文|星船知造 清波
編輯|嚴(yán)大方
還記得關(guān)于三星堆的熱搜么？新一批文物出土后，人們奔走驚呼，「考古學(xué)不存在了」。
這么說(shuō)的原因是，「金屬的冶煉與加工」、「文字的使用」、「社群的聚居」通常被認(rèn)為是判斷文明誕生的三大因素。但這一次，來(lái)自三星堆古老文明的超高金屬加工工藝完全超出想象。
數(shù)千年前的青銅神樹(shù)、青銅大面具是采用了「現(xiàn)代焊接」技藝的焊接成品，有人認(rèn)為其焊接工藝超越了現(xiàn)代制作不銹鋼防護(hù)欄的水準(zhǔn)。
青銅神壇則將多個(gè)單獨(dú)鑄造的零件通過(guò)焊接的方式拼裝在一起。
人類(lèi)文明的長(zhǎng)河里，從中世紀(jì)鐵匠不斷鍛打紅熱狀態(tài)金屬來(lái)使其相連的「鍛焊」，到使用了金屬電極的「電弧焊」，從「手工電弧焊」，到價(jià)格昂貴，但能輕松搞定微型零件的「激光焊」，青銅時(shí)代巍峨奇異的鏡頭一轉(zhuǎn)，上海特斯拉工廠里已是黑夜如晝，工業(yè)機(jī)器人們手持焊槍?zhuān)L(zhǎng)袖善舞的景觀。
今天地球上偉大的人造物，大都離不開(kāi)一項(xiàng)技術(shù)——它是人類(lèi)對(duì)使用雙手來(lái)操縱溫度和壓力的執(zhí)著。文明得以前行。
焊接，一種應(yīng)用領(lǐng)域極其廣泛的技術(shù)和工藝。它不像汽車(chē)、船舶、飛機(jī)、機(jī)械制造等行業(yè)那樣會(huì)在終端工序上產(chǎn)生出一種能夠望文生義、有形有樣的產(chǎn)品，但卻能覆蓋和滲透到了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的方方面面。
今天中國(guó)焊接已從「三星堆」到以焊接機(jī)器人和智能焊接系統(tǒng)應(yīng)用為代表的新階段。也早已不是馬路邊一蹲蹲半天，激光四射，路人快步走過(guò)的粗活臟活。 我國(guó)的焊接專(zhuān)業(yè)，有中專(zhuān)、職高，也有本科、碩士、博士學(xué)位。只要愿意就業(yè)，不愁找不到工作。
2021版高職專(zhuān)業(yè)目錄中「焊接技術(shù)與自動(dòng)化」專(zhuān)業(yè)，已被更名為「智能焊接技術(shù)」。
是一門(mén)縱向跨越中專(zhuān)到博士、橫向跨越材料與機(jī)械的特色交叉學(xué)科 。即看齊藍(lán)翔學(xué)技術(shù)，又看齊清華搞學(xué)術(shù)。
2022年6月，我國(guó)第三艘航母福建艦下海。其艦身每一條焊縫都是經(jīng)過(guò)X射線(xiàn)檢測(cè)，每條焊縫都對(duì)應(yīng)到具體責(zé)任人。
從中國(guó)第一臺(tái)萬(wàn)噸水壓機(jī)，到中國(guó)高鐵的無(wú)縫鋼軌，從航空母艦的飛行甲板，到載人宇宙飛船的密封艙——今天大國(guó)重器的榮光，是由焊接院士、焊接博士，和更多車(chē)間中的藍(lán)領(lǐng)焊接技術(shù)工人，共同構(gòu)筑起來(lái)的。
中國(guó)焊接，正不斷高精尖，日漸高大上。
01 中國(guó)焊接材料的高精尖變局
焊接，也稱(chēng)作熔接。是兩種或兩種以上同種或異種材料通過(guò)原子或分子之間的結(jié)合和擴(kuò)散連接成一體的工藝過(guò)程。
國(guó)內(nèi)的焊接市場(chǎng)，如果按照最終產(chǎn)品來(lái)分，可分為「焊接材料」，「焊割設(shè)備」和「焊接工具及其他」三個(gè)大類(lèi)。
焊接材料是指焊接時(shí)所消耗材料的通稱(chēng)，包括焊條、焊絲、金屬粉末、焊劑、氣體等。如果以焊材被使用的方式來(lái)看，則主要可分為氬焊、CO2焊接、氧切割、電焊等。
焊接材料可以理解為鋼鐵的「黏合劑」，其上游行業(yè)主要是鋼鐵行業(yè)、有色金屬行業(yè)和焊材生產(chǎn)設(shè)備行業(yè)等。下游行業(yè)則主要包括軌道交通、石油化工、集裝箱、工程機(jī)械、船舶汽車(chē)等多個(gè)行業(yè)。
焊接材料行業(yè)的核心技術(shù)是「制造工藝」和「產(chǎn)品配方」——即如何根據(jù)不同鋼種和不同的使用環(huán)境進(jìn)行設(shè)計(jì)調(diào)整，從而滿(mǎn)足焊接材料對(duì)母材和應(yīng)用環(huán)境的適應(yīng)性。
中國(guó)的焊接材料產(chǎn)業(yè)正經(jīng)歷由高速發(fā)展轉(zhuǎn)為高質(zhì)量發(fā)展。
用鋼量是衡量焊接技術(shù)總體水平的重要指標(biāo)?！甘濉蛊陂g，我國(guó)鋼鐵產(chǎn)量及焊接材料產(chǎn)量居世界首位。
