埃森組委會與《機(jī)械工人》雜志社聯(lián)合組辦的“北京埃森焊接展與中國焊接工業(yè)”征文活動是“北京·埃森焊接與切割展覽會”20周年紀(jì)念活動的組成部分。
主辦單位先后收到來稿60余篇,其中評選出優(yōu)秀征文28篇。
從征文作者層面上看,既有從事焊接工作多年,對事業(yè)一往情深的老同志,也有剛剛加入焊接行業(yè)不久激情澎湃的新秀。他們對展會癡情未改、情有獨鐘;他們的回憶和感念,蕩人心魄,令我們深受觸動;他們對展會的期望和寄語,讓我們不敢稍有懈怠,不僅不能躺在以往的成績上在那里孤芳自賞,而且要依“獨上高樓,望斷天涯路”的心境,去攀登展會的下一個高峰。更要用“衣帶漸寬終不悔,為伊消得人憔悴”的追求,把展會辦得更好,去迎接焊接事業(yè)的美好明天。
從1987年開始的“北京·埃森焊接展”除展示產(chǎn)品和商業(yè)活動外,也是國內(nèi)外焊接技術(shù)交流的一個重要窗口,顯示了這20年來全球焊接技術(shù)產(chǎn)品的創(chuàng)新歷程。
面對21世紀(jì)高速發(fā)展的科學(xué)技術(shù)和激烈的市場競爭,我們必須更加重視我國民族焊接產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新和競爭力,更加重視融合各相關(guān)學(xué)科新技術(shù)以推進(jìn)焊接創(chuàng)新,更加重視我國鋼材進(jìn)展對焊接創(chuàng)新的要求,并關(guān)注中長期焊接創(chuàng)新的前景。
一、在市場開放的條件下,要更加重視焊接民族產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新和提升競爭力
縱觀當(dāng)今世界,越是提倡開放市場的國家,越在強(qiáng)調(diào)提升本國企業(yè)的競爭力去開拓世界市場。
美國2005年12月出臺了新的《國家創(chuàng)新法案》,法案規(guī)定了一系列行政措施和增加資金投入,以保持美國在全球的競爭力和領(lǐng)先地位。法案授權(quán)商務(wù)部進(jìn)行現(xiàn)代制造系統(tǒng)的開發(fā)和利用。
歐盟2006年出臺了雄心勃勃的創(chuàng)新計劃《把知識轉(zhuǎn)化為應(yīng)用——歐盟廣泛創(chuàng)新戰(zhàn)略》。該計劃提出:通過促進(jìn)歐盟市場知識密集型產(chǎn)品和服務(wù)在全球的領(lǐng)導(dǎo)地位,為歐州企業(yè)創(chuàng)造爭取全球競爭優(yōu)勢的條件。
日本2006年出臺了《第三期科技基本計劃》。該計劃除將生命科學(xué)、信息科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、材料科學(xué)和納米技術(shù)列為重點推進(jìn)領(lǐng)域外,也將“制造技術(shù)”列為推進(jìn)領(lǐng)域。在提出的各項政策目標(biāo)中,列入了“使日本成為世界第一制造大國”和“依靠科技提升產(chǎn)業(yè)競爭力,在世界上占據(jù)領(lǐng)先地位”的目標(biāo)。
因此進(jìn)入21世紀(jì),科學(xué)技術(shù)作為核心競爭力業(yè)已成為國家間競爭的焦點。
2006年中國國務(wù)院頒發(fā)了2006~2020年《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》,要求經(jīng)過15年努力,到2020年使我國進(jìn)入創(chuàng)新型國家行列。綱要強(qiáng)調(diào):建設(shè)創(chuàng)新型國家,核心就是把增強(qiáng)自主創(chuàng)新能力作為發(fā)展科學(xué)技術(shù)的戰(zhàn)略基點,就是把增強(qiáng)自主創(chuàng)新能力作為調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)變增長方式的中心環(huán)節(jié),改變關(guān)鍵技術(shù)依賴于人、受制于人的局面。
