中国焊接产业的挑战与机遇

1、感受差距，寻求机遇第十六届德国埃森国际焊接与切割展览会观感鲍云杰，郝建功，梁洪虔，李勇北京时代科技股份有限公司，北京 100085摘要：第十六界德国埃森国际焊接与切割展览会于9 月 129 月 17 日在德国埃森市展览中心（messe essen）举行。这次盛会聚集了全球各地焊割设备及材料的主要供应商，参展产品涵盖了焊割产业的各个方面。各种电焊机产品、自动化焊割设备（包括机器人、准机器人、数控焊割装置等）、焊割辅助装置（包括焊割枪、电机、气体装置等）、焊割材料和在线监测和无损检验设备等，其中电焊机仍然是展会的主题。在这次焊接奥林匹克竞赛中，欧美显示了强大的整体实力，亚洲以日本和中国为代表的一些

2、焊接产品也是大会的亮点。中国企业的一些自动焊产品、数字化焊接电源、 小型焊机和焊割辅件具备了一定的技术水平，同时具有很大的成本和价格优势，将在未来的国际焊接产品市场扮演重要的角色。中国不仅是世界最大的焊接产品消费市场，也将成为重要的焊接产品出口基地。0序言第十六界德国埃森国际焊接与切割展览会于9 月 12 至 9 月 17 日在德国埃森市展览中心（messe essen）如期举行。同往届相比，本次展会在规模、展品种类、技术水平、参观人数等方面又有了新进展，共有来自44 个国家的1043 家展商参展，比上届增长了8%,占用了 17 个展厅，展览面积近11 万平方米，来自90 多个国家的近7万名观

3、众到场参观。本次展会的主题是“感受鲜活的技术”。展会期间，各种现场演示的，或以多媒体技术展现的焊接技术真切地呼应了“感受鲜活的技术”这一主题。全球焊接与切割行业知名企业以及代表最新焊接技术水平地产品均在此亮相，展会上的展品异彩纷呈，包括焊接、切割、粘接和热处理的最新设备、材料，还有工业机器人、cad/cam系统、监控系统、质量保证系统、数据库专家系统、现场安全设备和健康安全保障系统等等。焊接行业在我国经济高速持续发展的大背景下，这些年也有了较大的发展，成为国际焊接界引人注目的新兴力量。本次中国展团共有近70 家公司参展，展出面积近千平米，主要展示了电焊机（逆变焊机、可控硅焊机和小型焊机）、自动

4、焊设备（资料或图片）和焊割辅件等中低端焊接产品。在这次焊接行业的奥林匹克竞赛中，欧美焊接企业鲜明的企业形象、异彩纷呈的新产品、新技术和新工艺使我们眼界大开，受益匪浅。同台竞技，能够感受到技术差距带来的压力，但可喜的是，中国焊接企业开始迈出国门，向世人展示国家发展进步的成果，敢于迎接国际市场的挑战。图 1 瑞典 esab公司的展台图 2 芬兰 kemppi公司的展台1欧洲企业显示强大的整体实力欧洲展商是本次展会上最强大的力量，多达数百家企业，在历届国内展会上都是无法看到的。瑞典的伊萨（ esab）占据着近千平米的展区并且展示着从各类焊机到自动化焊割系统等众多的产品，可谓霸气十足。同样，奥地利的福

5、尼斯 （ fronnius ） 、 芬兰的肯比 （kemppi ） 、 德国雷姆（rehm ） 、 意大利的赛尔格 （ selco）和法国的 air liquide等欧洲焊机厂家不仅有着较大的展区且也展示着其较高技术含量的先进焊机。同时，欧洲生产焊接配件的厂家实力雄厚，如德国的abtic 和意大利的trafimetar等，产品非常齐全，做工精细，成为全世界焊机生产厂商配套的首选产品。总之，无论从规模或从技术上讲，欧洲企业显示出强劲的综合实力 (展示情况见表1)。表 1: 主要焊机展商展品情况汇总展商 /国家展台面积（m2）展品工业焊机便携小焊机焊机演示机器人自动焊数控切割esab （瑞典）50

