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近些年来我国焊接技术的整体发展水平比较好,然而,我国焊接行业与发达国家的差距还很大,尤其在高新技术的应用上差距更大,焊接技术应用方面:焊接技术应用不广、数量不多、焊接生产机械化、自动化水平低。扩大焊接结构的应用,大力推广优质高效节能的焊接技术、提高焊接机械化、自动化水平,实现焊接工艺及装备的现代化、提高焊接质量、降低成本等方面尤为重要。
一、我国焊接技术已有很大发展
在国内,无论是从目前焊接设备和材料产量构成比的发展趋势,还是从焊接设备和材料的制造技术和发展方向上看,我国现在焊接技术已有很大发展,部分产品技术已达到或接近国外先进水平,特别是逆变式焊机技术。
1、逆变式焊机技术已成熟,正在全国推广应用
逆变式焊机节能20%~30%、省材80%~90%,易实现多功能、自动化和智能化等突出的优点,而且我国研发和生产技术已成熟,产量和品种发展很快,国家已经把它列入高科技产品目录,根据不完全统计,连续两年以43%~45%的速度增长,占各门类焊机总数的7%~9%,即接近1/10。逆变式焊接技术与发展的大体水平,可归纳如下几点:
(1)大功率逆变技术增大至1000A埋弧以及630A的手工弧焊/TIG,电弧气刨以及250A级的空气等离子切割等工艺已成熟应用。
(2)逆变式CO2焊机技术推广打开了一个新局面:逆变式CO2/MAG/MIG直流、脉冲、交流方波焊接设备,通过增大功率(最大630A)、波形控制、一元化调节,引弧收弧控制等技术的引入,减少了飞溅,改善了成型,可以部分满足高档焊接结构的需要。
(3)以DSP为代表的数字化控制技术:已有报道,少数厂家有展出和进入市场。这标志着我国逆变式高性能焊机技术正逐步与国际水平接轨,但技术水平和性能有差距。
2、波控、智能及自动、半自动焊接技术快速发展
自动、半自动气体保护焊机、埋弧焊机、电阻焊机等产品,是实现优质、高效焊接工艺的必备条件,2000-2002年CO2/MIG/MAG焊机产量,占总产量11%~13%,比上年增长26%~63%,埋弧焊产量增长107%~150%。2000年我国点弧焊机器人已达到980台。
通过模糊控制、神经网络、传感器、数据库(专家系统)、IC卡、数字化控制对焊接电流进行精细和智能调节,把焊接"粗活"做细、做精、做快等等,科研水平达到或接近国外先进水平,但在实际应用上,与国外的差距较大。
3、成套、专用焊接设备整体制造能力与水平较大提高
近年来,由于用户更高的要求,我国成套、专用焊接设备不仅整体制造能力与水平较大提高,还在基础件、配套件的选用方面下了功夫,并有许多新突破,通用产品部分已接近或达到国外水的水平,但是特种焊接设备和重大装备的生产水平不能满足国内用户的需求,进口额度有增无减,达近3亿美元,与我国焊机年产总值相当。
4、焊接材料生产水平迅速增长,产品结构变化大
我国焊丝产量从2000~2004年的109万吨增至186万吨,其中,实芯焊丝从11万吨增至20万吨;埋弧焊丝从6万吨增至13万吨。可见,焊丝生产与焊条比有较大幅度的增长,从而推动了半自动、自动焊方法的推广。尤其是大型或特大焊接结构厂,焊丝和自动化使用已达78%。2004年我国焊丝用量为326万吨,完成的焊接结构9590万吨,占钢材产量的45%,焊材产量与钢材产量之比为0.96%,大于世界发展中国家的比例(0.75%~1.2%)。
二、我国焊接技术与发达国家差距的分析
然而我国焊接行业与发达国家的差距还很大,尤其在高新技术的应用上差距更大,表现在:
1、焊接材料
焊接材料生产的发展趋势应为:焊条产量逐年减少,气体保护焊丝产量逐年增加。而我国焊接材料产品结构不合理,2005年焊条产量约占77%,气体保护焊丝约占20%。说明我国使用手工电弧焊的比重仍然很大。
气体保护实芯焊丝、埋弧焊丝品种较少,碳钢、低合金钢焊丝的数量和质量基本能满足国内应用企业的要求,但中合金钢、高合金钢、镍基合金以及其他合金焊丝的品种很少。
新型焊接材料开发缓慢,压力容器和电站锅炉使用的新材料国内没有匹配的焊接材料,只能通过从国外进口。
2、焊接装备
⑴焊接设备结构不合理
在电弧焊机中交流弧焊机所占比例仍较大,高耗能的旋转式直流焊机仍占有一定的比例,CO2焊机所占比例还有待提高。
⑵焊接设备的自动、半自动化程度不高
以电弧焊机为例,自动、半自动焊机所占比例较小,2005年统计结果,自动、半自动焊机仅占电弧焊机的20~35%。
