 1 金屬結構行業焊接狀況基本概述 中國焊接協會金屬結構專業委員會下屬90多個企業單位，以重礦行業企業、石油天然氣管道公司、化工建設公司、金屬桁架結構件公司、煤機企業及科研開發單位等為主導構成。 在二十世紀九十年代中期市場經濟體制大格局形成的過程中，金屬結構行業特別是重礦行業企業，由于體制問題和歷史遺留問題，普遍出現了生產任務不飽滿、產品質量不穩定、企業效益嚴重滑坡和無利潤生產等現象，導致一些企業處于崩潰的邊緣。隨著國家政策的調整和經濟體制改革的深入，市場競爭日趨規范，金屬結構行業企業一方面加大內部體制改革的力度；一方面為適應企業發展而加大技術改造力度，尋找市場，不斷開發新產品，開發技術附加值高的產品；另一方面為更好地適應國際競爭的需要，先后通過了ISO9000系列認證，強化管理，完善體制，逐漸與國內外市場接軌。通過這些措施，金屬結構行業中主導企業已經逐漸擺脫困境，走出一條*科技創新求發展的道路，以嶄新的面貌來滿足市場的需求，在發展中完善和壯大自我。 金屬結構行業中特別是重礦行業一直肩負著為我國重大工程項目的焊接制造重任，多年來，為“寶鋼工程”、“準格爾露天煤礦工程”、“包鋼改造工程”、“航天工程”、“三峽工程”等國家重點工程提供了優質產品，制造了世界最大的焊接結構件“1200噸橋式起重機”、“巨龍穿孔機”和“深圳旋轉大舞臺”等精品，向世人昭示了重礦行業的焊接水平。 1.1 重礦行業的焊接概述 重礦行業企業的發展與國民經濟息息相關，近幾年來重點緊抓市場，研究市場發展趨勢，堅持以科技開發為主，加大開發力度和科技投入，一方面圍繞傳統產品做精做細，另一方面加大開發技術附加值高的產品。 重礦行業企業在傳統產品如起重設備、挖掘設備、軋鍛設備、壓力容器、大型鑄鍛件、航天發射架、油膜軸承、堆取料機、排土機、裝卸船機、翻車機、軋鋼設備、連鑄設備、盛鋼桶、鋼包轉臺、建材類產品等方面，抓住質量和成本這兩個環節，積極與國外合作學習新的設計理念，積極推廣焊接新技術、新材料和新工藝，推廣高效焊接工藝。先后同國際著名的德馬克公司、克虜伯公司、小松制作所和P&H公司合作，通過采用合理和先進技術，保證了產品質量，得到外商的質量認可，如為國家重點工程寶鋼改造工程生產了系列軋機設備和起重設備，其中有國內最大的450T鑄造吊；為準格爾煤礦生產了3100m3/h緊湊型斗輪挖掘機；為德興銅礦和平朔煤礦生產了P&H2300和P&H2800大電鏟。 1.2 石油化工行業的焊接概述 石油天然氣管道工程行業是石油天然氣長輸管道和大型儲油罐的專業化施工行業。管道施工焊接的主要方法有：纖維素焊條下向焊、低氫焊條下向焊和藥芯焊絲半自動下向焊；儲罐焊接的主要方法有：手工電弧焊、埋弧自動焊（平焊、平角焊及橫焊）、氣電立焊和藥芯焊絲氣體保護全位置自動焊。該行業企業近年來先后承擔了許多國家重點工程，如：陜京輸氣管線工程，蘇丹國輸油管道公司、港——京輸氣管道工程和澀寧蘭輸氣管道工程等制造工作。 化學工程建設行業是石化行業中具有工程施工和綜合性建筑安裝施工的行業，長期從事化學肥料、煉油及石油化工、化工及精細化工、石油化工原料儲運、燃氣儲運、食品、醫藥、紡織、能源、建材等領域的工程施工，近年來又涉足電力、冶金、輕工、交通、環保、民用建筑、天然氣長輸管道、橋梁等施工領域。項目遍及國內外，其工程焊接結構的特點主要表現為抗高壓、抗動載、耐腐蝕、耐高溫和低溫的工作環境。該行業的重點企業都擁有ASME規范U級產品工廠制作和現場組焊許可證；擁有壓力容器制造資格許可證和設計資格許可證；擁有鍋爐安裝資格許可證以及壓力管道安裝資格許可證和壓力管道元件制造資格許可證。有的企業還具有焊接試驗室和配備了齊全的檢測手段，并獲得建設部頒發的“綜合型建設工程試驗室”等級證書（一級）和國家質量技術監督局頒發的“產品質量檢驗機構計量證書”和“計量標準證書”等。 1.3 其它行業的焊接概述 金屬結構行業企業還包括金屬結構件制作企業和集裝箱制造企業。 金屬結構件制作企業以焊接為主要加工手段，是大型鋼結構加工專業企業，這類企業主要承接工業廠房、商業辦公樓、民用住宅及大跨度公共設施的鋼結構加工，包括：各類大型型材結構、板式拼裝結構、網架結構、管材、水泥罐、拖車車架、行吊、油罐等系列鋼結構和五金焊接制造。