6、0800 全系列的mma ，tig，gmaw 和 saw逆变焊机mma,tig 脉冲气保焊铝家 用 小 型 手工、氩弧焊机焊接演示复杂结构焊接演示 (gmaw) 双 电 源 四 丝 埋弧工艺，多功能焊接中心，各种气保焊小车数 控 等 离 子切割（普通，多 自 由 度 变角度）fronius （奥地利）300500 全 系 列 数 字 化mma, tig(ac/dc) ，gmaw 逆变焊机mma（tp1200）脉冲气保焊铝cmt 焊接tig,mma 变极性等离子弧焊工艺焊 机 网 络 化 控制kemppi (芬兰 ) 300500 全 系 列 数 字 化mma, tig(ac/dc) ，gmaw

7、 逆变焊机mma (minaic150,151) gmaw (minaic mig 150) 脉冲气保焊铝air liquid (法国 ) 200300 数字化 gmaw 脉冲气保焊焊接不锈钢rehm (德国 ) 200300 将 数 字 化 技 术融 入 到 抽 头 气保焊机 (全系列 ) tig (tiger 170) tig ac/dc (tiger 210) 脉冲气保焊焊接铝合金气保焊接不锈钢和镀锌钢板migatronic (丹麦 ) 200300 sigma 气保系列flex 气保系列pi 系列氩弧焊机mma (scout 130e) (scout 160e) 气保焊接不锈钢selc

8、o (意大利 ) 200300 全系列的mma ，tig，gmaw逆变焊机mma/tig (ggnesis系列) 脉冲气保焊焊接铝合金从欧洲焊接厂家现场展示产品和其产品目录来看，都体现出欧洲焊接文化的特色，体现出人们对焊接技术的无止境的追求，具体表现在如下几个方面：1、首先是家用小焊机的普及。在欧美等西方国家，便携式小型手工、氩弧及气保焊机正在不断的“家用电器化”，小焊机具有相当大的市场空间。在欧洲，除了inteco （见图 3）和 cott 等专业生产小型焊机的厂家外，以esab 为代表的大型焊机厂家也无一例外的推出造型美观的小型焊机。图 3 inteco 的小焊机图 4 sigma 400

9、气保焊机2、mag 焊和脉冲 mag 是半自动气保焊的主流工艺。在亚洲的日本，从上个世纪60 年代开始普及co2气保焊， 直到现在co2气保焊仍然是焊接黑色金属的最主要焊接方法。中国是从上个世纪90 年代开始推广半自动焊接工艺，目前在造船厂、机车厂、煤机厂和钢结构厂等重工业场合，co2气保焊也是最为普及的焊接工艺。和亚洲形成鲜明对比的是，欧洲国家在这些重工场合，大力推广mag 焊和脉冲mag 焊工艺，焊缝的强度和成型更容易保证。3、重视新工艺的研究。欧洲无论是电焊机的开发生产，还是新工艺的研究，都是处于国际领先水平。凭借现代电力电子技术和控制技术的发展，每次展会上都能推出令人耳目一新的新技术。

10、esab 公司这次演示的双电源四丝埋弧焊接工艺，焊接速度高达1.05m/min ，焊接效率、焊缝成型和焊接质量都得到很大提高。fronius 在其数字化平台基础上，不断地寻求工艺上的突破，继推出数字化控制的time twin 和高速等离子弧工艺后，又推出冷态焊接工艺技术（cmt ，适合全自动焊和半自动焊）。4、在环保和节能法规的约束下，未来焊机向数字化逆变技术发展是所有厂家的共识。众所周知，逆变焊机体积小、重量轻，节约材料，同时功率因素和效率高，节约电能，欧洲厂家无一例外展示的都是逆变产品。由于逆变焊机还具有良好的动态响应性能，和数字化技术的结合，可以设计出性能更加完美的产品。数字化不仅可以提