⑶专用的数控切割设备品种不多
数控切割机的制造已形成一定的规模,但配套的等离子切割电源还要大量进口,专用的数控切割设备品种不多。
⑷焊接机器人制造能力、制造水平和推广应用有待进一步提高
国内投产使用的焊接机器人绝大部分从国外进口,国内一些科研院所和制造厂家具有一定的焊接机器人设计和制造能力,但是没有形成产品的商品化。与日本、美国、西欧等工业发达国家相比较,焊接机器人的数量极少,据统计2002年全国焊接机器人的数量不到2000台,焊接机器人的正常运行率不理想。
(5)焊接装备水平相对落后
我国在特种焊机、成套设备及其他焊接装备方面发展较慢,满足不了焊接生产的需要。很多国产新型焊接设备自行研制开发的少,仿制、组装的多。
(6)合格率有待提高
焊接设备、TIG、CO2焊枪和配件制造的自动化程度不高,手工作业较多,产品性能稳定性和一次合格率有待提高。
3、焊接技术应用方面
⑴焊接技术应用不广、数量不多
在世界工程技术界已公认将焊接结构用钢量作为衡量一个国家工业发达及焊接技术先进的主要指标。全世界平均45%的钢材要经过焊接才能成为投入市场的产品。据资料介绍世界工业发达国家焊接结构用钢量占本国钢产量的60%以上。2000~2005年随着我国工业现代化的高速发展,许多重型结构如电站锅炉、压力容器、船舶、建筑工程、冶金装备、重型机械等都趋于大型化、规模化、高效化,焊接结构用钢量将大幅度上升。据不完全统计2002年我国焊接结构用钢在9000万吨左右,约占我国钢材消耗量的45%以上,正接近、超过世界的平均水平。
⑵焊接生产机械化、自动化水平低
为提高生产率、降低工人劳动强度,国外焊接生产机械化、自动化已达到很高程度,而我国手工焊所占比例却很大。按焊丝与焊接材料的比来计算机械化、自动化的比例,2002年日本为80.6%,西欧为74%,美国为71%,2004年我国为33%。
从生产工艺装备看,近年来我国生产了一些成套的焊接工艺装备和焊接生产线,也有的厂家从国外引进了一些设备,数量远不能满足国内工业生产的需要。
计算机在焊接生产工艺中的应用,国外较普遍,可用于焊接过程规范参数的控制,还可用于整条生产线、焊机的群控,还可根据材料厚度自动选择、预置焊接规范,对焊接过程实现自适应控制、最佳控制和智能控制。我国计算机在焊接中的应用工作起步较晚,经“九五”期间的研制,取得了很好的进展,但很多没有达到生产实用的水平,与国外相比,相差甚远,这也是今后提高焊接技术水平、实现机械化、自动化的课题之一。
一、我国焊接技术已有很大发展
在国内,无论是从目前焊接设备和材料产量构成比的发展趋势,还是从焊接设备和材料的制造技术和发展方向上看,我国现在焊接技术已有很大发展,部分产品技术已达到或接近国外先进水平,特别是逆变式焊机技术。
1、逆变式焊机技术已成熟,正在全国推广应用
逆变式焊机节能20%~30%、省材80%~90%,易实现多功能、自动化和智能化等突出的优点,而且我国研发和生产技术已成熟,产量和品种发展很快,国家已经把它列入高科技产品目录,根据不完全统计,连续两年以43%~45%的速度增长,占各门类焊机总数的7%~9%,即接近1/10。逆变式焊接技术与发展的大体水平,可归纳如下几点:
(1)大功率逆变技术增大至1000A埋弧以及630A的手工弧焊/TIG,电弧气刨以及250A级的空气等离子切割等工艺已成熟应用。
(2)逆变式CO2焊机技术推广打开了一个新局面:逆变式CO2/MAG/MIG直流、脉冲、交流方波焊接设备,通过增大功率(最大630A)、波形控制、一元化调节,引弧收弧控制等技术的引入,减少了飞溅,改善了成型,可以部分满足高档焊接结构的需要。
(3)以DSP为代表的数字化控制技术:已有报道,少数厂家有展出和进入市场。这标志着我国逆变式高性能焊机技术正逐步与国际水平接轨,但技术水平和性能有差距。
2、波控、智能及自动、半自动焊接技术快速发展
自动、半自动气体保护焊机、埋弧焊机、电阻焊机等产品,是实现优质、高效焊接工艺的必备条件,2000-2002年CO2/MIG/MAG焊机产量,占总产量11%~13%,比上年增长26%~63%,埋弧焊产量增长107%~150%。2000年我国点弧焊机器人已达到980台。
通过模糊控制、神经网络、传感器、数据库(专家系统)、IC卡、数字化控制对焊接电流进行精细和智能调节,把焊接"粗活"做细、做精、做快等等,科研水平达到或接近国外先进水平,但在实际应用上,与国外的差距较大。
3、成套、专用焊接设备整体制造能力与水平较大提高
