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新世纪我国焊接产业的发展与展望
陈邦固1，金立鸿1，王秀文1，朱文刚2
(1．天津大学 机械学院，天津300072；2．天津三英焊业有限公司，天津301700)
摘要：进入新世纪以来，随着我国国民经济的快速发展，西部开发战略的实施，电子信息技术的突飞猛进以及加入WTO，给我国焊接产业提供了前所未有的发展机遇。但也应该看到我国焊接产业还存在各种各样的问题，因此，应根据我国的国情，制定科学的发展战略，优化资源配置，调整产业结构，鼓励创新，发展“高效、自动、智能、节能、环保”的焊接产业。
关键词：焊接；发展；展望
1 世纪之交我国焊接产业的新机遇
近20年来，我国国民经济持续高速发展为我国焊接产业提供了前所未有的发展机遇。
1.1冶金工业的发展为焊接提供了巨大的市场
“九五”期间，我国GDP的平均增长率为8.3％，到2000年国仙钢材的消耗量已经达到了1.41亿t，继续保持世界钢铁产销量第一大国的地位。与此相应，我国焊村耗量与钢材消耗量同步增长，2000年达到120万t。按“十五”期间预计的我国GDP增长率7％计算，到2005年底我国的钢材消耗量达到1.6-1.7亿t，到2010年可达到2亿t左右；同比计算，到2010年我国的焊材消耗量将会达到160万t。
与焊材同步，我国电焊机的产量也快速增长，1995年各类焊机的产量为20万台，到2000年就达到了25万台，预计在2010年焊机的产量会达到30万台以上。
1.2 西部大开发和国家重大工程项目为焊接产业发展带来新契机
新世纪伊始，国家制定了西部大开发的战略，确定了西气东输、西电东送、南水北调等重点工程，这几个工程规模之大，投资之多，受益之深都是建国以来前所未有的，这对整国民经济的发展必将带来巨大的拉动效应，对焊接产业的发展也必然有促进作用。
1.3 电子信息技术的应用推动焊接产业的发展
当今电子信息技术的迅猛发展将使焊接产业产生脱胎换骨的革命。一大批落后的高耗能手工焊机将被新型的逆变电源焊机取代。高效化、自动化、智能化以及高能密度焊接(激光焊、电子束焊等)工艺和设备将会得到广泛的应用。
1.4 加入WTO有利于焊接产业走出国门，走向世界
2001年年底，我国加入WTO标志着我国成功地融入世界经济的大循环中，为我国焊接产业的产品出口创造了良好的机遇。由于中国的劳动力价格低廉且资源丰富，各种产品在国际市场上有很大的价格优势，同时我国焊接教育与科研具有相当的基础，焊接产业也有一定的规模，假以时日，焊材、焊机和钢结构等焊接产品必将成为机电工业的大宗出口产品。
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我国焊接产业面临界的严峻的挑战
尽管新世纪焊接行业面临着良好的发展前景，也应该看到，进入WTO后国际竞争日益加剧，由于我国焊接产业与国际先进水平整体上落后了10余年，这种巨大的落差使我们面临严峻的挑战。
2.1 技术落后．自动化程度低
按照2001年各类电焊机和各类焊村的销售比例估算，目前我国的焊接机械化与自动化作仅占全国焊接量的20％左右，且主要是工序自动化、机械化，很少有全过程自动化，各行业中只有汽车、造船和压力容器翻造行业中部分企业的自动化率超过50％。再以焊接高新技术的标志之一——焊接机器人为例，我国在2000年底已安装的焊接机器人有600多台，主要集中在汽车、摩托车和工程机械等生产领域，而且这些焊接机器人90％以上来自进口，只有极少部分是国内设计生产的。与之相对应，早在1998年，日本的机器人保有量为411800台，美国为81700合，德国为73200台，其差距显而易见。
