一、焊接技术在国民经济中的地位和作用
焊接是一种先进的制造技术，它已从单一的加工工艺发展成为现代科技多学科互相交融的新学科，成为一种综合的工程技术，它涉及到材料、结构设计、焊接预处理、焊接工艺装备、焊接材料、下料、成形、焊接生产过程控制及机械化自动化、焊接质量控制、焊后热处理等诸多技术领域。焊接技术已广泛地应用于工业生产的各个部门，在推动工业的发展和产品的技术进步以及促进国民经济的发展都发挥着重要作用。 焊接技术是机械制造关键技术之一，是许多高新技术产品制造不可缺少的加工方法。例如，世界上最大的1200KW火电机组、700KW水电机组、1300KW的核电设备、重达1200吨的加氢反应器、航天技术的运载火箭、宇宙飞船、太空站以及微电子技术的元器件都是采用焊接技术完成制造的。不采用焊接技术这些高新技术产品的制造将是很难完成。
焊接技术是保证产品质量的基础，其技术水平高低直接影响到产品的质量和使用可靠性，例如，一台60万千瓦电站锅炉受热面焊接接头达6万多个，一台30万千瓦火电机组耐高温高压焊接接头有5万多个，连用安装接头达8.5万个，如果有千分之一的接头发生质量问题，就有85处隐患，直接威胁着电站的安全。核电主设备，如压力壳、蒸汽发生器、稳压器等，均为焊接结构，都在一回路中，经受辐射、高温、高
压等长期作用，如果不慎接头发生泄漏造成的损失是不堪设想的。焊接技术是节能节材取得经济效益的重要手段。例如举世瞩目的三峡工程水电机组，单机容量为70万千瓦，其水轮机转轮直径为9.8米，重达500吨，采用异种钢拼接而成，与整体不锈钢转轮相比，每台可节省材料2000万元，三峡共有26台机组可节省人民币达5.2亿元，其经济效益是十分可观的。
二、我国焊接行业的特点
改革开放20余年来，随着我国社会主义市场经济的进一步成熟，我国焊接行业也有了很大的发展，特别是大型焊接生产骨干企业的焊接生产技术有了显著的提高，但就整个焊接行业来看，我国焊接技术与工业发达国家相比，还存在较大的差距，目前我国行业有以下特点：
1、焊接结构与钢材产量的比例偏低
目前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。焊接已成为制造业，尤其是装备制造业中的重要加工手段，全世界平均45%的钢用于焊接结构，而工业发达国家焊接结构用钢量已达到占钢产量的60~70%。近些年来，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、重型机械、船舶等结构大型化，使焊接结构用钢量大幅度上升，目前我国焊接结构用钢量已达到占钢产量的40%左右，与工业发达国家相比，还有一定的差距。
2、焊接生产机械化、自动化水平低
为提高生产效率，降低工人劳动强度，国外焊接生产机械化、自动化已达到很高的程度。按熔敷金属量计算，工业发达国家，焊接机械化、自动化程度已达到65%以上，而我国仅为30%左右。
3、焊接生产工艺落后，手工焊比重过大
手工焊条电弧焊是传统的焊接方法，耗能耗材大、效率低，在工业发达国家已很少应用，但在我国仍在大量应用，按熔敷金属量计算，2001年我国达71.4%，而1998年日本仅占15.5%。气体保护焊是高效优质节能节材的焊接方法，在国外已得到广泛应用，日本1998年按熔敷金属量计算达77.6%，而我国2001年仅占20%。其它一些高效优质的焊接方法如电子束焊、激光焊、等离子焊、焊接机器人工作站、焊接柔性生产系统、窄间隙焊接技术、双丝高效气体保护焊技术等在国内已经得到运用，但应用的广度和水平与工业发达国家相比尚有一定的差距。
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4、电焊机产品结构不合理，自动、半自动焊机所占比例低
2001年我国电焊机行业共生产焊机303,928台，手弧焊机占78.2%，而自动、半自动焊机仅占15.6%。而日本1997年手弧焊机占40%，而自动半自动焊机达29%。逆变焊机是一种性能优良的焊接电源，在国外已得到大量应用，在美国逆变焊机产量已占弧焊机总产量的30%以上，日本已超过50%，2001年我国逆变焊机产量仅占弧焊机总产量的4%。
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5、焊接材料产品结构不合理，品种少