近年来,由于用户更高的要求,我国成套、专用焊接设备不仅整体制造能力与水平较大提高,还在基础件、配套件的选用方面下了功夫,并有许多新突破,通用产品部分已接近或达到国外水的水平,但是特种焊接设备和重大装备的生产水平不能满足国内用户的需求,进口额度有增无减,达近3亿美元,与我国焊机年产总值相当。
4、焊接材料生产水平迅速增长,产品结构变化大
我国焊丝产量从2000~2004年的109万吨增至186万吨,其中,实芯焊丝从11万吨增至20万吨;埋弧焊丝从6万吨增至13万吨。可见,焊丝生产与焊条比有较大幅度的增长,从而推动了半自动、自动焊方法的推广。尤其是大型或特大焊接结构厂,焊丝和自动化使用已达78%。2004年我国焊丝用量为326万吨,完成的焊接结构9590万吨,占钢材产量的45%,焊材产量与钢材产量之比为0.96%,大于世界发展中国家的比例(0.75%~1.2%)。
二、我国焊接技术与发达国家差距的分析
然而我国焊接行业与发达国家的差距还很大,尤其在高新技术的应用上差距更大,表现在:
1、焊接材料
焊接材料生产的发展趋势应为:焊条产量逐年减少,气体保护焊丝产量逐年增加。而我国焊接材料产品结构不合理,2005年焊条产量约占77%,气体保护焊丝约占20%。说明我国使用手工电弧焊的比重仍然很大。
气体保护实芯焊丝、埋弧焊丝品种较少,碳钢、低合金钢焊丝的数量和质量基本能满足国内应用企业的要求,但中合金钢、高合金钢、镍基合金以及其他合金焊丝的品种很少。
新型焊接材料开发缓慢,压力容器和电站锅炉使用的新材料国内没有匹配的焊接材料,只能通过从国外进口。
2、焊接装备
⑴焊接设备结构不合理
在电弧焊机中交流弧焊机所占比例仍较大,高耗能的旋转式直流焊机仍占有一定的比例,CO2焊机所占比例还有待提高。
⑵焊接设备的自动、半自动化程度不高
以电弧焊机为例,自动、半自动焊机所占比例较小,2005年统计结果,自动、半自动焊机仅占电弧焊机的20~35%。
⑶专用的数控切割设备品种不多
数控切割机的制造已形成一定的规模,但配套的等离子切割电源还要大量进口,专用的数控切割设备品种不多。
⑷焊接机器人制造能力、制造水平和推广应用有待进一步提高
国内投产使用的焊接机器人绝大部分从国外进口,国内一些科研院所和制造厂家具有一定的焊接机器人设计和制造能力,但是没有形成产品的商品化。与日本、美国、西欧等工业发达国家相比较,焊接机器人的数量极少,据统计2002年全国焊接机器人的数量不到2000台,焊接机器人的正常运行率不理想。
(5)焊接装备水平相对落后
我国在特种焊机、成套设备及其他焊接装备方面发展较慢,满足不了焊接生产的需要。很多国产新型焊接设备自行研制开发的少,仿制、组装的多。
(6)合格率有待提高
焊接设备、TIG、CO2焊枪和配件制造的自动化程度不高,手工作业较多,产品性能稳定性和一次合格率有待提高。
3、焊接技术应用方面
⑴焊接技术应用不广、数量不多
在世界工程技术界已公认将焊接结构用钢量作为衡量一个国家工业发达及焊接技术先进的主要指标。全世界平均45%的钢材要经过焊接才能成为投入市场的产品。据资料介绍世界工业发达国家焊接结构用钢量占本国钢产量的60%以上。2000~2005年随着我国工业现代化的高速发展,许多重型结构如电站锅炉、压力容器、船舶、建筑工程、冶金装备、重型机械等都趋于大型化、规模化、高效化,焊接结构用钢量将大幅度上升。据不完全统计2002年我国焊接结构用钢在9000万吨左右,约占我国钢材消耗量的45%以上,正接近、超过世界的平均水平。
⑵焊接生产机械化、自动化水平低
为提高生产率、降低工人劳动强度,国外焊接生产机械化、自动化已达到很高程度,而我国手工焊所占比例却很大。按焊丝与焊接材料的比来计算机械化、自动化的比例,2002年日本为80.6%,西欧为74%,美国为71%,2004年我国为33%。
从生产工艺装备看,近年来我国生产了一些成套的焊接工艺装备和焊接生产线,也有的厂家从国外引进了一些设备,数量远不能满足国内工业生产的需要。
计算机在焊接生产工艺中的应用,国外较普遍,可用于焊接过程规范参数的控制,还可用于整条生产线、焊机的群控,还可根据材料厚度自动选择、预置焊接规范,对焊接过程实现自适应控制、最佳控制和智能控制。我国计算机在焊接中的应用工作起步较晚,经“九五”期间的研制,取得了很好的进展,但很多没有达到生产实用的水平,与国外相比,相差甚远,这也是今后提高焊接技术水平、实现机械化、自动化的课题之一。