世界鋼鐵協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2020年我國(guó)粗鋼產(chǎn)量為10.53億噸，占世界總產(chǎn)量的56.5%。
中國(guó)每年有約三億噸左右的鋼材涉及焊接加工，占全球焊接加工量的50%以上。
目前，我國(guó)焊接材料企業(yè)眾多，年總產(chǎn)量保持在400萬(wàn)噸以上，占世界總產(chǎn)量的1/2以上。
從當(dāng)前情況來(lái)看，我國(guó)焊接材料行業(yè)發(fā)展較為成熟，市場(chǎng)化程度較高，已經(jīng)成為了焊接材料的第一大生產(chǎn)國(guó)。根據(jù)上市公司大西洋焊材在22年年報(bào)中提到的數(shù)據(jù)：焊接材料行業(yè)市場(chǎng)化程度較高，行業(yè)處于完全充分競(jìng)爭(zhēng)的情形。2021年焊接材料總產(chǎn)量約466萬(wàn)噸，年焊材總產(chǎn)量同比增加2.4%。
其二，焊接材料產(chǎn)品性能向高強(qiáng)、高潔凈、高效率，產(chǎn)品生產(chǎn)方式向清潔、節(jié)能、智能、柔性方向發(fā)展:
●隨著我國(guó)焊接工業(yè)自動(dòng)化水平的提高，焊材結(jié)構(gòu)不斷升級(jí)變化
主要表現(xiàn)為，在焊接機(jī)器人日益普及的大背景下，適用于自動(dòng)化焊接的藥芯焊絲、實(shí)心焊絲、高效埋弧焊材產(chǎn)品發(fā)展開(kāi)始提速。同時(shí)焊條占焊材總量的比例日漸下降。如國(guó)內(nèi)實(shí)心焊絲占焊材總產(chǎn)量由2009年的28.54%上升至2020年的43.52%。
未來(lái)普通焊條市場(chǎng)將進(jìn)一步被焊絲替代。
●加強(qiáng)對(duì)高附加值和高技術(shù)性能品種的自主開(kāi)發(fā)和配套供給力度
我國(guó)高性能焊材產(chǎn)品仍然依靠進(jìn)口，同時(shí)我國(guó)焊接材料激烈的市場(chǎng)「內(nèi)卷」仍以利潤(rùn)相對(duì)較低的普通焊接材料為主。大多是國(guó)內(nèi)企業(yè)之間互卷。
中國(guó)焊接材料行業(yè)還可能出現(xiàn)以下幾種發(fā)展趨勢(shì)：
首先，中國(guó)焊接材料行業(yè)的總體需求會(huì)進(jìn)一步提高。2025年，中國(guó)焊接材料行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到3000億元。這是建立在我國(guó)新能源汽車(chē)、智能家居等多個(gè)領(lǐng)域的爆發(fā)之上的。
其次，中國(guó)焊接材料行業(yè)將出現(xiàn)新的增量市場(chǎng)，即「小而美」的細(xì)分市場(chǎng)。這是行業(yè)成熟的標(biāo)志之一，也是行業(yè)客戶(hù)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量、具體應(yīng)用場(chǎng)景提出更高要求后的必然結(jié)果。中國(guó)焊接材料行業(yè)會(huì)面臨更多專(zhuān)業(yè)化的需求。
第三，國(guó)內(nèi)企業(yè)加速卷向中高端市場(chǎng)。伴隨國(guó)內(nèi)頭部焊接焊接材料生產(chǎn)企業(yè)如大西洋、金橋、大橋等正在進(jìn)行的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)升級(jí)（如以高附加值的特種焊條和焊絲產(chǎn)品替代低端手工焊條產(chǎn)品等），國(guó)內(nèi)企業(yè)和國(guó)際對(duì)手如林肯電氣、伊薩公司將在高端焊接材料市場(chǎng)展開(kāi)更多競(jìng)爭(zhēng)。
02 焊接設(shè)備：工業(yè)機(jī)器人的崛起
焊割設(shè)備是焊接設(shè)備和切割設(shè)備的簡(jiǎn)稱(chēng)。焊接設(shè)備是指實(shí)現(xiàn)焊接工藝所需要的裝備，包括焊機(jī)、焊接工藝裝備和焊接輔助器具。 根據(jù)焊接設(shè)備的自動(dòng)化程度，焊接設(shè)備可分為全手動(dòng)焊接設(shè)備、半自動(dòng)焊接設(shè)備(實(shí)現(xiàn)自動(dòng)送絲)以及機(jī)器人專(zhuān)用焊接設(shè)備這三種。
機(jī)器人用的專(zhuān)用焊接設(shè)備可謂是如今工廠自動(dòng)化（汽車(chē)、鋰電、新能源、3C、機(jī)床等）中不可或缺的重要組成部分，亦是工業(yè)機(jī)器人資本賽道里炙手可熱的明星產(chǎn)品。