目前我国已成为世界第一的焊接材料生产大国，焊接材料总产量已超过120万吨，其总产量已是美国、日本、德国三国焊接材料生产的总和。但我国焊接材料产品结构不合理。2001年我国焊条产量占焊接材料总产量的75%，气保护实芯焊丝产量占焊材总产量12.9%，药芯焊丝产量占焊材总产量的0.96%，埋弧焊材料（包括焊丝和焊剂）约占焊材总产量的10.5%。而日本1999年焊条产量仅占焊接材料总产量的19%，气保实芯焊丝占焊材总产量的38%，药芯焊丝占31%，埋弧材料占12%。相比之下，我国焊条产量所占比例过高，而自动化焊接材料所占比例过低。另外，我国焊接材料品种单一，如在焊条生产中90%为结构钢焊条，而对一些特殊需要的不锈钢焊条、耐热钢焊条、低温钢焊条以及管道工程中使用的纤维素型焊条等高品位的焊条十分缺乏，尚不能满足生产需要。气体保护实芯焊丝收入到《焊接材料产品样本》的只有8个品种，而日本神钢有38个品种，美国林肯公司有11个品种，瑞典伊萨公司有18个品种。药芯焊丝品种，我国主要有500Mpa级几种结构钢气体保护药芯焊丝，而日本神钢有药芯焊丝79个品种，美国麦凯公司有93个品种。由于我国焊接材料品种规格不全，每年尚需从国外进口大量的焊接材料。 6、焊接企业厂家多，规模少
目前我国焊接企业很多，但规模很小。例如，电焊机行业1995年全行业有各类焊机制造厂和兼业制造
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厂、焊接辅具、元器件配套件厂约1500家。在以后几年内，随着国民经济的调整和市场竞争，企业数有所减少，到2001年底，电焊机行业各类企业仍有900家，其中电焊机专业和兼业生产企业约有400家，而在工业发达国家，专业的电焊机制造企业规模较大，在美国、日本仅有3~5家。在焊接材料行业中，焊接材料生产厂有700多家，其中焊条生产厂就有400多家，气保焊实芯焊丝生产厂有150多家。我国焊接企业在
规模上无法与世界大焊接公司相比。以药芯焊丝生产企业为例，我国截止到2002年已经有29家生产药芯焊丝企业，而在国外，如美国仅有12家，日本有18家，韩国有8家。而我国29家企业中，年产量超过1000吨的只有4家，而形成年产3000吨以上规模的，仅有三英公司一家。而韩国现代公司1997年月产药芯焊丝就达3750吨，年产达4.5万吨。相比之下，我国相差甚远。
7、焊接企业生产技术落后，产品质量还有待提高
目前我国焊接企业因隶属关系比较复杂，大多数企业规模都比较小，生产技术和设备以及检测手段都比较落后。在焊条生产中，使用的螺旋机、油压机、切丝机，还都是几十年的一贯制，由于自动化水平低，影响了焊条的质量的提高，例如药皮外观质量，偏心度、焊接工艺性等方面与国外相比还有较大的差距。在焊机制造企业有相当多的企业仍停留在手工作坊和组装加工阶段或停留在简单的指数检测阶段，没有完善的检测设备，使得国产焊机的使用性能，质量还不能满足国内大多数用户的要求。
大陆架公约2001年对ZX系列弧焊整流器，WS系列TIG焊机，NB系列MIG/MAG焊机和LG系列空气等离子切割机进行抽查，其产品抽查合格率仅为56.5%，表明我国焊机产品质量还有待进一步提高。
8、产品开发投入不足，科研力量薄弱
焊接产业尽管是国民经济中不可缺少的一部分，但焊接产业不是重要的支柱产业，企业规模不大，而且近年我国有些焊接企业经济效益较差，难以自筹经费开发新产品，企业也很少能够获得国家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困难。因此，产品老化，严重缺乏竞争力。另外近几年，我国一些科研院所进行了体制改革，使原来从事焊接技术研究的事业单位变成了科技型企业，改变了原来从事焊接研究的工作方向，这对我国焊接科研力量有很大的削弱。
三、我国焊接生产情况
1、焊接材料生产情况近几年，我国焊接材料发展较快，目前我国焊接材料产量已突破120万吨。
（1）电焊条目前我国电焊条生产企业大约有400多家，其中具备完善生产条件、检测手段和合理的质量保证体系有250家，具备一定生产条件，缺乏检测手段的近150家，全行业的生产能力约150万吨，远超过市场的需要。2001年，我国电焊条产量为93万吨，占焊接材料总产量的75%，1997年列入《焊接材料产品样本》的焊条品种有368种，2000年发展到400个品种。在我国焊条生产中，存在严
