中國焊接行業(yè)現狀
焊接行業(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。
    電弧焊仍是當今焊接的主要方法，焊接電源的性能直接影響到焊接過(guò)程的穩定性和效率以及材料和能源的消耗，最終體現在焊接接頭的質(zhì)量一致性。近２５年來(lái)國外電焊機技術(shù)水平隨著(zhù)電力、電子元器件和計算機技術(shù)的發(fā)展迅速提高，從原先的旋轉式直流焊機發(fā)展到二極管整流焊機、晶閘管（可控硅）整流焊機、晶體管整流焊機、逆變式焊機，一直到現在的全數字化逆變式焊機。國內電焊機行業(yè)在計劃經(jīng)濟時(shí)期主要由上海電焊機廠(chǎng)、天津電焊機廠(chǎng)、成都電焊機廠(chǎng)等國營(yíng)大企業(yè)唱主角，現在它們都退下來(lái)了，全國電焊機行業(yè)形成近千家的眾多小型企業(yè)的局面。當前引領(lǐng)中國電焊機產(chǎn)業(yè)的是兩家合資企業(yè)，產(chǎn)品主要是外國母公司的品牌，占有國內電焊機市場(chǎng)的近半壁江山。具有中國自主知識產(chǎn)權的電焊機主要是晶閘管整流焊機和簡(jiǎn)單功能的逆變焊機。目前國內骨干裝備制造企業(yè)使用的高檔焊機，如前面提到的ＳＴＴ焊機、全數字化逆變式焊機、雙絲脈沖氣體保護焊機等基本上依靠進(jìn)口。這些先進(jìn)的焊機附加值極高，一臺全數字化逆變焊機價(jià)格高達人民幣１２ ～ １５萬(wàn)元，而一般同等功率的普通晶閘管整流焊機價(jià)格僅為２ ～ ４萬(wàn)元。中國每年進(jìn)口的焊接電源和設備的費用約占全國市場(chǎng)的一半，而國內生產(chǎn)的焊接電源產(chǎn)值中有近一半是合資企業(yè)的。近千家中小企業(yè)的產(chǎn)值占不到１／３的國內市場(chǎng)份額，而且這些市場(chǎng)份額也主要依靠廉價(jià)的勞動(dòng)力和一些商業(yè)運作手段維持，這樣的競爭能力能維持多久值得思考。
    綜上所述，焊接工藝已經(jīng)不是一種輔助工藝，它在最近幾年已經(jīng)成為制造業(yè)中的關(guān)鍵加工手段，完成了許多關(guān)系國計民生與國防建設的重大戰略性產(chǎn)品的生產(chǎn)，中國已經(jīng)毫無(wú)懸念地成為世界首屈一指的焊接大國。但是國內焊接生產(chǎn)中應用的關(guān)鍵焊接材料、焊接設備嚴重依賴(lài)國外進(jìn)口，具有中國自主知識產(chǎn)權的關(guān)鍵技術(shù)與產(chǎn)品不多，而且總體研發(fā)、創(chuàng )新水平和速度都不高，與焊接大國的形象形成了巨大的反差。如果繼續下去，將會(huì )逐步成為中國經(jīng)濟戰略安全的薄弱環(huán)節。
２．２    國外技術(shù)創(chuàng )新?tīng)顩r
    世界各工業(yè)發(fā)達國家都非常重視焊接技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng )新。美國和德國專(zhuān)家在討論２１世紀焊接的作用和發(fā)展方向。一致認為：
    （１） 焊接（到２０２０年）仍將是制造業(yè)的重要加工技術(shù)，它是一種精確、可靠、低成本，并且是采用高科技連接材料的方法。目前還沒(méi)有其它方法能夠比焊接更為廣泛地應用于金屬的連接，并對所焊產(chǎn)品增加更大的附加值。
    （２） 焊接技術(shù)（包括連接、切割、涂敷）現在以及將來(lái)，都有最大可能成功地將各種材料加工成可投入市場(chǎng)的產(chǎn)品的首選加工方法。
    （３） 焊接不再是一種“應召工藝”，它將逐步集成到產(chǎn)品的全壽命過(guò)程，從設計、開(kāi)發(fā)、制造到維修、再循環(huán)的各個(gè)階段。
    （４） 焊接將被認為對改善產(chǎn)品全壽命的成本、質(zhì)量和可靠性是至關(guān)重要的手段，而且對提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競爭力有重要貢獻。