11、高控制系统的抗干扰性和控制精度，还可以通过变换外特性曲线、灵活控制焊接电流波形和调整动态参数等手段，开发出适合多种焊接材料、多种焊接方法的多功能焊机，同时还可以运用人工智能和模糊控制等控制理论，使焊机具备焊接参数自动协同或专家系统的功能，从而实现焊机的智能化。5、注重焊机的外观造型设计。丹麦的migatronic 公司提出了“焊机造型的仪器化设计”理念，其sigma系列气保焊机 （见图 4） 、pi 系列氩弧焊机和zata 系列切割机无不实践着这种理念。每家公司的产品都具有考究的外形，相同系列（不同型号）产品都保持着外形的相似性和延续性，不同系列产品也能很容易找到“一脉相承”的感觉。6、注意焊

12、接安全防护和健康保障系统的开发和应用。展会上生产防护产品的企业（如3m） ，基本都是欧洲企业，他们可以为用户提供从防护服装、安全头罩、通风设备或车间空气净化装置等各种产品及服务。从各展商的演示现场看，每家公司都很注重工人的防护，并且都安装了除尘通风设施。2lincoln公司是北美焊接技术的代表作为世界上最大的焊接设备和焊材生产厂家之一，美国lincoln公司的展台规模宏大（图5） ，面积也是接近 1000 平方米。 为了表明其在国际焊接界的霸主地位，lincoln公司展示了所有系列和型号的电焊机产品，同时向观众演示了五丝埋弧焊工艺、三电源三丝埋弧纵缝焊接工艺（图6） 、药芯埋弧轧辊堆焊工艺、双

13、丝表面埋弧堆焊工艺、单电源双丝外环缝埋弧焊工艺、自保护药芯焊丝自动立向上焊工艺和脉冲气保焊铝工艺等，充分体现林肯焊接技术自动化的发展方向。图 5 lincoln公司展台图 6 三电源三丝埋弧纵缝焊接工艺由于林肯公司dc-400/600/1000系列可控硅电源在国内石油化工行业和一些重工行业的良好表现，lincoln公司给中国用户最大的印象是一家著名的可控硅焊机生产厂家。但是在本次展会上，除了dc-400/600/1000 外（演示管道焊接） ，逆变产品已经占产品总量的80以上（表2） ，体现其焊接电源的逆变化发展方向。 其中埋弧焊电源power wave ac/dc 1000 是林肯重点推介的

14、产品（国内的北京埃森焊接展已经展示过） ，作为林肯家族大功率逆变新成员，具有很多独特的性能。power wave ac/dc 1000 具有交直流两种输出特性（直流特性焊接速度快、熔敷率高、熔深大，交流电弧对电弧推力有抑止作用，焊缝成型美观） ，同时该电源运用了目前焊接领域的所有控制技术，具有多种波形输出功能（波形控制技术，脉冲波形，变极性 ac 波形） ，非常适合埋弧焊工艺的二次开发应用。表 2：林肯现有焊机产品的组成与林肯相比，美国米勒公司展台规模较小，和我们的期望差距很大。米勒公司没有大型自动焊设备，同时展出的逆变电源种类少，型号单一，造型老化，缺乏新品，显得技术创新力度不够，和世界一流

15、焊接公司的差距逐渐加大。3 东亚焊接技术水平不容忽视亚洲有日本展团、中国展团和韩国展团参加了本次埃森展，其中日本展团规模最大。日本的焊接技术一直处于亚洲的领先水平，在机器人的应用和自动化专机的开发和应用更是具有国际水准。otc 主要展示了焊接机器人的应用技术和全系列数字化焊机（图7） 。otc 数字化焊机的整体布局和欧洲的风格相近，冷却水箱和电源组合式的结构设计，但是送丝机的结构仍然保留了日式风格（为满足欧洲市场的需求，焊枪接口是欧式） ，同时控制界面仍位于焊接电源上（欧洲的数字化焊机都是位于送丝机上）。松下展示了焊接机器人应用技术、高速高效焊接技术（可控硅气保焊机）和数字化焊机。松下展出的数