重的结构不合理现象，主要由J422、J507几种焊条独霸天下，而一些低合金高强钢、耐热钢、低温钢、不锈钢、镍基合金和堆焊焊条产量很小，远不能满足生产需要，每年尚需要进口。
2001年各类电焊条产量（万吨）
（2）气保护实芯焊丝目前全国的气保护实芯焊丝生产企业有150余家，已从德国、瑞典、加拿大、日本、瑞士、意大利及台湾地区引进各种生产设备近50套，国产或自行研制的设备100余条，生产能力达20余万吨，主要由国有、集体、私营、合资及独资企业组成，另外一些大型焊条生产厂逐渐成为焊丝生产的骨干企业。产量较大的生产厂有锦州锦泰金属工业公司、自贡大西洋焊丝制品有限公司等。近年来大部分企业在关键性技术方面取得了突破性进展，因而各生产企业均在增加气保护实芯焊丝的生产设备和产量，但由于冶金方面的影响，气体保护实芯焊丝的品种较少，除ER49-1和ER50-6型号生产量较大外，其余大部分品种产量较小。
（3）药芯焊丝我国药芯焊丝生产始于1987年北京焊条厂，从美国CPV公司的
CORWIRE工厂引进一条全连轧式药芯焊丝生产线。1993年至1998年是我国药芯焊丝生产设备引进的高峰期，至2002年已先后有17个企业分别从英国、美国、日本、乌克兰、德国、意大利、瑞典、台湾等国家和地区引进24条生产线。目前国内共有药芯生产企业29家，生产线总计48条（引进生产线24条，自制生产线24条），其中采用钢带法的43条，采用盘条法的4条，采用钢管法的1条。年生产能力
为4万吨。目前我国药芯焊丝产品品种主要有钛型气保护、碱性气保护和耐磨堆焊三大系列。在药芯焊丝的产品中，以钛型气保护碳钢、硬面堆焊药芯焊丝为主，约占98%，钛型低合金钢和不锈钢药芯焊丝约占2%。由于品种不全，如自保护药芯焊丝不成熟，不锈钢药芯焊丝未形成系列等，尚需从国外进口。在产品质量方面，用于结构钢焊接的E71T-1钛型气保护药芯焊丝产品质量已经有突破性的进展，而碱芯焊丝的产品质量仍然有待进一步提高。近几年我国药芯焊丝生产发展很快，每年都在大幅度增长。
（4）埋弧焊丝
目前我国能够生产埋弧焊丝的企业有数百家，大部分企业具有焊丝镀铜能力，部分企业可以盘装供货。目前我国埋弧焊丝生产能力为15万吨，2001年年产埋弧焊丝为6万吨。埋弧焊丝品种比较单一，主要产品为H08MnA，H10Mn2等结构钢焊丝，而一些低合金钢、Cr-Ni耐热钢和不锈钢焊丝，由于市场需求量小，大企业不愿生产，小企业不能保证质量，目前尚需进口。
（5）埋弧焊剂我国焊剂生产企业有30余家，整个焊剂行业年生产能力15万吨左右，其中熔炼焊剂为11~12万吨，烧结焊剂为3~4万吨。目前能够生产烧结焊剂的企业有十余家。近年来，烧结焊剂市场不断扩大，烧结焊剂在焊剂中的比例也在不断提高。2001年国产埋弧焊剂产量约7万余吨，其中熔炼焊剂约5万吨，烧结焊剂近2万吨。
2、焊接设备生产情况目前我国电焊机行业各类企业大约有900家左右，生产产品主要包括手工电弧焊机、自动半自动弧焊机、电阻焊机、特种焊机及各类专用成套焊接设备。生产的焊机有22个大类45个系列，560个品种，800多个规格。
电焊机产量逐年有较大增幅，1999年总产量为15.1万台，2000年达到18.2万台，增长21%；2001年比2000年增长67%，达到30.4万台。交流弧焊机仍为量大面广的焊接设备，1999~2001年其产量保持增长，2000年和2001年分别比上年增加35.6%和80.3%。此外，直流弧焊机和自动半自动焊机增幅也比较大，直流弧焊机1999年为2.3万台，2000年为3.2万台，2001年为4.7万台，2000年和2001年分别比上年度增加39%和45%。自动、半自动焊机1999年为3.4万台，2000年为3.3万台，2001年为4.7万台。逆变焊机1999年为1万台，2000年为1.4万台，2001年为2万台，2000年和2001年分别增长了46%和43%。MIG/MAG焊机1999年为1.6万台，2000年为2万台，2001年为2.8万台，2000年和2001年分别增长25%和39%。电阻焊机、特种焊机、专用成套焊接设备在2001年度都有较大增加，电阻焊机增幅达到26%，专用成套设备增幅达到50%。近些年来，我国对焊机产品结构进行了调整，已经取得了一定的成绩，自动半自动焊机及专用成套焊接设备在产量上有所增加，但在焊机总产量的比例近几年没有增长，而手工电弧焊机所占比例仍然很高。另外，我国电焊机行业通过自行开发、设计、引进技术和合资生产，使我国自动半自动焊机技术水平有了很大的提高，在推动我国焊接设备的技术进步发挥了重要作用。特别是专用设备在“九五”期间部分地满足了汽车制造、动力设备制造等的需要，但我国焊接设备的总体水平和质量、可靠性，特别是专用设备与国外相比还有一定的差距，而成