    世界各主要工業(yè)發(fā)達國家都非常重視發(fā)揮焊接研究機構的作用，基本上都形成大學(xué)研究所企業(yè)的三級研究開(kāi)發(fā)體系。各主要工業(yè)發(fā)達國家都成立了焊接研究所，如英國的焊接研究所（ＴＷＩ）、美國的愛(ài)迪生焊接研究所（ＥＷＩ）、法國焊接研究所（ＦＷＩ）、日本的連接與溶接研究所（ＪＷＲＩ）、烏克蘭的巴頓電焊研究所（ＰＥＷＩ）、德國亞琛大學(xué)的焊接研究所（ＩＳＦ）和德國焊接學(xué)會(huì )（ＤＶＳ）下屬的分布在全國各地的焊接研究與培訓中心（ＳＬＶ）等，而韓國的焊接研究中心是設在韓國現代科學(xué)技術(shù)研究院（ＫＡＩＳＴ）的韓國工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)研究院ＫＩＴＣＨ　之內。它們都屬于國家級的焊接研究機構。
    國外近年來(lái)焊接技術(shù)的發(fā)展可以用下列有關(guān)工業(yè)機器人、焊接新電源和激光焊接技術(shù)等發(fā)展過(guò)程的幾個(gè)例子來(lái)簡(jiǎn)要說(shuō)明產(chǎn)學(xué)研結合的重要性。日本在１９７２年第一次國際全球石油危機之后，為了提高其汽車(chē)產(chǎn)業(yè)在國際上的競爭地位，開(kāi)始引進(jìn)、吸收美國的機器人技術(shù)，政府資助產(chǎn)學(xué)研結合大力發(fā)展本國的工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)，政府對應用本國機器人的制造企業(yè)給予稅收的優(yōu)惠，很快幾家技術(shù)較強的電子／電器公司轉型成為日本的工業(yè)機器人骨干企業(yè)，如安川（電機）、松下（電器）、ＦＡＮＡＣ（數控）等。從２０世紀７０年代至８０年代末的１５年間，日本的工業(yè)機器人迅速發(fā)展并超過(guò)美國成為世界工業(yè)機器人的生產(chǎn)與應用“王國”，２００４年已擁有３５．６萬(wàn)臺各類(lèi)機器人，占世界總量的４２％。日本汽車(chē)產(chǎn)業(yè)也是應用機器人最多的行業(yè)，造就其價(jià)格競爭優(yōu)勢。韓國于２０世紀８０年代末開(kāi)始大力發(fā)展工業(yè)機器人技術(shù)，在政府的資助和引導下，由現代重工集團牽頭，到２０世紀９０年代末用了１０年的時(shí)間形成自己的工業(yè)機器人體系，目前韓國的汽車(chē)工業(yè)大量應用本國的機器人，并已經(jīng)有韓國的整套汽車(chē)焊接機器人生產(chǎn)線(xiàn)進(jìn)入中國。中國從２０世紀８０年代開(kāi)始，國家連續投入幾億元的資金，花了近２０年的時(shí)間，但是由于工作過(guò)于學(xué)術(shù)化，至今連一個(gè)能批量生產(chǎn)具有中國自主知識產(chǎn)權的工業(yè)機器人的企業(yè)都沒(méi)有建立，形成巨大的反差。
    激光被認為是２１世紀的新能源，激光技術(shù)反映一個(gè)國家的工業(yè)水平。激光在焊接中的應用正引起各國的重視。德國、俄羅斯、美國、日本、法國、意大利等國都很重視發(fā)展激光技術(shù)。德國已經(jīng)將激光焊接、激光切割、激光＋電弧復合熱源焊接技術(shù)應用于汽車(chē)的生產(chǎn)，特別是鋁合金轎車(chē)的生產(chǎn)，引領(lǐng)了汽車(chē)焊接技術(shù)的發(fā)展。德國政府很重視激光技術(shù)的發(fā)展，在政府的教育與研究部中設立了專(zhuān)門(mén)管理部門(mén)，負責協(xié)調激光技術(shù)的發(fā)展。在德國已經(jīng)形成大學(xué)激光技術(shù)研究所激光應用工程開(kāi)發(fā)公司的聯(lián)合，以及激光主機生產(chǎn)廠(chǎng)激光配件生產(chǎn)廠(chǎng)激光應用企業(yè)的聯(lián)合，形成一個(gè)立體覆蓋網(wǎng)。由亞琛大學(xué)和Ｆｒａｕｎｈｏｆｅｒ激光研究所（ＩＬＴ）以及ＩＰＧ公司聯(lián)合，主要開(kāi)發(fā)光纖激光器ＦＬ　和半導體激光器（ＤＤＬ）而斯圖加特大學(xué)及其光學(xué)加工工具研究所（ＩＦＳＷ）和Ｔｒｕｍｐｆ公司聯(lián)合，主要研究開(kāi)發(fā)碟型激光器。