2.2产业结构不合理
我国的焊接产业虽然在规模上雄据世界首位，但产业结构却极不合理。
(1)焊接结构与钢材总量的比重小
焊接结构和钢材总量的比值在一定程度上反映了钢材的利用率和经济性。建国以来我国在发展焊接结构生产方面取得了很大成绩，采用全焊接结构、栓。焊结构、锻。焊结构和铸．焊结构成功地建造了许多大型桥梁、超大型重型机械和水电设备等，但距国际先进水平仍有差距，在发达国家该指标达60％以上，但是我国这一指标仅为40％左右。这反映我国在钢铁制成品生产过程中，材料的浪费多，工效低、成本高，因此我国在机械制造业中，应进一步开展以焊代铸、以焊代锻工艺，加强焊接钢结构的科研、设计和生产水平。
(2)自动化焊材的比重太低
从2001年国内的焊材消耗量来看，全年共生产焊材约130万t，出口约10余万t，实际消耗约125万t。其中焊条约100万t左右，占总消耗量的77％；气体保护实芯焊丝约14万t，占总消耗量的10.8％；药芯焊丝约1.6万t，占总消耗量的1.2％；埋弧焊材(包括焊丝和焊剂)约12万t，，占总消耗量的9.2％．而日本在近20年里焊条的产量占焊材生产总量的比例逐年下降，到1999年焊条产量仅占焊材总产量的19％，埋弧焊材占焊材总产量的12％，实芯焊丝占38％，药芯焊丝占31％。目前日本焊条、实芯焊丝、埋弧焊丝和药芯焊丝的比例大体维持在2：4：3。5：1：4的关系，即10年后药芯焊丝将占焊材的40％左右，成为第一大焊材品种。通过以上数字对比可以看出，我国的焊材构很不合理，仍以自动化程度量低的焊条电弧焊为主，代表焊接自动化水平的自动、半自动焊丝消耗量仍然很低。
（3）自动化和半自动化通用焊机和特种专机占焊机生产总数的比值较小。
1995年我国共生产焊机20万台，在这些焊机中76%为低档弧焊变压器，其中又以技术落后的矩形动铁式和动圈式弧焊变压器为主，另外弧焊整流占14.6％，自动和半自动焊机占5.7％，其它焊机占4.14％。同期在发达国家自动化焊机的比例占30％以上。至于20世纪90年代兴起的节能、高效的逆变焊机差距更为明显。我国1995年生产逆变焊机6200多台，仅占当年生产的电弧焊机的3.4％，相比之下美国的逆变焊机产量已占电弧焊机总产量的30％以上，日本则超过50％，对逆变焊机的开发我国本来是与发达国家同时起步的，经过10年的较量我们又一次落后了。
另外，我国适用于特殊场合的专用焊机更少，例如管线全位置焊接设备，全自动气电立焊设备、多头埋弧焊设备，管接头专用焊机等大都依赖于进口。
2.3科研投入不足，科研与生产脱节
（1）焊接产业尽管是国民经济中不可缺少的一部分，但不是重要的支柱产业，企业规模不大，而且近年国有焊接企业经营效益差，难以筹经费开发新产品，企业也很少能够获得国农历或政府的科研经费资助，完全靠自身的科研实力进行科研开发有一定的困难。因此，产品老化，严重缺乏竞争力。
（2）在我国的焊接产业中，科技开发力量薄弱，科研与生产的结合不紧密。
我国重大科研课题的研究大多集中在高校和研究院所，但这些单位和部门企业之间相互的沟通不紧密，一方面许多企业缺乏科技开发实力，另一方面高校、科研所的许多成果被束之高阁，难以转化为现实的生产力，造成资源的极大浪费。另外，一些高校明显存在重视理论，轻视应用的倾向，尤其不重视科研成果的转化，一项科研课题往往做到实验室样机阶段就结束了，而根据我们的经全，从实验室样机到大批量投入生产并进入市场往往还有很长的路要走，其难度和工作量远远超过实验室工作的十倍乃至百倍。
2.4厂家众多、规模小而分散