工業(yè)和信息化部發(fā)布的 《“十四五”智能制造業(yè)發(fā)展規(guī)劃》 明確提出發(fā)展智能焊接機(jī)器人。不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)在役工業(yè)機(jī)器人中約有一半被運(yùn)用于汽車(chē)制造領(lǐng)域，而在這些工業(yè)機(jī)器人中，又有超過(guò)一半為焊接機(jī)器人。
2022年，全球焊接機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到626.35億，中國(guó)焊接機(jī)器人市場(chǎng)在全球占比39.66%。
《2022-2027年中國(guó)焊接工具行業(yè)市場(chǎng)全景調(diào)研與發(fā)展前景預(yù)測(cè)報(bào)告》預(yù)計(jì)2023-2027年間，全球焊接機(jī)器人市場(chǎng)將以9%的復(fù)合增長(zhǎng)率快速增長(zhǎng)，2027年全球焊接機(jī)器人總體市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將達(dá)到1078億元。
焊接，已是機(jī)器人兵家必爭(zhēng)之地。這名工業(yè)裁縫在我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)中主要起到以下幾個(gè)助力。
●解決招工難、提升就業(yè)環(huán)境
支撐中國(guó)工業(yè)發(fā)展的根本要素是人。
十幾年前有篇報(bào)道：多家職校反映，財(cái)會(huì)專(zhuān)業(yè)很熱，尤其是女生，開(kāi)口就說(shuō)想學(xué)財(cái)會(huì)。
財(cái)會(huì)人山人海，焊接只招到一半學(xué)生。
家長(zhǎng)說(shuō)，焊接工又臟又苦，都是獨(dú)生子女，自然舍不得了。
就連焊接工程專(zhuān)家、中國(guó)科學(xué)院潘際鑾院士在清華教焊接博士，家人也被人問(wèn)：您男友是焊洋鐵壺的還是修自行車(chē)的？
曾經(jīng)焊接的工作環(huán)境十分惡劣，總和刺目的弧光、飛濺的金屬、嗆人的煙塵為伴。1992年，潘際鑾院士建立了焊接機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室——中國(guó)焊接機(jī)器人在誕生之初，為的就是讓焊工不再被強(qiáng)光傷眼，不再被煙塵傷肺。
這兩年，人們對(duì)焊接崗位的認(rèn)識(shí)隨著產(chǎn)業(yè)升級(jí)下的智能化轉(zhuǎn)型逐漸清晰。
中國(guó)焊工在智能制造的時(shí)代背景下，是既懂制造技術(shù)，又懂信息技術(shù)的復(fù)合型人才。如焊接專(zhuān)業(yè)學(xué)生在掌握焊接基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)，也要進(jìn)行機(jī)器人焊接技能、質(zhì)量檢測(cè)與管理和焊接工作站的維護(hù)管理技能等方面的學(xué)習(xí)。
機(jī)械手臂替代了焊工的手臂，焊工更多從煙塵飛揚(yáng)的車(chē)間走入后臺(tái)的電腦前。
機(jī)器人作為先進(jìn)制造業(yè)的重要支撐設(shè)備，也帶來(lái)更多比傳統(tǒng)產(chǎn)線(xiàn)操作崗位更高端、舒適的就業(yè)崗位。除了機(jī)器人焊接編程崗位，每個(gè)機(jī)器人焊接工作站也需要至少1名輔助操作工。每個(gè)崗位工人也需要至少1名專(zhuān)門(mén)的操作崗位管理人員對(duì)其進(jìn)行培訓(xùn)和管理。
美國(guó)《初步設(shè)計(jì)》報(bào)告曾提到：制造業(yè)上每投入1美元，在相關(guān)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中將產(chǎn)出1.35美元。
平均來(lái)看，一個(gè)制造業(yè)工作支持了2.5個(gè)其他產(chǎn)業(yè)的就業(yè)。一個(gè)先進(jìn)制造領(lǐng)域的就業(yè)可帶來(lái)5個(gè)先進(jìn)制造業(yè)外的就業(yè)。而到了高端制造領(lǐng)域，一個(gè)崗位可以支持另外高達(dá)16個(gè)崗位。
在智能制造產(chǎn)業(yè)升級(jí)和勞動(dòng)力等多重因素下，可以預(yù)見(jiàn)，中國(guó)焊接機(jī)器人的需求會(huì)繼續(xù)快速增長(zhǎng)。
