把握发展大势 放眼焊接创新..
    发布者:zhaoyezi  发布时间:2010-04-22 18:38:40  访问次数:

     

    埃森组委会与《机械工人》杂志社联合组办的“北京埃森焊接展与中国焊接工业”征文活动是“北京·埃森焊接与切割展览会”20周年纪念活动的组成部分。
      主办单位先后收到来稿60余篇,其中评选出优秀征文28篇。
        从征文作者层面上看,既有从事焊接工作多年,对事业一往情深的老同志,也有刚刚加入焊接行业不久激情澎湃的新秀。他们对展会痴情未改、情有独钟;他们的回忆和感念,荡人心魄,令我们深受触动;他们对展会的期望和寄语,让我们不敢稍有懈怠,不仅不能躺在以往的成绩上在那里孤芳自赏,而且要依“独上高楼,望断天涯路”的心境,去攀登展会的下一个高峰。更要用“衣带渐宽终不悔,为伊消得人憔悴”的追求,把展会办得更好,去迎接焊接事业的美好明天。
        从1987年开始的“北京·埃森焊接展”除展示产品和商业活动外,也是国内外焊接技术交流的一个重要窗口,显示了这20年来全球焊接技术产品的创新历程。
        面对21世纪高速发展的科学技术和激烈的市场竞争,我们必须更加重视我国民族焊接产业的创新和竞争力,更加重视融合各相关学科新技术以推进焊接创新,更加重视我国钢材进展对焊接创新的要求,并关注中长期焊接创新的前景。

    一、在市场开放的条件下,要更加重视焊接民族产业的创新和提升竞争力
        纵观当今世界,越是提倡开放市场的国家,越在强调提升本国企业的竞争力去开拓世界市场。

        美国2005年12月出台了新的《国家创新法案》,法案规定了一系列行政措施和增加资金投入,以保持美国在全球的竞争力和领先地位。法案授权商务部进行现代制造系统的开发和利用。

        欧盟2006年出台了雄心勃勃的创新计划《把知识转化为应用——欧盟广泛创新战略》。该计划提出:通过促进欧盟市场知识密集型产品和服务在全球的领导地位,为欧州企业创造争取全球竞争优势的条件。

          日本2006年出台了《第三期科技基本计划》。该计划除将生命科学、信息科学、环境科学、材料科学和纳米技术列为重点推进领域外,也将“制造技术”列为推进领域。在提出的各项政策目标中,列入了“使日本成为世界第一制造大国”和“依靠科技提升产业竞争力,在世界上占据领先地位”的目标。

          因此进入21世纪,科学技术作为核心竞争力业已成为国家间竞争的焦点。

          2006年中国国务院颁发了2006~2020年《国家中长期科学和技术发展规划纲要》,要求经过15年努力,到2020年使我国进入创新型国家行列。纲要强调:建设创新型国家,核心就是把增强自主创新能力作为发展科学技术的战略基点,就是把增强自主创新能力作为调整产业结构、转变增长方式的中心环节,改变关键技术依赖于人、受制于人的局面。

        从20年来的历届“北京·埃森焊接展”上可以看到,我国焊接产业的规模增长很快,若干焊接器材的性能也有长足进步。但是不少焊接设备与一些焊接材料,仍与国外知名焊接企业的产品有较大的差距,正如林尚扬院士指出的:“必须看到国内还缺少更多的具有自主品牌的先进焊接设备、高端焊接材料和高效焊接工艺技术,目前企业使用的这些先进焊接设备与材料大多依赖外国进口。国内焊接生产的这种表面辉煌、技术空心化的局面是一个严重的战略软肋”。

        因此,如何再经过十多年的努力,使中国民族焊接产业在整体上达到“创新型国家”的要求,是我国各主管部门、各相关单位及学会/协会都应认真考虑和规划的问题。

        二、融合各相关学科的先进技术,推进焊接创新

        美国著名的兰德公司2001年发布了《全球技术革命》报告,在2006年又发布了《2020年全球技术革命》的报告。在这两份报告中,兰德公司认为,全球技术革命中的一个重要趋势,是材料技术、纳米技术、制造技术和信息技术等多学科的融合速度越来越快,这种融合对加快各种应用技术的发展,是至为重要的。

        回顾焊接技术的发展历程,可以说其重大进程,都融合了相关学科的先进技术。100年前,在19世纪末到20世纪初的电气产业革命中,将电弧用于焊接,开始了电弧焊纪元。20世纪中期,随着物理学的进步,开始将各种高能束(电子束,等离子束、激光束)应用于焊接,至今方兴未艾。到20世纪70年代,随着信息技术的进步,焊接自动化进程加快,目前正向着智能化、柔性化和全数字控制的方向发展。

        原中国焊接学会副理长曾乐先生,生前曾从事焊接研究工作,又担任宝钢副总工程师和兼任一些工程项目的顾问,他认为不同专业的人才交叉工作大有好处,呼吁学习德国和美国,熟悉焊接的专家参与钢材开发,钢材专家参与焊材开发,从事自动控制和机械设计的专家参与焊接设备的开发。