德國的Ｒｏｆｉｎ－Ｓｉｎａ公司和Ｔｒｕｍｐｆ公司主要生產(chǎn)ＣＯ２激光器，ＨＡＡＳ公司則主要生產(chǎn)固體（ＮｄＹＡＧ）激光器，而ＩＰＧ公司生產(chǎn)新型的光纖激光器，Ｌａｓｅｒｌｉｎｅ公司生產(chǎn)半導體激光器，形成相互競爭又互相補充的激光技術(shù)研發(fā)與生產(chǎn)鏈。大眾汽車(chē)、寶馬汽車(chē)、奔馳汽車(chē)和美雅（Ｍｅｙｅｒ）船廠(chǎng)是德國應用激光焊接技術(shù)的示范企業(yè)。德國的大眾汽車(chē)已經(jīng)將激光焊接技術(shù)引入中國，并在上海大眾和一汽－大眾的轎車(chē)批量生產(chǎn)線(xiàn)上應用，推動(dòng)了中國激光焊接技術(shù)的應用。德國這種由政府牽頭形成一條由研究開(kāi)發(fā)主機生產(chǎn)配件制造應用技術(shù)開(kāi)發(fā)示范企業(yè)有機結合的激光技術(shù)產(chǎn)學(xué)研結合鏈條，很值得中國學(xué)習。這種鏈條和日本發(fā)展機器人技術(shù)有異曲同工之處。
    電弧焊至今仍是焊接的主要方法，而電弧焊技術(shù)的進(jìn)步主要是由電源的發(fā)展帶動(dòng)的。國外企業(yè)非常重視焊接電源的開(kāi)發(fā)，而且將電源的開(kāi)發(fā)與電弧物理和焊接工藝技術(shù)相結合。每當出現一種新型焊接電源都同時(shí)推出新的控制方法。例如當出現晶閘管整流焊接電源就推出波形控制減少飛濺的ＣＯ２焊接電源和方波交流焊接電源；當逆變電源出現后就推出變極性電源、ＳＴＴ短路過(guò)渡焊接電源等；而當全數字化電源出現后又出現焊接電流和電壓與送絲速度同步協(xié)調控制的雙脈沖鋁合金焊接電源和ＣＭＴ“冷金屬過(guò)渡”焊接電源等等。這說(shuō)明焊接電源的發(fā)展并不只是電路的設計，它關(guān)系到電氣技術(shù)、微電子技術(shù)、控制技術(shù)、計算機技術(shù)、電弧物理、工藝技術(shù)等工程技術(shù)人員的聯(lián)合與合作，需要一個(gè)多學(xué)科的團隊。國內電焊機行業(yè)缺乏龍頭企業(yè)，缺乏這樣的團隊，是造成國內電焊機發(fā)展速度慢、小企業(yè)只能在低端產(chǎn)品的生產(chǎn)中掙扎生存的主要原因。
    攪拌摩擦焊是２０世紀９０年代初由英國焊接研究所發(fā)明的固態(tài)焊接新技術(shù)，這是一項帶有革命性的創(chuàng )新，由于焊接時(shí)金屬不熔化、無(wú)弧光和熱輻射、耗能小、效率高、工件變形小等諸多的優(yōu)點(diǎn)，而迅速得到推廣應用。目前已經(jīng)在飛機、火箭、快艇、郵輪、火車(chē)車(chē)廂等鋁合金結構制造領(lǐng)域得到應用。國內一些研究所和高校已經(jīng)購買(mǎi)了英國的專(zhuān)利技術(shù)使用許可證，開(kāi)始自己的創(chuàng )新活動(dòng)，并部分應用于生產(chǎn)。
    綜上所述，國外主要工業(yè)發(fā)達國家的政府很重視焊接技術(shù)的發(fā)展，他們希望用先進(jìn)的焊接技術(shù)來(lái)提高產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量、提高效率、降低成本，以此來(lái)與勞力成本相對低廉的國家進(jìn)行市場(chǎng)競爭，這是一種戰略手段。
２．３  國內自主創(chuàng )新能力的問(wèn)題和差距
２．３．１  問(wèn)    題