●提高質(zhì)量穩(wěn)定性。拓闊焊接場(chǎng)景
目前豐田公司已將點(diǎn)焊作為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)裝備其日本國(guó)內(nèi)和海外的所有點(diǎn)焊機(jī)器人。應(yīng)用機(jī)器人焊接后，提高了焊接件的外觀和內(nèi)在質(zhì)量，也在保證質(zhì)量穩(wěn)定性的同時(shí)改善了勞動(dòng)環(huán)境。
在太空、深海、核環(huán)境等眾多特種作業(yè)環(huán)境條件中，焊接也必須用遠(yuǎn)距離的控制和機(jī)器人進(jìn)行操作。
●國(guó)內(nèi)機(jī)器人企業(yè)正縮小與國(guó)外同行的差距
目前國(guó)外機(jī)器人在應(yīng)用廣泛的焊接機(jī)器人上占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。焊接機(jī)器人最早應(yīng)用于汽車(chē)行業(yè)，因?qū)附拥木鹊雀鞣矫嬉筝^高，一直采用國(guó)外機(jī)器人生產(chǎn)線(xiàn)，但國(guó)產(chǎn)焊接機(jī)器人在其它領(lǐng)域如工程機(jī)械等也已出現(xiàn)成功案例(三一臨港自動(dòng)化生產(chǎn)車(chē)間等)。
●點(diǎn)焊機(jī)器人在中國(guó)還有巨大的增長(zhǎng)潛力
根據(jù)國(guó)際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)（IFR）和中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟 （CRIA）相關(guān)數(shù)據(jù)，在外資品牌焊接機(jī)器人中，弧焊機(jī)器人和點(diǎn)焊機(jī)器人的銷(xiāo)量占比較大，「十三五」期間兩者占比合計(jì)在95%～97% 之間。
弧焊機(jī)器人的占比從 2016 年的37%逐年遞增到 2020 年的57%，點(diǎn)焊機(jī)器人占比從 2016年的58%增長(zhǎng)到2017年的65%，之后三年逐年下滑，2020年降到39%。
其余三類(lèi)焊接機(jī)器人的占比變化不大，都在 3%以?xún)?nèi)。
目前，隨著激光視覺(jué)傳感技術(shù)的發(fā)展，其在焊接領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用也日漸廣泛。它可以提升焊接機(jī)器人焊接精度。
目前我國(guó)在工業(yè)3D視覺(jué)領(lǐng)域，內(nèi)資企業(yè)和外企企業(yè)基本處在同一起跑線(xiàn)，外資企業(yè)不存在太大先發(fā)優(yōu)勢(shì)。
最后，作為海洋工程裝備技術(shù)的重要組成部分，我國(guó)研發(fā)的水下焊接專(zhuān)用設(shè)備和焊接材料已經(jīng)可以應(yīng)用于勝利油田海上采油平臺(tái)、港珠澳大橋等海洋工程。
焊接設(shè)備的迭代始終和工業(yè)化進(jìn)程緊緊相連。今天中國(guó)焊接一方面擁有鋼鐵、冶金、化工、建筑設(shè)施、汽車(chē)、火車(chē)（高鐵）、船舶、航空航天、紡織、石油及天然氣等新老工業(yè)近乎爆發(fā)式增長(zhǎng)的強(qiáng)大地基，但另一方面，目前我國(guó)焊接自動(dòng)化率僅20%左右，傳統(tǒng)手工焊接工藝將不斷被自動(dòng)化的機(jī)器焊接逐步替代。
再看焊切設(shè)備。
全球焊切設(shè)備主要生產(chǎn)廠商集中在美國(guó)、歐洲、日本、中國(guó)等國(guó)家和地區(qū)，主要代表企業(yè)有林肯、米勒、伊薩、福尼斯等，這些公司占據(jù)全球焊接、切割設(shè)備半數(shù)以上市場(chǎng)份額。
上述這些企業(yè)在技術(shù)水平和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)能力上具備了相當(dāng)強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，由此也造成了在高端焊接、切割設(shè)備生產(chǎn)制造方面，國(guó)內(nèi)企業(yè)的技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力相對(duì)不足。
不可避免的，國(guó)內(nèi)客戶(hù)對(duì)進(jìn)口產(chǎn)品的依賴(lài)度在現(xiàn)階段也相對(duì)較大。
