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國外焊接技術創新狀況
  發布者:admin 發布時間:2019/09/08 18:34:34 閱讀:106次 【字體:

世界各工業發達國家都非常重視焊接技術的發展與創新。美國和德國專家在討論21世紀焊接的作用和發展方向。一致認為:

(1) 焊接(到2020年)仍將是製造業的重要加工技術,它是一種精確、可靠、低成本,並且是采用高科技連接材料的方法。目前還沒有其它方法能夠比焊接更為廣泛地應用於金屬的連接,並對所焊產品增加更大的附加值。

(2) 焊接技術(包括連接、切割、塗敷)現在以及將來,都有最大可能成功地將各種材料加工成可投入市場的產品的首選加工方法。

(3) 焊接不再是一種“應召工藝”,它將逐步集成到產品的全壽命過程,從設計、開發、製造到維修、再循環的各個階段。

(4) 焊接將被認為對改善產品全壽命的成本、質量和可靠性是至關重要的手段,而且對提高產品的市場競爭力有重要貢獻。

世界各主要工業發達國家都非常重視發揮焊接研究機構的作用,基本上都形成大學研究所企業的三級研究開發體係。各主要工業發達國家都成立了焊接研究所,如英國的焊接研究所(TWI)、美國的愛迪生焊接研究所(EWI)、法國焊接研究所(FWI)、日本的連接與溶接研究所(JWRI)、烏克蘭的巴頓電焊研究所(PEWI)、德國亞琛大學的焊接研究所(ISF)和德國焊接學會(DVS)下屬的分布在全國各地的焊接研究與培訓中心(SLV)等,而韓國的焊接研究中心是設在韓國現代科學技術研究院(KAIST)的韓國工業生產技術研究院KITCH之內。它們都屬於國家級的焊接研究機構。

國外近年來焊接技術的發展可以用下列有關工業機器人、焊接新電源和激光焊接技術等發展過程的幾個例子來簡要說明產學研結合的重要性。日本在1972年第一次國際全球石油危機之後,為了提高其汽車產業在國際上的競爭地位,開始引進、吸收美國的機器人技術,政府資助產學研結合大力發展本國的工業機器人產業,政府對應用本國機器人的製造企業給予稅收的優惠,很快幾家技術較強的電子/電器公司轉型成為日本的工業機器人骨幹企業,如安川(電機)、鬆下(電器)、FANAC(數控)等。從20世紀70年代至80年代末的15年間,日本的工業機器人迅速發展並超過美國成為世界工業機器人的生產與應用“王國”,2004年已擁有35.6萬台各類機器人,占世界總量的42%。日本汽車產業也是應用機器人最多的行業,造就其價格競爭優勢。韓國於20世紀80年代末開始大力發展工業機器人技術,在政府的資助和引導下,由現代重工集團牽頭,到20世紀90年代末用了10年的時間形成自己的工業機器人體係,目前韓國的汽車工業大量應用本國的機器人,並已經有韓國的整套汽車焊接機器人生產線進入中國。中國從20世紀80年代開始,國家連續投入幾億元的資金,花了近20年的時間,但是由於工作過於學術化,至今連一個能批量生產具有中國自主知識產權的工業機器人的企業都沒有建立,形成巨大的反差。

激光被認為是21世紀的新能源,激光技術反映一個國家的工業水平。激光在焊接中的應用正引起各國的重視。德國、俄羅斯、美國、日本、法國、意大利等國都很重視發展激光技術。德國已經將激光焊接、激光切割、激光+電弧複合熱源焊接技術應用於汽車的生產,特別是鋁合金轎車的生產,引領了汽車焊接技術的發展。德國政府很重視激光技術的發展,在政府的教育與研究部中設立了專門管理部門,負責協調激光技術的發展。在德國已經形成大學激光技術研究所激光應用工程開發公司的聯合,以及激光主機生產廠激光配件生產廠激光應用企業的聯合,形成一個立體覆蓋網。由亞琛大學和Fraunhofer激光研究所(ILT)以及IPG公司聯合,主要開發光纖激光器FL和半導體激光器(DDL)而斯圖加特大學及其光學加工工具研究所(IFSW)和Trumpf公司聯合,主要研究開發碟型激光器。德國的Rofin-Sina公司和Trumpf公司主要生產CO2激光器,HAAS公司則主要生產固體(NdYAG)激光器,而IPG公司生產新型的光纖激光器,Laserline公司生產半導體激光器,形成相互競爭又互相補充的激光技術研發與生產鏈。大眾汽車、寶馬汽車、奔馳汽車和美雅(Meyer)船廠是德國應用激光焊接技術的示範企業。德國的大眾汽車已經將激光焊接技術引入中國,並在上海大眾和一汽-大眾的轎車批量生產線上應用,推動了中國激光焊接技術的應用。德國這種由政府牽頭形成一條由研究開發主機生產配件製造應用技術開發示範企業有機結合的激光技術產學研結合鏈條,很值得中國學習。這種鏈條和日本發展機器人技術有異曲同工之處。

電弧焊至今仍是焊接的主要方法,而電弧焊技術的進步主要是由電源的發展帶動的。國外企業非常重視焊接電源的開發,而且將電源的開發與電弧物理和焊接工藝技術相結合。每當出現一種新型焊接電源都同時推出新的控製方法。例如當出現晶閘管整流焊接電源就推出波形控製減少飛濺的CO2焊接電源和方波交流焊接電源;當逆變電源出現後就推出變極性電源、STT短路過渡焊接電源等;而當全數字化電源出現後又出現焊接電流和電壓與送絲速度同步協調控製的雙脈衝鋁合金焊接電源和CMT“冷金屬過渡”焊接電源等等。這說明焊接電源的發展並不隻是電路的設計,它關係到電氣技術、微電子技術、控製技術、計算機技術、電弧物理、工藝技術等工程技術人員的聯合與合作,需要一個多學科的團隊。國內電焊機行業缺乏龍頭企業,缺乏這樣的團隊,是造成國內電焊機發展速度慢、小企業隻能在低端產品的生產中掙紮生存的主要原因。

攪拌摩擦焊是20世紀90年代初由英國焊接研究所發明的固態焊接新技術,這是一項帶有革命性的創新,由於焊接時金屬不熔化、無弧光和熱輻射、耗能小、效率高、工件變形小等諸多的優點,而迅速得到推廣應用。目前已經在飛機、火箭、快艇、郵輪、火車車廂等鋁合金結構製造領域得到應用。國內一些研究所和高校已經購買了英國的專利技術使用許可證,開始自己的創新活動,並部分應用於生產。

綜上所述,國外主要工業發達國家的政府很重視焊接技術的發展,他們希望用先進的焊接技術來提高產品的生產質量、提高效率、降低成本,以此來與勞力成本相對低廉的國家進行市場競爭,這是一種戰略手段。

 
 
 
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