    與國外相比，從總體上看國內焊接生產(chǎn)的機械化、自動(dòng)化水平較低，眾多企業(yè)需要的、中國自有的、“使用量大面廣”的焊接技術(shù)、焊接設備、焊接材料的水平甚至比尖端焊接技術(shù)更落后于國外。然而，對于汽車(chē)、造船、軌道車(chē)輛、電站鍋爐、發(fā)電設備、重型機械、工程機械、集裝箱等行業(yè)的中等以上骨干企業(yè)，在改革開(kāi)放以來(lái)的多次技術(shù)改造中，引進(jìn)了一些國外的先進(jìn)焊接設備、材料和工藝，焊接生產(chǎn)的技術(shù)水平有了很大的提高，基本上能達到接近國外同類(lèi)企業(yè)的水平，能夠生產(chǎn)出國家經(jīng)濟和國防建設需要的裝備和產(chǎn)品，只是先進(jìn)技術(shù)的應用面、使用的數量和技術(shù)的先進(jìn)程度有別于國外的企業(yè)。但是必須看到國內還缺少更多的具有自主品牌的先進(jìn)焊接設備、高端焊接材料和高效焊接工藝技術(shù)，目前企業(yè)使用的這些先進(jìn)焊接設備與材料大多依賴(lài)外國進(jìn)口。國內焊接生產(chǎn)的這種表面輝煌，技術(shù)空心化的局面是一個(gè)嚴重的戰略軟肋。
    國內焊接創(chuàng )新能力不高的原因是多方面的：
    （１） 從國家層面來(lái)說(shuō)，政府有關(guān)部門(mén)缺乏對焊接技術(shù)在國民經(jīng)濟發(fā)展和國防建設中的地位和重要性的全面準確認識；缺乏針對經(jīng)濟發(fā)展和市場(chǎng)競爭需求而提出焊接技術(shù)發(fā)展的戰略性指導規劃；過(guò)分追求高新精尖，而忽視基本焊接技術(shù)的創(chuàng )新。
    （２） 從高等學(xué)校層面來(lái)說(shuō)，１９９８年以前，中國共有５０多所高等院校設立焊接專(zhuān)業(yè)，每年給國家培養上千名焊接畢業(yè)生。實(shí)行通才教育后，國家教育部?jì)H批準哈爾濱工業(yè)大學(xué)一家仍保留獨立的焊接專(zhuān)業(yè)，每年培養７０ ～８０名焊接專(zhuān)業(yè)學(xué)士、７０名左右的焊接碩士和博士。其他高校的焊接教研室大多改稱(chēng)焊接研究所，在通才教育的前提下，部分材料系或機械系的學(xué)生偏重于焊接學(xué)科，但是有關(guān)焊接的專(zhuān)業(yè)課程比原先減少了一半以上的學(xué)時(shí)。由于國內缺乏繼續教育和專(zhuān)業(yè)培訓的制度，這些大學(xué)畢業(yè)生要從事焊接技術(shù)的創(chuàng )新與開(kāi)發(fā)需要比較長(cháng)的在職鍛煉時(shí)間。
    目前，國內的高等院校，特別是著(zhù)名的大學(xué)，創(chuàng )新能力都比較強從事焊接技術(shù)研究的領(lǐng)域，比較多偏向于自動(dòng)控制、機器人、數值模擬、新型材料的焊（連）接，以及電子束焊接、激光焊接等高新技術(shù)方面。研究這些高新精尖技術(shù)很有必要，可以解決特殊領(lǐng)域的需求，也比較容易得到政府部門(mén)的資助。但是這些技術(shù)應用面相對比較窄，對國民經(jīng)濟發(fā)展的影響較??；而堅持從事“常規”焊接材料、焊接工藝和焊接電源創(chuàng )新研究的高校卻屈指可數。例如中國手工焊條的年產(chǎn)量超過(guò)１５０萬(wàn)噸，是世界上最大的焊條生產(chǎn)國，這應該是中國的長(cháng)項，但是由于長(cháng)期缺乏深入的基礎理論研究，中國焊條的質(zhì)量和工藝水平長(cháng)期落后于國外，而且進(jìn)展緩慢。對于電焊機、電弧物理方面的研究已快后繼乏人了。
    （３）　從焊接研究機構層面來(lái)說(shuō)，中國在２０世紀５０年代由機械工業(yè)部建立了專(zhuān)門(mén)的焊接研究機構——哈爾濱焊接研究所和成都電焊機研究所。其它產(chǎn)業(yè)部門(mén)也相繼建立了相應的焊接研究機構，但是大多是以處、室的形式設在研究院所內，如鋼鐵研究總院的焊接室、冶金建筑研究院的焊接室、船舶工藝研究所的焊接室、航空制造工程研究所的焊接室等等。哈爾濱焊接研究所是國內唯一一所焊接技術(shù)綜合性研究所，研究領(lǐng)域包括焊接材料、材料焊接性、焊接工藝、焊接設備、無(wú)損探傷等；行業(yè)服務(wù)中介領(lǐng)域包括全國焊接學(xué)會(huì )秘書(shū)處、全國焊接協(xié)會(huì )秘書(shū)處、全國焊接標準化技術(shù)委員會(huì )秘書(shū)處、國家焊接材料質(zhì)量監督檢驗中心、焊接雜志社等。５０年來(lái)，這些研究機構為中國的經(jīng)濟發(fā)展和國防建設做出了重要的貢獻，同時(shí)也建立了具有比較先進(jìn)的研究測試儀器和設備的實(shí)驗研究基地，培養了一支具有多種學(xué)科、經(jīng)驗豐富、熟悉生產(chǎn)的科技隊伍，樹(shù)立了良好的科研氣氛。隨著(zhù)改革的發(fā)展，一些工業(yè)部被撤消，有兩百多個(gè)研究院所轉制成為科技型企業(yè)，但是國家如何戰略定位這些研究院所，對這些轉制研究院所在科研、創(chuàng )新中要起什么作用，比較模糊。