不過(guò)，由于經(jīng)濟(jì)體量的迅速壯大及國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平的穩(wěn)步提升，中國(guó)早已成為全球最大的焊接市場(chǎng)。在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)面前，我國(guó)焊接產(chǎn)業(yè)逐步走向自動(dòng)化和智能化。盡管當(dāng)前我國(guó)的焊接自動(dòng)化率相對(duì)較低（發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家已經(jīng)達(dá)到80%），但我們?cè)诩夹g(shù)上奮力追趕的腳步一刻也沒(méi)有停止。最具說(shuō)服力的應(yīng)用案例是自20世紀(jì)未開(kāi)始，我國(guó)逐漸在各個(gè)行業(yè)推廣自動(dòng)焊的基礎(chǔ)焊接方式——?dú)怏w保護(hù)焊，以焊接設(shè)備來(lái)取代傳統(tǒng)的手工電弧焊，目前已取得了相當(dāng)大的代替成效，也同時(shí)促生出了大批設(shè)計(jì)、生產(chǎn)自動(dòng)化保護(hù)焊設(shè)備的優(yōu)質(zhì)企業(yè)。
數(shù)字焊機(jī)、數(shù)字化控制技術(shù)業(yè)已穩(wěn)步進(jìn)入國(guó)內(nèi)市場(chǎng)。三峽工程、西氣東輸工程、航天工程、船舶工程、汽車(chē)及零部件制造等大型的國(guó)家基礎(chǔ)工程中，就大量采用相關(guān)的數(shù)字化技術(shù)。
經(jīng)過(guò)近幾十年的長(zhǎng)效發(fā)展，目前我國(guó)電焊機(jī)行業(yè)成長(zhǎng)迅速。
首先是形成較完整產(chǎn)業(yè)鏈的同時(shí)也形成了一定規(guī)模的電焊機(jī)產(chǎn)業(yè)集群。
根據(jù)中國(guó)電器工業(yè)協(xié)會(huì)電焊機(jī)分會(huì)對(duì)60家重點(diǎn)企業(yè)統(tǒng)計(jì)，2021年我國(guó)電焊機(jī)行業(yè)60家制造企業(yè)的全年工業(yè)總產(chǎn)值為173.68億元，同比增長(zhǎng)12.1%；同年這60家企業(yè)的銷(xiāo)售規(guī)模為164.09億元，同比增長(zhǎng)10.8%
主要分布在京津冀、長(zhǎng)三角、珠三角以及成都地區(qū)，在滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求的同時(shí)，出口至海外市場(chǎng)。國(guó)內(nèi)相關(guān)企業(yè)達(dá)到600余家，規(guī)模較大的企業(yè)有深圳市佳士科技股份、上海滬工焊接集團(tuán)、深圳市瑞凌實(shí)業(yè)股份、山東奧太電氣、凱爾達(dá)電焊機(jī)等。
尚待追趕之處在于，和發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家電焊機(jī)品種規(guī)格已達(dá)到500余種相比，我國(guó)電焊機(jī)企業(yè)目前能生產(chǎn)的品種規(guī)格仍較少。
最后，來(lái)看焊接工具及其他（包括焊接用氣體及勞保用品等）。
一般而言，除去在焊接過(guò)程中用到的設(shè)備和材料，剩下的包括工具，如手工電弧焊所要用到的焊接電源，電焊鉗子、耐火鉗子、錘子等；又如在氧乙炔火焰焊中需用到的焊炬，塑膠管，減壓閥，回火停止器等；焊接用氣體（分為保護(hù)氣體和氣焊、切割用氣體兩大類(lèi)）等——都屬于焊接工具及其他。
勞保用品的范圍就更廣了，焊工戴的電焊帽子、墨鏡，防火手套都算。
在這一領(lǐng)域，我國(guó)呈現(xiàn)出「企業(yè)數(shù)量眾多、產(chǎn)業(yè)集中度較低、絕大多數(shù)企業(yè)開(kāi)發(fā)能力較弱」的特點(diǎn)。
出口產(chǎn)品多為零部件以及部分中、低端工具，出口單價(jià)和利潤(rùn)額都相對(duì)較低。例外的是，由于生產(chǎn)焊接用氣體需要申請(qǐng)辦理特種設(shè)備生產(chǎn)制造許可證資質(zhì)，因此該類(lèi)生產(chǎn)企業(yè)的集中度較高，主要由跨國(guó)公司及國(guó)內(nèi)龍頭企業(yè)構(gòu)成，如Linde林德氣體、Air Liquide、Air Products、氣體動(dòng)力Air Power、杭氧集團(tuán)等。