国内的焊接产业虽然在总量上居世界前列，据有关资料介绍我国瑞有焊材生产厂200多家，焊机和焊接装备生产厂1500多家，这些企业中的大部分由于各种原因目前经营困难，开工不足。在规模上根本无法与世界各大焊接公司相比，以药芯焊丝为例，截止到2000年我国已经有30多家企业引进或自制设备生产药芯焊丝。而在各国通过挪威船经各国通过挪威船级社船检的厂商中，美国、‘日本和韩国分别只有7家、11家和6家。在国内的这30几家企业中，产量超过1000t的只有4家，而已形成3000t以上规模的仅有三英公司一家。相比而言，韩国现代公司在1994年月产就达到1500t，规模优势明显。
2.5加入WTO后竞争加剧
2001年我国成功地加入WTO，有利于民族焊接产业进入国际市场，但同时也有利于世界各国的焊接企业进人中国市场.如日本松下、美国林肯公司、中国台湾天泰、广泰、瑞典ESAB等知名焊接企业都先后在中国内地建立合资或独资企业，企业，加大了在市场上竞争的力度， 国内焊接企业依靠的丰富资源和廉价劳动力优势已不明显，相反在科研开发与企业管理上的劣势却日益现出来。因此对于我国的焊接民族产业的发展前景不能盲目乐观。
3 新世纪焊接产业的发展趋势
未来我国焊接产业的发展趋势可以概括为一句话，即“发展高效、自动化、智能型，节能、环保型，并适应21世纪新型工程材料发展趋势的焊接工艺、设备和焊材。”
3.1发展高效、自动化、智能型的焊接
目前我国的焊接自动化率只有20％左右，国家从上个世纪末开始逐渐在各个行业推广气体保护焊，取代焊条电弧焊。现已初见成效。可以预计在21世纪的前10年，我国的焊接技术仍然是在传统的柜架内继续增长与改进，智能型焊接也会在特定领域适当发展。
（1）熔化极气体保护焊逐渐取代焊条电弧焊将成为焊接的主流，预计未来10年内实芯焊丝占焊村消耗量的比例会由现在的10％增长到30％，药芯焊丝由现在的1.3％增长到20％，埋弧焊焊村维持在10％的水平上，其中药芯焊丝的增长幅度明显加大，在未来20年内会超过实芯焊丝，最终会成为焊材的主导产品。
（2）高效、节能并能自动调节焊接参数的智能型的逆变焊机会逐渐取代手工弧焊机的普通晶闸管焊机，而且焊机的操作趋势向简单化，智能化、以符合当令淡化操作技能的趋势。
（3）在汽车、工程机械和航空、航天等领域较广泛应用适于不同场合的焊接机器人，大幅度提高焊接质量和生产效率。
可喜的是我国很多部门和单位已经意识到这些总题，造船系统已经率先提出，到2005年船厂的焊接高效率要达到80％以上，其中CO2焊接应用率达到55％，焊接机械化率、自动化率要达到70％左右。
3.2发展“节能、环保”的焊接
进入21世纪以来，环保成为媒体上的热门的词汇之一，重视环保已为人们普遍接受。焊接产业也面临着同样的问题。焊接一直是高污染的行业之一，改善焊工的工作条件，减少烟尘成为焊接工作都的面临的重要问题。日本已研制出工艺也从镀铜焊无镀铜焊丝转变，以降低制造过程的环境污染，并减少含铜粒子烟尘对焊工健康的影响。此外，随着科学的发展，低成本大功率激光器的出现，必然会使激光焊等高效、高质量的洁净焊接技术日益普及，与电子束焊、等离子弧焊等高能束焊接一起进入普通有的加工制造企业中。
3.3适应新材料的发展趋势
目前，“纯净化、微合金化和控轧控冷”等技术在钢铁企业逐步推广，钢材的品质得到了大幅度提升，发达国家正加紧研发相当于目前常用钢材强度2倍、3倍甚至更多的超级钢。与之对应的焊材的品质升级落后。如国内不少低合金黄色钢的实物w(S)∠0.009％,甚至0.005％。2000年末国家技术监督局批准修改了《压力容器用》钢板和《低温压力容器用碳钢和低合金结构钢钢板》两个国标，各种牌号的焊材`w(S，P)都有大幅度的降低，如16MnD,w(S)由原来的≤0.025％降到≤0.015％，w(P)由≤0.030％降到≤0.025％。这些指标都低于相应的焊材国家标准中规定的w(S，P)值。