    （４） 從企業(yè)層面來(lái)說(shuō)，２００６年全國科技大會(huì )明確指出企業(yè)在科技創(chuàng )新中應起主體作用。“主體”并不是意味獨干，或企業(yè)自己從頭干起。政府應促進(jìn)企業(yè)積極牽頭，超前提出需要研究解決的課題，堅持產(chǎn)學(xué)研的有機聯(lián)合開(kāi)展預先研究；“主體”也要有所為有所不為，企業(yè)不能包打天下，什么都要自己來(lái)干。國家提出企業(yè)發(fā)揮主體作用是一項比較長(cháng)遠的目標要求，不是每個(gè)企業(yè)都能馬上做到的。目前企業(yè)的研發(fā)力量大都比較薄弱，不可能、也不應該面面俱到。裝備制造企業(yè)最主要的是從事產(chǎn)品的創(chuàng )新和管理的創(chuàng )新，而共性的工藝技術(shù)的開(kāi)發(fā)，應該更多地依靠社會(huì )的研發(fā)力量——高等院校、科研院所和有關(guān)的專(zhuān)業(yè)企業(yè)。在２００２ ～ ２００３年期間，工程院的一個(gè)咨詢(xún)項目曾對１１５家中型到特大型企業(yè)進(jìn)行調查，在２ ０１２名焊接技術(shù)人員中具有博士學(xué)位的僅１人，而具有碩士學(xué)位的不足２％。企業(yè)中其他工藝的技術(shù)人員可能也好不了多少。這個(gè)結果比較真實(shí)地反映當前制造企業(yè)中工藝創(chuàng )新能力的不足。
    目前國家要在裝備制造企業(yè)中投資建立工程技術(shù)中心，如果制造企業(yè)按已被轉制的原先研究院所的模式來(lái)建立技術(shù)中心，將會(huì )造成研究資源的更大浪費。
    改革開(kāi)放以來(lái)，許多企業(yè)從國外引進(jìn)先進(jìn)的焊接設備和生產(chǎn)線(xiàn)，的確提高了工藝技術(shù)水平，改變了過(guò)去焊接生產(chǎn)的臟、慢、差的局面，但是在企業(yè)中也形成一種潛規則：凡是外國的設備就是先進(jìn)的、好的、可以炫耀的，甚至出現“外國的再貴也要買(mǎi)、國產(chǎn)的再好也不要”的情況。企業(yè)的主體作用也應該包括給本國的創(chuàng )新產(chǎn)品提供舞臺。
    制造企業(yè)在引進(jìn)國外的生產(chǎn)設備或新設計的產(chǎn)品過(guò)程，從引進(jìn)到消化吸收比較多的是封閉在企業(yè)內自行解決，很少組織產(chǎn)學(xué)研的聯(lián)合消化、創(chuàng )新的攻關(guān)，造成不斷引進(jìn)。其實(shí)產(chǎn)學(xué)研的結合對企業(yè)來(lái)說(shuō)能夠獲得更多的信息和更全面的分析意見(jiàn)，幫助企業(yè)更快地掌握和吸收；而對高校和院所來(lái)說(shuō)，也能獲得更多、更具體、更詳盡的國外先進(jìn)技術(shù)資料，有助于進(jìn)一步改進(jìn)、創(chuàng )新。企業(yè)應提供更多的平臺，更充分發(fā)揮和體現主體的作用。
    韓國是剛從中國身邊超越而跑到中國前面的國家，他們的科技發(fā)展很重視實(shí)效和對經(jīng)濟的促進(jìn)作用。韓國政府對于一些需求量大而又依賴(lài)進(jìn)口的設備（產(chǎn)品）會(huì )舉行科技項目競標，由政府資助、企業(yè)配套一定資金，實(shí)行產(chǎn)學(xué)研結合攻關(guān)，一旦出成果，國家將逐步減少對該產(chǎn)品的進(jìn)口，鼓勵裝備制造企業(yè)用國產(chǎn)的產(chǎn)品。例如最近韓國進(jìn)口一整套的軌道交通鋁合金車(chē)廂焊接生產(chǎn)線(xiàn)，他們說(shuō)：“我們就進(jìn)口這一套，不會(huì )再進(jìn)口第二套，第二套必然是國產(chǎn)的。”這種自豪是建立在國家的政策支持上。韓國并不追求獲得“諾貝爾獎金”，但是他們的造船技術(shù)、鋼鐵技術(shù)、汽車(chē)技術(shù)、ＩＴ技術(shù)都超過(guò)了中國。因此不宜過(guò)度追求高新精尖，要適當注意基礎共性技術(shù)的牢固。高新精尖技術(shù)是建立在牢固的基礎共性技術(shù)之上的。