從20年來的歷屆“北京·埃森焊接展”上可以看到,我國焊接產(chǎn)業(yè)的規(guī)模增長很快,若干焊接器材的性能也有長足進(jìn)步。但是不少焊接設(shè)備與一些焊接材料,仍與國外知名焊接企業(yè)的產(chǎn)品有較大的差距,正如林尚揚院士指出的:“必須看到國內(nèi)還缺少更多的具有自主品牌的先進(jìn)焊接設(shè)備、高端焊接材料和高效焊接工藝技術(shù),目前企業(yè)使用的這些先進(jìn)焊接設(shè)備與材料大多依賴外國進(jìn)口。國內(nèi)焊接生產(chǎn)的這種表面輝煌、技術(shù)空心化的局面是一個嚴(yán)重的戰(zhàn)略軟肋”。
因此,如何再經(jīng)過十多年的努力,使中國民族焊接產(chǎn)業(yè)在整體上達(dá)到“創(chuàng)新型國家”的要求,是我國各主管部門、各相關(guān)單位及學(xué)會/協(xié)會都應(yīng)認(rèn)真考慮和規(guī)劃的問題。
二、融合各相關(guān)學(xué)科的先進(jìn)技術(shù),推進(jìn)焊接創(chuàng)新
美國著名的蘭德公司2001年發(fā)布了《全球技術(shù)革命》報告,在2006年又發(fā)布了《2020年全球技術(shù)革命》的報告。在這兩份報告中,蘭德公司認(rèn)為,全球技術(shù)革命中的一個重要趨勢,是材料技術(shù)、納米技術(shù)、制造技術(shù)和信息技術(shù)等多學(xué)科的融合速度越來越快,這種融合對加快各種應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展,是至為重要的。
回顧焊接技術(shù)的發(fā)展歷程,可以說其重大進(jìn)程,都融合了相關(guān)學(xué)科的先進(jìn)技術(shù)。100年前,在19世紀(jì)末到20世紀(jì)初的電氣產(chǎn)業(yè)革命中,將電弧用于焊接,開始了電弧焊紀(jì)元。20世紀(jì)中期,隨著物理學(xué)的進(jìn)步,開始將各種高能束(電子束,等離子束、激光束)應(yīng)用于焊接,至今方興未艾。到20世紀(jì)70年代,隨著信息技術(shù)的進(jìn)步,焊接自動化進(jìn)程加快,目前正向著智能化、柔性化和全數(shù)字控制的方向發(fā)展。
原中國焊接學(xué)會副理長曾樂先生,生前曾從事焊接研究工作,又擔(dān)任寶鋼副總工程師和兼任一些工程項目的顧問,他認(rèn)為不同專業(yè)的人才交叉工作大有好處,呼吁學(xué)習(xí)德國和美國,熟悉焊接的專家參與鋼材開發(fā),鋼材專家參與焊材開發(fā),從事自動控制和機(jī)械設(shè)計的專家參與焊接設(shè)備的開發(fā)。
我國焊接產(chǎn)業(yè)的一個重大缺陷,是企業(yè)格局過小,囿于專業(yè)經(jīng)營,而缺乏依托電器集團(tuán)公司的電焊機(jī)企業(yè)(如日本松下),缺乏依托鋼鐵集團(tuán)公司的焊接材料企業(yè)(如日本神鋼、伯樂蒂森),也缺乏集焊接器材和相關(guān)企業(yè)于一體的聯(lián)合企業(yè)(如美國林肯公司、ATW集團(tuán)公司)。 這種依托和聯(lián)合,不僅可以增強(qiáng)企業(yè)的實力,更重要的是可以及時得到技術(shù)和元器件及新工藝、新材料的支撐,促進(jìn)產(chǎn)品的“組合創(chuàng)新”,提升企業(yè)在國際市場的競爭力。
如何彌補(bǔ)我國焊接產(chǎn)業(yè)的上述缺陷?應(yīng)該重視和采取措施,包括推進(jìn)企業(yè)的體制改革和聯(lián)合,推進(jìn)產(chǎn)學(xué)研的密切合作,以及擴(kuò)大信息渠道,開拓視眼,提升企業(yè)對吸收相關(guān)學(xué)科與相關(guān)行業(yè)先進(jìn)技術(shù)的敏感性,從而事半功倍地推進(jìn)焊接創(chuàng)新。
三、關(guān)注我國鋼材進(jìn)展對焊接創(chuàng)新的要求
我國是全世界鋼材焊接量最大的國家。按國際鋼鐵協(xié)會統(tǒng)計,2006年世界鋼產(chǎn)量為12.39億t,我國鋼產(chǎn)量為4.2億t,占全世界鋼產(chǎn)量的34%,已大于美國、日本、俄羅斯、德國、英國、印度和韓國7個國家鋼產(chǎn)量的總和。所以全世界的知名焊接企業(yè)都在進(jìn)軍中國的焊接市場。