迄今為止已建成工程項目有：深圳地王商業大廈鋼結構、深圳市民中心大廈鋼結構、深圳招商局橋架、廈門九州大廈、香港長江實業中心大廈、香港火車站東北塔樓鋼結構等等，其中媽灣電廠水泵房鋼結構工程被電力部國家二級監督站評為“優質工程”。 集裝箱制造企業也是以焊接為主要加工手段，專業生產各類集裝箱。集裝箱屬于全焊結構，車間是從落料、成形、拼裝、焊接到后處理噴漆的流水線生產。 總之，在二十世紀九十年代中后期，金屬結構行業中的主導企業通過內部機制改革、技術改造和科技投入，實現了焊接基本生產手段的機械化、自動化，開發了具有世界先進水平的產品，具備了制造國際焊接水平設備的能力。 2 金屬結構行業焊接技術進步成就 科研開發是企業發展的動力，經歷了十多年的體制改革，金屬結構行業企業對此都有深刻的理解。隨著市場需求多元化的發展，用戶對產品功能和質量的要求越來越高。企業為滿足用戶的要求，也加大了科技投入，圍繞“滿意工程”開展技術創新。針對重礦行業單件小批量生產的格局，企業加大技術投資，推廣使用高效焊接工藝方法、推廣使用藥芯焊絲、采用工序焊接專機及在使用專用工裝和防止焊接變形上加強了開發研究和推廣應用；針對石油化工行業和其它行業小批量和專業化生產模式，企業裝備了自動化落料設備、自動化或半自動化焊接專機、焊后自動處理流水線。 2.1 重礦行業焊接技術進步成就 重礦行業企業瞄準市場發展前景，提高產品技術附加值，開發出了煤炭深加工產品、高速列車用火車輪軸、大型無鍵油膜軸承和其它高技術產品。1999年至2000年中，太原重機集團公司就一舉奪得了技術含量高且制造難度大的四個世界之最產品，即：寧波巨龍穿孔機組、三峽1200噸橋式起重機、遼源7500噸臥式擠壓機和深圳世紀之窗的旋轉舞臺，焊接技術人員利用先進的計算機模擬結構變形的方法和控制焊接變形的多年經驗積累知識，確保了產品的一流質量。大連重工集團有限公司的技術人員瞄準市場發展趨勢，同北京冶金部建研院焊接所合作，共同開發研制了大型軋輥表面噴焊技術，并為鞍鋼提供了批量修復產品，形成了年產600支的生產能力，形成可持續發展的態勢。中國第一拖拉機工程機械公司的技術人員結合產品緊抓低成本焊接自動化，開發了包括由計算機控制的拖拉機、變擋齒輪軸雙頭CO2氣體保護自動焊專機和拖拉機支重輪雙頭CO2氣體保護自動焊專機，并將虛擬技術在發電機測試方面中得以應用。 重礦行業企業緊緊圍繞產品質量和效益兩個環節，大力推廣新技術和新工藝。 ①新型燃料火焰切割技術的推廣應用：通過對夏普氣、凱騰氣和新型金屬切割氣火焰切割技術的研究和市場調研，通過大量的切割試驗對比研究，根據新型燃料不易回火的原理，通過合理調整切割工藝參數，采用高速割嘴和其它工藝措施，成功的推廣了新型燃料火焰切割技術，保證了零件切割面光滑且切割精度高，切割綜合成本下降40%~45%。新型燃料包括純丙烷、九九燃氣和金火焰氣體等。 ②高合金復合強化焊接技術的推廣應用：針對一些產品對表面硬化的要求，結合新型藥芯焊絲和合金實芯焊絲的推廣應用成果和大量試驗研究工作，對軸類、齒輪類、斗齒類及模具類產品的修復和制造，成功地推廣了高合金復合強化焊接技術，既保證了零件的再生和使用要求，又大大降低了制造成本。 ③箱型梁焊接變形定量模擬的研究和應用：通過和清華大學的聯合研究，對箱型梁從零件制備到各個裝焊工序對結構變形的影響因素，都利用計算機進行了模擬計算，并和實測結果進行了對比分析，重新修訂模擬計算模塊，利用試驗結構梁進行校正模擬結果，并在三峽1200T橋機主梁的制造中進行了局部試驗，取得良好的效果。目前該項目仍在研究中，預計可形成利用計算機虛擬制造箱型梁結構系統，對指導生產具有現實意義。 ④厚壁輸送輥道表面火焰噴焊技術研究：通過對噴粉系統進行改造，并研制了專用的工裝及配套設備，重新設計并制造了重熔系統，解決了“重熔”這一輸送輥噴焊的核心技術關鍵，成功地完成了寬板軋機專用輸送輥的噴焊。 ⑤弧焊機器人應用研究：通過研究掌握了機器人基本零件的編程技術，解決了機器人外部軸協調控制等關鍵，制定了符合機器人焊接特點的焊接工藝規范參數。 ③自動跟蹤高速埋弧焊工藝研究：根據自身產品焊接的要求，開展了埋弧焊的自動跟蹤研究工作，提高了焊接質量和工作效率。 ⑥焊接專機：結合產品緊抓低成本焊接自動化，開發了包括由計算機控制的拖拉機、變擋齒輪軸雙頭CO2氣體保護自動焊專機和拖拉機支重輪雙頭CO2氣體保護自動焊專機。 ⑦虛擬技術在發電機測試方面的應用 ⑧節能、高效、降耗的焊接技術推廣應用，如摩擦焊和電子束焊的推廣應用。 2.2 石油化工行業焊接技術進步成就 石油天然氣管道施工企業結合行業發展，大力推廣以下新技術和新工藝。 ①低氫焊條下向焊技術：在陜京輸氣管線工程中得到應用。 ②STT半自動焊接技術：從美國林肯公司引進了STT半自動焊接設備，在大量試驗的基礎上，將該技術應用于大口徑長輸管道焊接中，在蘇丹國輸油管道工程中，焊接Ф711mm根焊焊道20000余道。 ③實芯焊絲氣保焊全位置自動焊技術：通過引進和吸收該技術，成功應用于港——京輸氣管道工程和澀寧蘭輸氣管道工程（X70試驗段）。 ④藥芯焊絲氣保焊全位置自動焊技術：引進和吸收該項技術，并在大型儲罐焊接中應用。 化學工程施工企業結合行業發展，大力推廣以下新技術和新工藝。 ①新型焊接技術的推廣應用：包括球罐自動焊技術、貯罐環縫埋弧焊技術、圓桶形貯罐液壓提升倒裝工藝配合自動焊技術、鋁及不銹鋼設備雙面同步氬弧焊技術、長輸管道下向焊技術、天然氣PE管熱熔對焊技術、不銹鋼薄壁管焊接技術和銅管釬焊技術。 ②新型安裝工藝方法的應用：在球形貯罐現場組焊方面，先進的組裝技術包括：插片張線散裝工藝，中心散架組裝工藝、地面組焊成大片后安裝工藝、平臺組焊后整體安裝工藝和遠距離整體搬遷移位工藝，此工藝獲原化工部部級工法。在圓筒形貯罐的安裝施工中，擁有機械吊裝正裝技術、機械提升倒裝技術、氣頂法倒裝技術（獲國家級工法）、水浮法正裝技術（獲原化工部部級工法）和液壓提升倒裝技術。其中液壓提升倒裝技術以“焊接時定位圓柱體金屬容器的裝置”名稱獲得國家專利技術（專利號ZL931065763），該技術具有安全可*、經濟實用、有利于提高組焊質量，提高生產效率等優點。 ③熱處理技術：在大型設備及球罐焊縫熱處理方面，先后成功開發應用了燃油法、燃氣法和電加熱法焊后熱處理技術，并獲得國家級工法。 2.3其它行業焊接技術進步成就 集裝箱專業化生產企業，生產組織形式為流水線作業，主要焊接新技術是高速焊接及波紋板仿形焊的應用。 3 金屬結構行業產品結構的調整、新產品的開發及發展方向 金屬結構行業企業一方面，隨著市場觀念的改變，用戶除了對設備的功能性、經濟性、實用性和先進性的要求外，還增加了環保和節能降耗等方面的要求；另一方面，隨著國家投資方向的變化，金屬結構行業企業也在改變著產品類型。企業為了滿足市場的需求和滿足清潔生產的要求，增大了技術創新和技術開發的力度，開發出了系列環保產品和高科技附加值產品，以符合可持續性發展戰略的要求。 太原重型機械（集團）有限公司根據未來市場發展的變化和技術儲備能力，確定了“四大”產品平臺，即傳統產品、鐵路產品、高技術產品及環保產品為今后的發展方向。例如，最近開發的機械煉焦設備，屬于環保型清潔生產的典型，該設備煉成的焦碳質量好，生成的煤氣二次利用可以煉焦，也可供取暖和發電使用，達到了綜合利用、無污染的目的，得到了用戶的認可，市場前景廣闊。 根據軋輥修復后可重新使用，并且使用壽命與修復成本之比較大的特點，大連重工集團有限公司與冶金部北京建筑研究總院焊接研究所合作，第二重型機械集團公司等均開發了軋輥堆焊技術，并成功地應用于生產中，達到了綜合利用可持續性發展的要求。 為滿足專業化集裝箱的市場需求，南通中集順達集裝箱有限公司在生產制造國際標準干貨集裝箱的基礎上，特種集裝箱生產正在逐步發展，罐式集裝箱正在開發研究中。 石油化工行業企業的生產特色，對焊接設備和焊 接材料的發展提出了新的要求，即管道焊接向高效氣體保護全位置自動焊方面發展，儲罐的焊接向高效氣保護藥芯焊絲自動焊（包括平焊、平角焊、橫焊）方向發展。 總之，金屬結構行業企業產品結構的調整、新產品的開發及發展方向的確定主要是根據國家投資方向及市場的需求而確定。 |
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