、激光與電弧復合熱源焊接、單絲或雙絲窄間隙埋弧焊、４絲高速埋弧焊、雙絲脈沖氣體保護焊、等離子弧焊接、精細等離子弧切割、水射流切割、數控切割系統、機器人焊接系統、焊接柔性生產(chǎn)線(xiàn)（Ｗ－ＦＭＳ）、變極性焊接電源、表面張力過(guò)渡焊接電源（ＳＴＴ）和全數字化焊接電源等。甚至目前在國際上比較熱門(mén)的攪拌摩擦焊技術(shù)，也已經(jīng)應用到產(chǎn)品的生產(chǎn)上。中國的焊接生產(chǎn)技術(shù)水平有了很大的提高，但是存在問(wèn)題的嚴重性也不容忽視。
    總體來(lái)看，中國２００４年的焊接材料生產(chǎn)總量達到２１０萬(wàn)噸，比美國、日本、德國三國焊接材料產(chǎn)量的總和還多，但是其中手工焊接用的焊條產(chǎn)量占７５％，各種機械化、自動(dòng)化焊接用焊絲占２５％，焊接的機械化／自動(dòng)化率為３５％，達到歷年來(lái)的最高比例。然而，這僅相當于日本２０世紀７０年代末焊接機械化／自動(dòng)化率的水平，日本１９７９年焊接材料的總產(chǎn)量為４０萬(wàn)噸，手工焊條占５８％，各種焊絲占４２％，焊接的機械化／自動(dòng)化率為４４％。

    中國制造業(yè)中以焊接為主要工藝技術(shù)的企業(yè)約有 ７ ０００家，其中特大型、大型和中型企業(yè)約占１／３，它們的焊接機械化／自動(dòng)化情況明顯要好于眾多的小型企業(yè)。焊接機器人是實(shí)現焊接自動(dòng)化、柔性化的重要途徑。根據２００１年的統計，全國焊接機器人有１ ０４０臺，到２００５年底預計增加到２ ７００臺左右，主要在汽車(chē)、工程機械、摩托車(chē)、軌道車(chē)輛、鍋爐、金屬家具及軍工等行業(yè)。近幾年來(lái)，汽車(chē)行業(yè)（包括汽車(chē)制造廠(chǎng)和零部件廠(chǎng)）大量安裝和應用焊接機器人，全國焊接機器人的７０％集中在汽車(chē)行業(yè)。但是目前全國焊接用的關(guān)節式工業(yè)機器人９０％以上是進(jìn)口的，基本上囊括了世界各國工業(yè)機器人的品種。全國只有一家中日合資的機器人生產(chǎn)廠(chǎng)家，但主要是將日本母公司生產(chǎn)的零部件組裝成機器人，缺乏國內外自主品牌。一些高等院校和研究所也制造少量的工業(yè)機器人，但數量有限，在價(jià)格、性能、可靠性等方面難以和進(jìn)口機器人競爭，在焊接領(lǐng)域已經(jīng)逐步被邊緣化?？上驳氖?，中國已經(jīng)出現十多家具有一定經(jīng)驗的焊接機器人應用工程開(kāi)發(fā)公司，他們采用進(jìn)口的焊接機器人，根據用戶(hù)的需求，自行設計制造外圍設備，并集成為焊接機器人工作站或單元，完成交鑰匙工程。目前約有２０％的焊接機器人是由國內的工程師組成工作站的。但是比較復雜的機器人焊接生產(chǎn)線(xiàn)、柔性生產(chǎn)線(xiàn)，如汽車(chē)、工程機械的裝焊生產(chǎn)線(xiàn)，基本上從國外公司成套進(jìn)口。
    制造超臨界和超超臨界火力電站鍋爐、核電站成套裝備以及石油化工裝備的加氫反應器是國內能源發(fā)展的需要。焊接在這些重大裝備的制造中起著(zhù)重要的作用，但所需要的關(guān)鍵焊接材料，如超級耐熱鋼、超級不銹鋼的焊接材料和耐蝕的鎳基合金焊材、不銹鋼堆焊用的帶極材料基本依靠進(jìn)口。工程機械用的高強度鋼（９００ ～１ １００ ＭＰａ）的氣體保護焊焊絲也主要依靠進(jìn)口。國內焊接材料廠(chǎng)有近千家，列入統計名單的大中型企業(yè)１２０家，并已形成以天津、自貢、上海、昆山、錦州等幾個(gè)較大的企業(yè)集團。但總的說(shuō)來(lái)，產(chǎn)品品種較少、研發(fā)能力弱、研究開(kāi)發(fā)速度慢，大多數為中低端產(chǎn)品，難以抵擋國外中高端焊接材料產(chǎn)品的不斷涌入。對國內重大技術(shù)裝備與國防高新工程的研制具有嚴重影響。

    來(lái)源：中國焊接協(xié)會(huì )

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