李旭爽
套设备差距更大。因此，每年需进口约1.8亿美元的焊接设备，相当于我国焊接设备的总产值。近几年，我国出口额有些增加，2000年出口额为4268万元，2001年增长到7185万元，出口产品主要是自动、半自动焊机，出口国家多为发展中国家，如泰国、越南、菲律宾、古巴、埃及等。1996年~2001年电焊机行业部分企业产品构成比如表7所示。表6 1999~2001年度电焊机行业企业主要产品分类及产量。网络分析法
3、焊接辅助设备及配套器具的生产情况我国焊接辅助设备制造业起步较晚，直到20世纪70年代初，才陆续建成一批专门生产焊接辅助设备的制造厂。进入80年代，随着我国焊接辅助设备用量的日益增长，各地又相继成立了多家中小型焊接辅助设备制造厂。迄今，我国已有24家焊接辅助设备生产企业，年产量2000万元以上的企业已有10多家。近些年，我国焊接辅助设备生产企业发展较快，并已具有一定的规模，某些设备已实现批量生产。例如无锡阳通机械设备有限公司，2001年的销售总额已达1.2亿元。目前我国已能生产8m×8m以上大型立柱—横梁埋弧焊或窄间隙埋弧操作机，400吨重型滚轮架及重型、轻自动防窜滚轮架（防窜精度为±1.5mm），100吨大型变位机和大、中型翻转机等，批量生产H型钢和箱型梁焊接生产线以及各种类型按用户要求定制的专用成套设备。并大量应用交流电机变频调速技术，PLC控制技术，伺服驱动及数控系统，焊接装备的自动化程度有了很大的提高。某些操作机还配备了焊缝自动跟踪系统和工业电视监控系统。在焊接机器人工作站配套设备方面，我国已相继成立首钢莫托曼机器人有限公司和沈阳新松机器人自动化股份有限公司。目前已能为国内用户每
年生产100台套以上的各种中小型机器人工作站辅助设备。在焊接配套器具生产方面已形成一定规模，产品质量已接近国际水平。最近统计，生产送丝机、各种焊、导电咀、减压器、流量器、工夹具、焊条、焊剂烘干设备、陶瓷喷咀等专业生产企业共34家，年产值超过亿元。广州阿比泰克焊接技术有限公司已与国内多家焊配套件厂家组成集团公司，生产规模迅速扩大，2001年焊总产值达到9000万元。虽然我国焊接辅助设备及配套器具制造业在市场经济环境中经历了十几年的发展，已经取得了可喜的成绩，但从总体水平来看，与工业发达国家相比，还存在较大的差距，特别是产品品种、技术水平、产品质量、自动化程度和高技术应用等方面，和国外相比还有较大的差距。
4、以焊接工艺为主导企业的生产情况我国目前以焊接为主导工艺的大型骨干企业已达800多家，拥有大批培训有素的生产技术工人和焊接专业工程技术人员，通过“九五”技术改造，在从国外引进先进设备和工艺影响下，生产水平有了很大提高，有的已进入世界同行业先进行列。在重型机械、冶金机械、矿山工程机械、电站锅炉、压力容器、石油化工、机车车辆、汽车等行业，普遍应用了数控切割技术以及埋弧焊、电渣焊、CO2气保护焊、TIG焊、MIG焊、MAG焊、电阻焊、钎焊等焊接方法。在锅炉压力容器生产中，已采用窄间隙埋弧焊、热丝TIG焊、埋弧和电渣堆焊、小口径直管和弯管内壁TIG/MAG堆焊，以及MAG 焊接机器人等一系列高效率、高质量、机械化、自动化生产系统。锅炉鳍片管的制造和焊接技术已进入世界先进行列。据不完全统计，在大型骨干企业，焊接机械化、自动化水平已达到60-65%。随着我国汽车制造业的发展，焊接机器人在汽车制造中的应用明显增加，汽车生
产中，已普遍采用了弧焊焊接机器人、点焊机器人和机器人自动生产线。但在其它行业中机器人应用较少。2000年有焊接机器人980台左右（汽车制造企业约占90%），比1996年增加86%。其中弧焊机器人约占46%，点焊机器人约占49%，其它机器人约占5%。在船舶制造行业中，半自动CO2气体保护焊和药芯焊丝得到广泛应用。2000年我国船舶制造焊接高效化率平均已达到75%左右，船舶焊接机械化、自动化率为61%左右。石油天然气管道焊接已采用实芯焊丝气体保护全位置自动焊技术、药芯焊丝气体保护全位置自动焊
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