中国工程院咨询项目《我国制造业焊接生产现状与发展战略研究》总结报告

中国工程院咨询项目《我国制造业焊接生产现状与发展战略研究》总结报告

中国工程院咨询项目

《我国制造业焊接生产现状与发展战略研究》总 结 报 告

中国工程院机械与运载学部

执笔人：林尚扬 关 桥

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摘要：本文介绍了我国自改革开放以来制造业中焊接生产的主要成就及焊接在国民经济建设中的重要地位；全面分析了我国焊接材料、电焊机、焊接机器人、焊接专机和变位机等的生产与应用情况和存在的问题；统计了焊接结构的用钢量及主要用钢行业；分析了企业中焊接技术人员和焊工的现状及我国在专业教育与培训中的问题。为了使我国从焊接大国向世界焊接强国迈进，提出需要采取的发展战略和措施的建议。

关键词：中国 焊接现状 发展战略

一、焊接生产现状

1 焊接在我国制造业中的战略地位和成就

1.1 焊接制造的战略地位：

焊接是一种将材料永久连接，并成为具有给定功能结构的制造技术。几乎所有的产品，从几十万吨巨轮到不足1克的微电子元件，在生产中都不同程度地依赖焊接技术。焊接已经渗透到制造业的各个领域，直接影响到产品的质量、可靠性和寿命以及生产的成本、效率和市场反应速度。我国2002年的钢产量超过1.85亿吨，如果再加上进口的钢材，国内市场流通的钢材总量达到2亿多吨，成为世界最大的钢材生产国和消费国。目前，钢材是我国最主要的结构材料，在今后20年钢材仍将占有重要的地位。然而，钢材必须经过加工才能成为有给定功能的产品。由于焊接结构具有重量轻、成本低、质量稳定、生产周期短、效率高、市场反应速度快等优点，焊接结构的应用日益增多。与世界工业发达国家一样，我国焊接加工的钢材总量比其他加工方法多。因此，发展我国制造业，尤其是装备制造业，必须高度重视焊接技术的同步提高。1.2 焊接制造的主要成就：

我国在实行改革开放政策的25年以来，经济有了巨大的发展。钢的产量从1979年的3,178万吨提高到2002年的18,500万吨，增加了5倍。这为大量采用钢结构提供了物质基础。近几年来，我国在大型焊接钢结构的开发与应用方面创造了建国以来的最高水平，有的已成为世界第一。例如世界关注的正在建设中的长江三峡水利工程，其水电站的水轮机转轮直径10.7m，高5.4m，重达440吨，为世界最大、最重的不锈钢焊接转轮，如图1所示。转轮分别由上冠、下环和13个或15个叶片焊接而成，每个转轮需要消耗12吨焊丝。同样，三峡水电站的电机定子座和蜗壳的结构也是巨大的，其中电机定子座直径22m，高6m，重832吨，是在我国焊接的最大钢结构机座；蜗壳进水口直径12.4m，总重量750吨，为世界最大、最重的焊接蜗壳，如图2、3所示。

图1 世界最大的三峡水轮机转轮 （左图13 叶片转轮；右图：15叶片转轮）

我国正在进行的另一项重大工程是铺设从新疆维吾尔自治区塔里木盆地的轮南到上海的输送天然气的管线，全长约4,300km。管线采用X70钢，直径1016mm（40英寸）的焊接螺旋管和焊接直缝管。这是我国铺设的第一条高强度钢的长距离管线，并且在铺设中采用了自动化焊接技术和其他新型焊接材料和工艺。

图2 三峡水电站电机定子吊装入机坑

图3 三峡水电站焊接中的蜗壳

在桥梁和高层建筑方面，焊接结构的应用也取得很大的进步。例如最近完成的跨越长江的芜湖长江大桥（图4），是一座公路/铁路两用桥，采用矮塔斜拉结构，全长10km，主跨312m，是我国目前跨度最大的公/铁两用桥，采用50mm厚的14MnNbq钢整体焊接箱型主桁。最近刚通车的“世界第一拱桥”——上海卢浦大桥，全长3,900m，跨度550 m，为世界跨度最大的全焊钢结构拱桥，用3.4万吨厚度为30-100mm的细晶粒钢焊接而成。上海的金茂大厦是我国目前最高的摩天大楼，采用焊接钢结构框架，共有88层，高420m。图5是正在北京建造的国家大剧院，其椭球形穹顶长轴212.2m, 短轴143.64m,高46.28m，焊接钢结构的总重量达6,475吨，将成为世界最大的穹顶。

我国的造船业在过去的20年里有了很大的发展，造船的总吨位从1985年的每年50万吨，提高到2002年的463万吨，成为世界的第三造船大国。这是在造船行业中大力推广先进、高效焊接技术的成就。同时我国也制造了一些过去未曾建造过的大型的和特殊功能

图5 “世界第一穹顶”北京国家大剧院 （设计效果图）

图4 芜湖长江大桥 （公/铁两用桥）