３  自主創(chuàng )新模式與創(chuàng )新道路分析
３．１ 創(chuàng )新與創(chuàng )新道路分析
    技術(shù)創(chuàng )新模式原則上可以分為原始創(chuàng )新、集成創(chuàng )新、引進(jìn)消化吸收再創(chuàng )新。技術(shù)創(chuàng )新應與國民經(jīng)濟發(fā)展的需求相結合；重視在新時(shí)期新挑戰面前的戰略性創(chuàng )新規劃；重視高端技術(shù)和常規共性技術(shù)的均衡發(fā)展；重視關(guān)鍵技術(shù)與相關(guān)配套技術(shù)的成套化發(fā)展；重視創(chuàng )新成果推廣應用的環(huán)境建設。
    關(guān)于創(chuàng )新的道路應該首先從戰略角度來(lái)分析，日本、韓國和德國的做法很值得借鑒。例如日本在面對第一次石油危機的沖擊，提出發(fā)展ＣＯ２氣體保護焊和工業(yè)機器人技術(shù)以保持汽車(chē)和造船業(yè)的競爭力的戰略性創(chuàng )新；韓國解決依賴(lài)外國關(guān)鍵技術(shù)由政府引導和部分資助企業(yè)為主導的產(chǎn)學(xué)研結合的創(chuàng )新；德國和歐盟發(fā)展新工藝、新技術(shù)來(lái)彌補勞力成本高以提高造船和汽車(chē)行業(yè)的國際競爭實(shí)力的系統成套創(chuàng )新等。
    對于中國的技術(shù)創(chuàng )新，從共性技術(shù)發(fā)展的角度來(lái)看，應根據裝備制造業(yè)的發(fā)展需求開(kāi)展預研，由政府和裝備制造企業(yè)共同資助，組成產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合攻關(guān)。企業(yè)應重視支持中國自己的創(chuàng )新成果，提供應用的舞臺，促進(jìn)國內自己的創(chuàng )新隊伍的成長(cháng)。企業(yè)應更多地提前提出需求，盡量通過(guò)對發(fā)展趨勢的分析和預測，更多的是采取預先“訂貨”，而不是現時(shí)買(mǎi)“現貨”的方式，才能推動(dòng)有目標的自主創(chuàng )新。中國對于共性工藝技術(shù)的發(fā)展宜采取大學(xué)研究院所企業(yè)的三級創(chuàng )新體系
３．２    創(chuàng )新案例
    自改革開(kāi)放以來(lái)，在國家設立發(fā)明獎的２６年內，僅有十多項焊接成果獲得過(guò)國家發(fā)明獎，可見(jiàn)國內在焊接方面的創(chuàng )新成果并不很多（主要指焊接材料、焊接工藝技術(shù)、焊接設備的直接成果）。從這十多個(gè)發(fā)明獎項目的推廣面、應用效果、經(jīng)濟效益和社會(huì )效益角度來(lái)分析，可以認為哈爾濱焊接研究所的“雙絲窄間隙埋弧焊技術(shù)”成果最為突出。該科研成果于１９８５年鑒定，同年申報發(fā)明專(zhuān)利，并于１９８７年授權；于１９８９年獲機械部科技進(jìn)步一等獎，１９９０年獲國家發(fā)明三等獎，１９９４年獲全國優(yōu)秀專(zhuān)利項目獎。全自動(dòng)窄間隙埋弧焊設備自從１９８７年開(kāi)始在太原重型機器廠(chǎng)和哈爾濱鍋爐廠(chǎng)推廣應用以來(lái)，經(jīng)過(guò)十多年的不斷完善，現在已經(jīng)有６０臺套在國內的骨干重點(diǎn)企業(yè)中應用，例如第一重型機械廠(chǎng)、第二重型機械廠(chǎng)、太原重型機械廠(chǎng)、哈爾濱鍋爐廠(chǎng)、東方鍋爐廠(chǎng)、武漢鍋爐廠(chǎng)、上海電站輔機廠(chǎng)、上海金山化工機械廠(chǎng)、蘭州石油化工機械廠(chǎng)等，最多的一家有４套，先后焊接了如６０萬(wàn)千瓦電站鍋爐汽包、石化的大型加氫反應器、大型水壓機的主工作缸和柱塞等產(chǎn)品，焊接的最大厚度達４００ ｍｍ，并已經(jīng)成為中國重型裝備制造企業(yè)的重要焊接生產(chǎn)設備?