國(guó)內(nèi)焊接工具及其他的市場(chǎng)內(nèi)容既繁多又復(fù)雜，并且有很多（如保護(hù)氣體，切割用氣體，勞防用品，保護(hù)用具等）還不是焊接行業(yè)單獨(dú)使用的，具有相當(dāng)?shù)耐ㄓ眯?，因此這一塊的統(tǒng)計(jì)口徑偏離度和差異度非常之大，缺乏權(quán)威性的可靠數(shù)據(jù)。
綜合上述三大業(yè)務(wù)板塊，盡管中國(guó)市場(chǎng)早已成為了世界上最大的焊接（切割）設(shè)備、材料和工具生產(chǎn)和消費(fèi)市場(chǎng)，但大不代表強(qiáng)，多并不等同于精。在焊接、切割設(shè)備的自動(dòng)化使用上，在焊接材料的特殊配方及用途上，在焊接機(jī)器人的效率和穩(wěn)定性上，我們還有很大提升空間。
03 久違的情感
2022年，上海工人文化宮多了一件藝術(shù)品：中國(guó)第一臺(tái)萬(wàn)噸水壓機(jī)廢棄零件做的藝術(shù)裝置。
揭幕儀式上，人們給三根巨型鋼鐵圓柱各帶上一朵大紅花，好像三個(gè)勞動(dòng)模范。
萬(wàn)噸水壓機(jī)建造的參與者、上海焊接界專(zhuān)家黃家華顫抖的雙手撫過(guò)鋼鐵切割面。60年前的一幕幕就在眼前。
1962年6月。中美尚未建交。美國(guó)記者埃德加·斯諾飛躍太平洋，前往上海采訪(fǎng)。斯諾曾深入中國(guó)西北革命根據(jù)地考察，和紅軍主要領(lǐng)導(dǎo)人朝夕相處，寫(xiě)作了轟動(dòng)?xùn)|西方的紀(jì)實(shí)作品，《西行漫記》——它還有另一個(gè)更出名的名字，《紅星照耀中國(guó)》。
這一次，斯諾為“萬(wàn)噸水壓機(jī)”東行。
不知當(dāng)年的焊工師傅們是否想到，今天中國(guó)焊接已經(jīng)可以在多種環(huán)境下進(jìn)行，野外、水下，甚至太空。
建造萬(wàn)噸水壓機(jī)的人們老了。但中國(guó)第一臺(tái)萬(wàn)噸水壓機(jī)至今仍在上海重型機(jī)器廠轟鳴。
雖然在現(xiàn)階段，我們必須承認(rèn)國(guó)內(nèi)的焊接自動(dòng)化程度還比不上歐美日韓等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，但在焊接的世界舞臺(tái)上，數(shù)十年來(lái)，中國(guó)力量始終洶涌澎湃。
首先是經(jīng)濟(jì)體量鑄就焊接舞臺(tái)。
自2010年趕超日本，成為世界第二大經(jīng)濟(jì)體以來(lái)，中國(guó)連續(xù)十三年坐穩(wěn)這個(gè)位置。始終把GDP保持在一個(gè)相當(dāng)可觀的幅度內(nèi)穩(wěn)步增長(zhǎng)。
國(guó)家統(tǒng)計(jì)局發(fā)布的數(shù)據(jù)，2022年中國(guó)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值1210207億元，比上年增長(zhǎng)3.0%。折算成美元后，大約是18萬(wàn)億美元，約占世界經(jīng)濟(jì)總量的19%，為美國(guó)的70.67%。
其中，第一產(chǎn)業(yè)增加值88345億元，比上年增長(zhǎng)4.1%；
第二產(chǎn)業(yè)增加值483164億元，增長(zhǎng)3.8%；
第三產(chǎn)業(yè)增加值638698億元，增長(zhǎng)2.3%。
第一產(chǎn)業(yè)增加值占國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值比重為7.3%，第二產(chǎn)業(yè)增加值比重為39.9%，第三產(chǎn)業(yè)增加值比重為52.8%。
第二產(chǎn)業(yè)中，黑色金屬冶煉和壓延加工業(yè)增加值增長(zhǎng)1.2%，全國(guó)粗鋼產(chǎn)量101795.9萬(wàn)噸，同比下降1.7%；鋼材產(chǎn)量134033.5萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)0.3%。
焊割設(shè)備的需求量和鋼材產(chǎn)量密切相關(guān)。據(jù)測(cè)算，我國(guó)鋼產(chǎn)量從1.29億噸迅速增加到6.26億噸這段時(shí)期，焊接用鋼所占比例約為40%-50%，而同期的工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，焊接用鋼量已達(dá)到其鋼材總量的60%-70%，所以我國(guó)焊接用鋼還具有較大的發(fā)展空間。
人們的巧手、毅力和民族自信促成焊接奇跡。