        我国焊接产业的一个重大缺陷,是企业格局过小,囿于专业经营,而缺乏依托电器集团公司的电焊机企业(如日本松下),缺乏依托钢铁集团公司的焊接材料企业(如日本神钢、伯乐蒂森),也缺乏集焊接器材和相关企业于一体的联合企业(如美国林肯公司、ATW集团公司)。 这种依托和联合,不仅可以增强企业的实力,更重要的是可以及时得到技术和元器件及新工艺、新材料的支撑,促进产品的“组合创新”,提升企业在国际市场的竞争力。

        如何弥补我国焊接产业的上述缺陷?应该重视和采取措施,包括推进企业的体制改革和联合,推进产学研的密切合作,以及扩大信息渠道,开拓视眼,提升企业对吸收相关学科与相关行业先进技术的敏感性,从而事半功倍地推进焊接创新。

        三、关注我国钢材进展对焊接创新的要求

        我国是全世界钢材焊接量最大的国家。按国际钢铁协会统计,2006年世界钢产量为12.39亿t,我国钢产量为4.2亿t,占全世界钢产量的34%,已大于美国、日本、俄罗斯、德国、英国、印度和韩国7个国家钢产量的总和。所以全世界的知名焊接企业都在进军中国的焊接市场。

        2010年我国钢产量将达到5亿t左右,同时我国正在努力从钢材大国向钢材强国的方向发展。2006年中国金属学会和中国钢铁工业协会联合发布了《2006~2020年中国钢铁工业科学与技术发展指南》,提出了今后15年的钢材发展目标:

        1.  2006~2010年的钢材发展主要目标

        (1) 20%普碳钢材在韧性基本不变的情况下,强度提高1倍。

        (2) 稳定生产高强度、高韧性、低屈强比的各类钢板,如屈服强度400~800MPa,抗拉强度600~1400MPa级高强度高韧性板材,X80管线板等。

        (3) 稳定生产优质耐火、耐候、抗震钢板,及抗拉强度大于1000~1400MPa级超洁净、超高强度新钢种。

        (4) 细晶和超细晶、高洁净度、高均匀性钢材覆盖面不小于10%。

        (5) 全面建成具有中国特色、国际化的冶金新材料体系,包括火电、水电、核电设备用新钢材,造船用焊接不预热和大热输入量焊接用钢,-160℃低温钢,汽车用600~800MPa级高强度钢板,高速火车用各种钢材,石油和海洋工程用新钢材,制造业用各类冶金新材料等。

        (6) 铁素体不锈钢和用锰、氮代镍、铬不锈钢实现批量生产。

        2.  2011~2020年钢材发展主要目标

        (1)各类先进钢铁材料,包括强度提高1~4倍,使用寿命提高1~4倍,节约资源和环境友好型先进钢铁结构材料;不含合金元素,wFe =99.995%,超高均匀度、超高纯度、超细组织钢铁耐蚀材料;超超临界火电机组用超级耐热钢;耐蚀性提高3~5倍的纳米晶不锈钢;可在>1100℃大火中烧3h而强度基本不变的超级耐火钢;表面合金化的不锈钢、耐酸钢、耐磨钢、抗氧化钢;超轻型钢铁结构材料(中空轻型钢材)等。

        (2)掌握先进高强度、高韧性钢材稳定生产的关键技术,包括精确控制化学成分与高洁净度钢冶金技术;微合金化技术;夹杂物变形与分布控制技术;控轧控冷技术;超细晶粒钢控制与生产技术;高精度轧制与检测技术;钢材性能预报控制技术等。

        (3)低镍、铬低成本环保型不锈钢成为不锈钢产品主流,氮合金化的双相不锈钢和超级奥氏体不锈钢形成系列、稳定生产并广泛应用于石化、船舶、汽车和建筑等行业。

        以我国现有的焊接材料及焊接技术,对照上述钢材发展目标,可看出存在很大差距(本文限于篇幅,不一一说明)。因此今后15年我国钢材的品种和性能进展,对焊接材料和焊接技术及焊接产业,都是很大的挑战。必须跟踪钢材的进展,推进相应的焊接创新。

        四、关注焊接创新前景

        关于焊接创新的前景,近年来已有多篇文章各抒已见,去年林尚扬院士又对今后10年自主创新的目标作了论述,本文前几部分也涉及此问题,因此不再赘述。只是结合国情,再简要陈述以下几点:

        1.焊接创新除政府和学术导向外,市场需求是最大的推动力

        面对每年几亿吨钢材需要焊接的庞大工作量和日益上涨的人工成本,全力追求焊接自动化和高效焊接将成为当前焊接创新的主要方向。

        现在日本、欧州和美国在使用的焊接材料中,手工焊条的比例已分别小于14%~18%,显示焊接自动化和半自动化率已大于80%。

        我国少数行业及部分企业的焊接自动化和半自动化率已到70%以上。但就全国而言,2006年全国消耗的焊材中,手工焊条仍占

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