，F在該設備已經(jīng)穩穩地占領(lǐng)了國內市場(chǎng)，不僅價(jià)格比國外的類(lèi)似產(chǎn)品低而且性能比外國的好，焊接效率高，焊接質(zhì)量穩定，經(jīng)多年的實(shí)際應用證明，接頭一次探傷合格率達到９９．５％以上。２００５年由第一重型機械廠(chǎng)為神華集團生產(chǎn)的中國第一套煤直接液化裝置的加氫反應器，通過(guò)國際招標，最終決定全部采用中國自己的專(zhuān)利產(chǎn)品——全自動(dòng)雙絲窄間隙埋弧焊設備（共兩套）。該加氫反應器直徑５．５ ｍ，全長(cháng)６２ ｍ，壁厚３３７ ｍｍ，總重２ ０６０ ｔ，是當今世界最重最大的反應器。每個(gè)反應器由十多個(gè)大型整體鍛造筒節焊接而成，每條環(huán)焊縫需要連續焊接５天，所有焊縫均一次探傷合格。
    該項目是１９８０年第六個(gè)五年計劃初期由國家科委下達的科技攻關(guān)課題，原計劃是要求對常規埋弧焊設備進(jìn)行現代化改造，以適應大型裝備焊接的需求。課題組深入哈爾濱鍋爐廠(chǎng)、第一重型機械廠(chǎng)、太原重型機械廠(chǎng)等大廠(chǎng)調研，并廣泛閱讀和仔細分析國外的文獻資料。課題組發(fā)現美國和日本在１９６０ ～ １９７０年代對不同形式的窄間隙氣體保護焊進(jìn)行過(guò)多年的研究，有成功的經(jīng)驗也有失敗的教訓。主要的問(wèn)題是坡口過(guò)小難以實(shí)現自動(dòng)化跟蹤，而且一旦出現缺陷又難以清除和修復。課題組也發(fā)現歐洲在開(kāi)發(fā)一種窄間隙埋弧焊方法，但不了解詳細情況。１９８１年在埃森國際焊接與切割展覽會(huì )中，發(fā)現兩家國際著(zhù)名的焊接設備公司展出一種單絲窄間隙埋弧焊設備，在與設備的開(kāi)發(fā)工程技術(shù)人員的交談中，盡可能詳細了解設備的特點(diǎn)和設計思想。課題組認真分析了他們設備的優(yōu)、缺點(diǎn)，并結合以往的科研和生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗，認為該設備具備一定特色，但也存在重大問(wèn)題，即當提高焊接電流以增大熔敷率時(shí)，電弧對母材的熱輸入量也將增加，母材熱影響區中的過(guò)熱區會(huì )加寬、組織粗化，接頭性能將明顯降低。另外他們采用單側橫向跟蹤和環(huán)焊縫焊接每圈的搭焊方式容易出缺陷，也有必要改進(jìn)。為了解決重型裝備焊接效率和質(zhì)量的矛盾，課題組采用了雙絲的方案，并巧妙地布置和排列了兩根焊絲，使之既能保證坡口側壁熔透，又不增加對母材的熱輸入；既能保證高熔敷率，又能形成薄而寬的焊道，充分利用后一道焊道焊接時(shí)的熱量對前一道焊道的熱影響區進(jìn)行正火處理，細化其過(guò)熱區的晶粒。最終找到解決焊接質(zhì)量和效率矛盾的兩全方法。經(jīng)實(shí)際焊接檢驗，效率比普通埋弧焊提高效率一倍以上，比單絲窄間隙埋弧焊提高６０％，而焊接接頭熱影響區中過(guò)熱區的沖擊韌性達到接近正火＋回火的母材水平。同時(shí)改進(jìn)了跟蹤的方式，采用橫向雙側跟蹤，并且還改進(jìn)了搭焊的程序。實(shí)踐證明這些措施是很有必要且相當有效的，也特別適合國內企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)際需要。在無(wú)需提高接頭裝配精度的條件下，可以保證高效率焊接和穩定的焊接質(zhì)量。這項成果是中國第一個(gè)研究成功并廣泛推廣的窄間隙焊接方法，該方法使國內的窄間隙焊接技術(shù)達到國際先進(jìn)水平。  
４  提高自主創(chuàng )新能力的戰略目標及關(guān)鍵核心技術(shù)