再比如“西气东输”4000km管线工程中，全部采用X70钢：钢材的实物水平为抗拉强度大于600MPa，—20℃的冲击吸收功平均大于200J，钢材中的w(S)∠0.005％，石油管道局在选用焊材时，目前国产焊丝均不能与之配套。另外，在《2000-2005年冶金科技产品发展指南》和(轧钢科技发展指南)中，明确要研制推广的高层建筑用高强钢、管线钢x70、工程机械用1250MPa高强钢、H型钢、耐火钢、耐候钢、防震和高性能耐热钢、低温钢，还有近些年开发的高性能复合材料等等，其中大部分钢种国内尚无焊接材与之配套。可以说随着科技的发展，新材料不断涌现，各焊接企业必须时刻注意焊接发展的新动向，发展与之配套的新型焊接材料和焊接工艺。
4 对焊接产业发属的建议
4.1 优化资源配置，提高规模效益
近10年来，国外爆接巨头纷纷在国内设厂，并加大在中国投资的力度，对国内的焊接民族产业造成很的冲击，比如唐山松下产业机器有限公司就已经占有了中国气保护焊机将近50％的市场份额，许多内资企业由于体制、技术和资金等原因纷纷走人因境。尽管有一些企业在市场竞争中取得了很大的进步，如从事焊材生产的四川大西洋、天津金桥和天津三英等企业和从事焊机生产的时代公司等，但尚无像林肯、ESAB这样集焊材和焊机为一体的巨型企业。近年来国外厂商并购不断，企业规模更加壮大，如美国何伯特公司在并购MAKAY公司后又与米勒公司合并，萨福在兼并奥林康后又露AIRLJQUID并购。因此国内焊接行量为了生存和壮大，必须抓紧时机，优化资源配置，调整产业结构，通过资产重组构筑—两个有很强核心竞争力，集焊材、焊机和焊接工程于一体，产品门类齐全，实力雄厚的民族焊接产业旗舰，发展覆4到5家国际闻名的在某一类焊接产品有相当规模和较强竞争力的企业和若干在某类产品很有特色或为上述大企企配套的一些小型专业厂家。只有这样，才能保证我国焊接产业整体进入国际市场。
4.2 鼓励创新，提高企业核心竞争力
日本在20世纪80年代左右发明了钛系气保护药芯焊丝；其后又不断地进行更新改造，仅近几年，日本公开的药芯焊丝专利数目就有几十个，比世界其它曰家公开的专利总和还多，至今仍保持在该领域的世界领先地位。相比之下，我国在创新性研究方面做得还相差很远，较多的是跟踪型研究。中国的焊接产业要实现可持续发展，就必须加强有关工艺和技术的研究，尤其是创新性研究，发展有中国自主知识产权的产品，提高企业的核心竞争力。
4.3 进一步提高产品品质，完善产品系列
目前在中、低挡产品中，国产产品的品质有的已经接近国。际先进水平．但在细节上尚有差距，在高端产品市场，则基本是进口产品的天下，国产产品只能在低端市场与进口产品竞争，如焊接机器人、特种焊机以及焊材中自保护药芯焊丝系列等等。今年“西气东输。选用的美国的自保护药芯焊丝的售价达到60元／kg左右，已经接近气保护不锈钢药芯焊丝的售价，其根源在于目前国内尚无相应的产品与之竞争。
4.4 人才的培养
企业的竞争归根结底是人才的竞争，与新兴的IT行业和生物工程等行业相比，焊接行业的人才竞争力要相差很多。同为传统行业的冶金、汽车等行业的吸引力也要好于焊接行业。由于社会对焊接专业人员缺乏重视，工作较苦，待遇较低，近几年大多数的焊接专业毕生转行到其它行业，只有极少部分继续从事焊接工作。另外全国各高校陆续开始专业改革，在本科招收目录中取消了焊接专业，另一方面。相应的职业培训并未跟上，更加重了焊接专业人才的青黄不接。因此一方面要提高从业人员的待遇，加大对人才的吸引力，另一方面借鉴西方国家的经验，加强职业培训和研究生培养，以适应焊接行业对高、中级人才的需要。
（《焊接技术》2002年第5期P3-5）
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