16、字化焊机只有350gb2 和 350ge2两个型号，相对比较单一。相对欧洲的电焊机厂家，松下对于逆变焊机和数字化的研究和贡献远远不够。韩国展团主要是以现代焊接为代表的一些焊材厂家，焊接电源（特别是逆变电源）的开发能力和技术水平相对较差。图 7 otc的数字化焊机图 8 北京时代公司的展台4 中国焊接企业是国际焊接界的新兴力量本次中国展团共有近70 家公司参展，展出面积近千平米，主要展示了电焊机（逆变焊机、可控硅焊机和小型焊机）、自动焊设备（资料或图片）和焊割辅件等中低端焊接产品。北京时代公司独立组团参展，展台面积达50m2，展出了大功率埋弧逆变焊机、3400a 多头焊机、交直流方波焊机、数字化

17、脉冲气保焊机、全数字化手工 / 氩弧焊机、全数字化气保焊机和微小型焊机等产品。在中国展团里，上海沪工展出规模最大，展出了可控硅和逆变的各型号焊机，深圳瑞凌公司展示了各种造型的微小型焊机，给观众留下了非常时刻的印象。与欧洲、美国和日本的焊接水平相比，尽管还具有很大差距，但是在某些方面，我们也有自己的优势和亮点。首先，中国是继欧洲、美国和日本后，成熟掌握了逆变技术的国家，目前基于逆变技术的焊机产品已经覆盖了整个电弧焊机产品系列，逆变焊机的性能和可靠性已经得到各行业用户的认可，并且逐渐成为市场的主流产品。非常可喜的是，以oem 方式（北京时代的通用逆变焊接电源、深圳瑞凌的微小型焊机）为主的出类型型号

18、逆变可控硅新品新品特点mma 11 8 3 2 小电源tig 8 8 0 1 单相 220vac mig 15 14 1 5 欧式结构设计p/stt 5 5 0 1 stt 换代，新结构saw 5 1 4 0 切割机3 3 0 2 系列化口产品的数量已经占到总产量的很大比例。从这个角度看，国内焊机制造厂家在逆变电源技术应用方面已经达到相当高的水平，或者可以说：国内电焊机行业已经成功地实现了从传统机电产品到现代电力电子产品技术的战略转移。第二，中国的焊机数字化工程已经启动。北京时代从1996 年就开始控制电路的数字化研究，2001 年就具有了全系列的单片机控制手工/氩弧焊机。 2002 年，时代

19、公司开展大规模的“创新工程”，投入大量资源进行全数字化逆变焊机的研发，推出了具有自主知识产权的全数字手工/氩弧、气保焊机和脉冲气保焊机。第三，中国的自动焊割装备具有很高的技术起点和发展潜力。国产数控成套设备在控制器、自动套料软件、驱动系统、传动系统和弧压跟踪系统的选择上，直接引用国外的先进技术，在控制手段和加工精度方面都具有世界水平，加上我们在制造成本上的优势，自动焊割装备的出口会有非常大的潜力。5结束语纵观第 16 届德国埃森国际焊接与切割展览会，与国外展商比较，无论是企业的焊接文化、技术水平还是产品的加工工艺，国内厂家都有很大差距。然而，从发展角度来讲，经过中国焊接界的共同努力，我们的差距同往届相比在不断的减小。在世界焊接技术向数字化（伴随逆变技术）、自动化和智能化的发展进程中，中国焊接工作者也付出了太多的辛苦和智慧。我们成熟地掌握了逆变应用技术，国内自动化焊割技术也取得了迅猛发展，在数字化技术方面地探索和实践，已经引起国外同行的尊敬和警觉，我们应当为此骄傲和自豪。可以说，中国的焊接行业已经具备了比较好的基础条件，但