４．１ 今后十年內自主創(chuàng )新戰略目標
    １.焊接機械化、 自動(dòng)化率從目前的３５％提高到５０％，提高焊接機械化、自動(dòng)化成套裝備的設計與制造能力，滿(mǎn)足７０％以上國內市場(chǎng)需求；
    ２.從夯實(shí)國內焊接材料和弧焊電源的技術(shù)基礎著(zhù)手，提高研發(fā)能力，大力推進(jìn)新型弧焊電源和高性能焊接材料的自主創(chuàng )新，使中國不僅是世界最大的焊接材料生產(chǎn)國，而且使焊接材料的質(zhì)量和性能達到世界先進(jìn)水平，使高端焊材的自給率達６０％以上，焊材出口量超過(guò)２５％；
    ３.圍繞國家重大技術(shù)裝備，重點(diǎn)解決重、大、厚、長(cháng)及復雜焊接結構的優(yōu)質(zhì)、高效、智能化焊接技術(shù)的自主創(chuàng )新（包括船體高效焊接、大型水輪機的高效焊接、長(cháng)輸管線(xiàn)現場(chǎng)高效焊接、鋁合金車(chē)體優(yōu)質(zhì)焊接、厚壁壓力容器優(yōu)質(zhì)焊接、大面積容器（管）的耐蝕堆焊、厚大馬鞍形焊縫的高效焊接等），使重大裝備產(chǎn)品的關(guān)鍵焊接技術(shù)均有國內自主知識產(chǎn)權；
    ４.發(fā)展焊接新技術(shù)（包括激光、激光與其它熱源復合焊接技術(shù)、攪拌摩擦焊技術(shù)等），并在重點(diǎn)裝備制造企業(yè)中推廣應用。
４．２ 關(guān)鍵核心技術(shù)
   焊接技術(shù)的總體發(fā)展趨勢是高效、優(yōu)質(zhì)、低成本、環(huán)境友好、適應新材料、新結構、新功能要求，需要開(kāi)展的關(guān)鍵核心技術(shù)有以下幾個(gè)領(lǐng)域：
    （１）重大厚長(cháng)及復雜焊接結構的優(yōu)質(zhì)、高效、智能化、自動(dòng)化成套焊接技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)主要是視覺(jué)傳感技術(shù)、焊接過(guò)程的智能化和協(xié)調控制技術(shù)、工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)化與配套技術(shù)。必須重視國內工業(yè)機器人的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，缺乏自主的工業(yè)機器人系統，很難集成上述技術(shù)，并且在高端裝備上受制于人。         
    （２）激光焊接、激光與其它熱源復合焊接以及攪拌摩擦焊等新型焊接技術(shù)。關(guān)鍵焊接技術(shù)主要有激光與材料的作用機理、激光與其它能源的復合機理、攪拌摩擦焊的成形機理的深層次認識，以及新工藝技術(shù)在新型材料（包括鋁、鎂、鈦合金及超高強鋼等）焊接中的冶金特性。
    （３）多功能全數字化逆變弧焊電源技術(shù)。關(guān)鍵技術(shù)主要有針對不同電弧過(guò)渡形式中的電弧物理與工藝特征的優(yōu)化控制模式，數字化逆變焊接電源的研究開(kāi)發(fā)不僅僅是電路的開(kāi)發(fā)與創(chuàng )新，必須將逆變電源的開(kāi)發(fā)與工藝，特別是電弧物理相結合，開(kāi)發(fā)新型的、更高性能的、更多功能的弧焊電源，推動(dòng)使用量大面廣的弧焊技術(shù)的發(fā)展。
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。
　　以上信息來(lái)源于《中國焊接機信息網(wǎng)》深圳市星鴻藝激光科技有限公司專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)研發(fā)各類(lèi)激光焊接機、主要有自動(dòng)激光焊接機、首飾激光點(diǎn)焊機、手機外殼激光焊接機、模具激光焊接修補機、振鏡激光焊接機等焊接設備。。。。。。
詳細咨詢(xún)電話(huà)：0755-23002029   介紹鏈接地址：http://www.fashion99.cn/goods/alllist_2.html