雖然說(shuō)我國(guó)焊接自動(dòng)化程度還不如工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家那么高，設(shè)備也不如他們那么精密，但是憑借著一雙巧手和一股堅(jiān)忍不拔的毅力，我國(guó)的焊工巧匠們同樣也創(chuàng)造出諸多項(xiàng)的中國(guó)焊接奇跡。
航天領(lǐng)域的高鳳林，中國(guó)有一半以上的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)都由他焊接；
核電工業(yè)領(lǐng)域的劉霞，主導(dǎo)了2017年中國(guó)第一根百萬(wàn)級(jí)核電焊接轉(zhuǎn)子研發(fā)成功；
LNG（液化天然氣）船舶領(lǐng)域的秦毅，以其精湛的殷瓦焊接技術(shù)，創(chuàng)造了LNG船液貨艙焊接一次性100%無(wú)漏點(diǎn)等多項(xiàng)國(guó)內(nèi)第一，為中國(guó)LNG船從無(wú)到有，進(jìn)而達(dá)到世界領(lǐng)先水平做出了杰出貢獻(xiàn) 。
李萬(wàn)君焊接的高鐵、盧仁鋒焊接的坦克也是全球高水平的。
在世界焊接的舞臺(tái)上，中國(guó)有兩項(xiàng)工程獲得了國(guó)際焊接學(xué)會(huì)（IIW）的最高榮譽(yù)，分別是國(guó)家體育場(chǎng)鳥(niǎo)巢和港珠澳大橋。
鳥(niǎo)巢的獲獎(jiǎng)，打破了由西方國(guó)家壟斷焊接結(jié)構(gòu)大獎(jiǎng)的歷史。其高空大跨度的馬鞍形設(shè)計(jì)獨(dú)特，內(nèi)部沒(méi)有一根立柱，全焊接的重型鋼結(jié)構(gòu)對(duì)焊接質(zhì)量要求之高、難度之大，不要說(shuō)在中國(guó)沒(méi)有先例，在全世界的焊接史上也極少見(jiàn)。
港珠澳大橋焊接技術(shù)團(tuán)隊(duì)首次將機(jī)器人焊接技術(shù)用于鋼橋制造領(lǐng)域，建成國(guó)內(nèi)首條板單元自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)，率先在我國(guó)大跨度鋼橋制造上采用免涂裝耐候鋼焊接技術(shù)，獲多項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利。
突破的關(guān)鍵技術(shù)包括但不限于：研制成功U形肋、板肋與面板組拼的自動(dòng)組裝機(jī)床，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)行走、打磨、除塵、定位、壓緊和機(jī)器人取代人工實(shí)現(xiàn)定位焊的自動(dòng)化；
首次使用焊接機(jī)器人配合反變形翻轉(zhuǎn)胎，實(shí)現(xiàn)多條加筋肋同步焊接，焊縫質(zhì)量好，焊接效率高；
開(kāi)發(fā)了焊接質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了焊接參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，確保了焊接質(zhì)量可追溯性；
建造了國(guó)內(nèi)首條鋼箱梁板單元制造自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)等。
中國(guó)奇跡從來(lái)不僅發(fā)生在國(guó)家經(jīng)濟(jì)體量的飛躍式進(jìn)步上，同樣也展現(xiàn)在各個(gè)重大工程，重點(diǎn)項(xiàng)目的實(shí)施建設(shè)中，而焊接的技術(shù)和工藝，恰恰就是一種讓世界見(jiàn)證中國(guó)奇跡的有效途徑。
手握一把焊槍?zhuān)袊?guó)焊接人就能匯聚八方力量。
尾聲
中國(guó)制造業(yè)的由大變強(qiáng)，可以從中國(guó)焊接的未來(lái)發(fā)展上找到端倪。中國(guó)焊接事業(yè)的由大變強(qiáng)，也會(huì)影響到中國(guó)制造業(yè)的未來(lái)走向。
焊接行業(yè)的未來(lái)走向，有以下的三個(gè)趨勢(shì)。
●由手工化向自動(dòng)化的轉(zhuǎn)變
如前文提到，我國(guó)當(dāng)前的焊接自動(dòng)化率僅20%左右，而工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)高達(dá)80%。用焊機(jī)來(lái)解放更多焊工，用自動(dòng)化提升效率，以設(shè)備焊接來(lái)替代人工，解決更多的操作環(huán)境對(duì)人體健康危害的問(wèn)題，是不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)。更何況機(jī)器在焊縫質(zhì)量、速度和效率方面的能力大大超過(guò)手工焊接，未來(lái)手工焊應(yīng)用的場(chǎng)景也會(huì)越來(lái)越少。
●由普通化向特種化的轉(zhuǎn)變
普通焊條、焊絲、焊機(jī)、工具的進(jìn)入門(mén)檻不高，容易被模仿復(fù)制，更容易陷入無(wú)窮無(wú)盡的價(jià)格戰(zhàn)。
特種焊材，如不銹鋼的焊條、焊絲，稀有有色金屬的釬料，焊絲，無(wú)縫不銹鋼藥芯的焊絲，專(zhuān)業(yè)用途的焊機(jī)，工具等等，雖然量不如普通產(chǎn)品多，但附加值遠(yuǎn)超前者。
能制造生產(chǎn)出特種化的焊材，焊機(jī)，工具等，是各個(gè)企業(yè)在焊接技術(shù)和工藝實(shí)力上的最終體現(xiàn)。這與其自身科技研發(fā)能力息息相關(guān)。說(shuō)到底，不怕不識(shí)貨，就怕貨比貨，在實(shí)際的應(yīng)用場(chǎng)景中，是騾子是馬，只有牽出來(lái)遛遛才會(huì)知道。焊縫的質(zhì)量，密合的程度，永遠(yuǎn)是騙不了人的。何況還有機(jī)器探傷——任何微小失誤，在焊接這個(gè)領(lǐng)域，都可能產(chǎn)生致命的后果。
●由人干「苦活」到機(jī)器人干「苦活」的轉(zhuǎn)變
從工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用實(shí)際來(lái)看，自動(dòng)焊接機(jī)器人可以智能識(shí)別焊縫規(guī)格，下放適當(dāng)?shù)暮覆膶?duì)焊縫進(jìn)行填充，焊縫填充度好，可以針對(duì)大中小型工件的焊接；可以實(shí)現(xiàn)二十四小時(shí)不間斷工作，工作效率較高，焊后的工件一致性高，焊接質(zhì)量穩(wěn)定。
特斯拉汽車(chē)工廠車(chē)間，人們能看到的除了四濺的焊花之外，更多的其實(shí)是密密麻麻的焊接機(jī)器人組群，它們能夠卓有成效、不知疲倦地連續(xù)作業(yè)，可以不受污染環(huán)境影響的可持續(xù)操作能力，這又豈是血肉之軀的人體可以長(zhǎng)期與之比肩和抗衡的？
未來(lái)的焊接工藝，一方面要研制新的焊接方法、焊接設(shè)備和焊接材料，以進(jìn)一步提高焊接質(zhì)量和安全可靠性，如改進(jìn)現(xiàn)有電弧、等離子弧、電子束、激光等焊接能源；運(yùn)用電子技術(shù)和控制技術(shù)，改善電弧的工藝性能，研制可靠輕巧的電弧跟蹤方法。
另一方面提高焊接機(jī)械化和自動(dòng)化水平，如焊機(jī)實(shí)現(xiàn)程序控制、數(shù)字控制；研制從準(zhǔn)備工序、焊接到質(zhì)量監(jiān)控全部過(guò)程自動(dòng)化的專(zhuān)用焊機(jī)；在自動(dòng)焊接生產(chǎn)線(xiàn)上，推廣、擴(kuò)大數(shù)控的焊接機(jī)械手和焊接機(jī)器人，可以提高焊接生產(chǎn)水平，改善焊接衛(wèi)生安全條件等。
焊接行業(yè)的未來(lái)，會(huì)是一個(gè)以自動(dòng)化機(jī)器和機(jī)器人替代人類(lèi)進(jìn)行高效率、全方位工作的全新時(shí)代，這是中國(guó)的未來(lái)場(chǎng)景，當(dāng)然也會(huì)是世界的未來(lái)場(chǎng)景。
參考資料：
[1]智能制造背景下技工院校焊接專(zhuān)業(yè)高技能人才的培養(yǎng)分析與策略 付煒亮
[2]焊接機(jī)器人“十三五”銷(xiāo)售狀況與“十四五”展望 李憲政
[3] 激光視覺(jué)傳感器的機(jī)器人焊縫高精度跟蹤系統(tǒng) 蘇賜民
[4] 《2022-2027年中國(guó)焊接材料行業(yè)市場(chǎng)深度調(diào)研及投資策略預(yù)測(cè)報(bào)告》中研普華
[5] 《2022-2027年中國(guó)焊接工具行業(yè)市場(chǎng)全景調(diào)研與發(fā)展前景預(yù)測(cè)報(bào)告》 中研普華產(chǎn)業(yè)研究院
[6] 《中國(guó)電焊機(jī)行業(yè)發(fā)展深度研究與投資趨勢(shì)分析報(bào)告（2023-2030年）》 觀研報(bào)告網(wǎng)
[7] “港珠澳大橋”項(xiàng)目榮獲國(guó)際焊接工程最高獎(jiǎng) 中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)焊接分會(huì)