2010年我國鋼產(chǎn)量將達(dá)到5億t左右,同時我國正在努力從鋼材大國向鋼材強(qiáng)國的方向發(fā)展。2006年中國金屬學(xué)會和中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會聯(lián)合發(fā)布了《2006~2020年中國鋼鐵工業(yè)科學(xué)與技術(shù)發(fā)展指南》,提出了今后15年的鋼材發(fā)展目標(biāo):
1. 2006~2010年的鋼材發(fā)展主要目標(biāo)
(1) 20%普碳鋼材在韌性基本不變的情況下,強(qiáng)度提高1倍。
(2) 穩(wěn)定生產(chǎn)高強(qiáng)度、高韌性、低屈強(qiáng)比的各類鋼板,如屈服強(qiáng)度400~800MPa,抗拉強(qiáng)度600~1400MPa級高強(qiáng)度高韌性板材,X80管線板等。
(3) 穩(wěn)定生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)耐火、耐候、抗震鋼板,及抗拉強(qiáng)度大于1000~1400MPa級超潔凈、超高強(qiáng)度新鋼種。
(4) 細(xì)晶和超細(xì)晶、高潔凈度、高均勻性鋼材覆蓋面不小于10%。
(5) 全面建成具有中國特色、國際化的冶金新材料體系,包括火電、水電、核電設(shè)備用新鋼材,造船用焊接不預(yù)熱和大熱輸入量焊接用鋼,-160℃低溫鋼,汽車用600~800MPa級高強(qiáng)度鋼板,高速火車用各種鋼材,石油和海洋工程用新鋼材,制造業(yè)用各類冶金新材料等。
(6) 鐵素體不銹鋼和用錳、氮代鎳、鉻不銹鋼實現(xiàn)批量生產(chǎn)。
2. 2011~2020年鋼材發(fā)展主要目標(biāo)
(1)各類先進(jìn)鋼鐵材料,包括強(qiáng)度提高1~4倍,使用壽命提高1~4倍,節(jié)約資源和環(huán)境友好型先進(jìn)鋼鐵結(jié)構(gòu)材料;不含合金元素,wFe =99.995%,超高均勻度、超高純度、超細(xì)組織鋼鐵耐蝕材料;超超臨界火電機(jī)組用超級耐熱鋼;耐蝕性提高3~5倍的納米晶不銹鋼;可在>1100℃大火中燒3h而強(qiáng)度基本不變的超級耐火鋼;表面合金化的不銹鋼、耐酸鋼、耐磨鋼、抗氧化鋼;超輕型鋼鐵結(jié)構(gòu)材料(中空輕型鋼材)等。
(2)掌握先進(jìn)高強(qiáng)度、高韌性鋼材穩(wěn)定生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù),包括精確控制化學(xué)成分與高潔凈度鋼冶金技術(shù);微合金化技術(shù);夾雜物變形與分布控制技術(shù);控軋控冷技術(shù);超細(xì)晶粒鋼控制與生產(chǎn)技術(shù);高精度軋制與檢測技術(shù);鋼材性能預(yù)報控制技術(shù)等。
(3)低鎳、鉻低成本環(huán)保型不銹鋼成為不銹鋼產(chǎn)品主流,氮合金化的雙相不銹鋼和超級奧氏體不銹鋼形成系列、穩(wěn)定生產(chǎn)并廣泛應(yīng)用于石化、船舶、汽車和建筑等行業(yè)。
以我國現(xiàn)有的焊接材料及焊接技術(shù),對照上述鋼材發(fā)展目標(biāo),可看出存在很大差距(本文限于篇幅,不一一說明)。因此今后15年我國鋼材的品種和性能進(jìn)展,對焊接材料和焊接技術(shù)及焊接產(chǎn)業(yè),都是很大的挑戰(zhàn)。必須跟蹤鋼材的進(jìn)展,推進(jìn)相應(yīng)的焊接創(chuàng)新。
四、關(guān)注焊接創(chuàng)新前景
關(guān)于焊接創(chuàng)新的前景,近年來已有多篇文章各抒已見,去年林尚揚院士又對今后10年自主創(chuàng)新的目標(biāo)作了論述,本文前幾部分也涉及此問題,因此不再贅述。只是結(jié)合國情,再簡要陳述以下幾點:
1.焊接創(chuàng)新除政府和學(xué)術(shù)導(dǎo)向外,市場需求是最大的推動力
面對每年幾億噸鋼材需要焊接的龐大工作量和日益上漲的人工成本,全力追求焊接自動化和高效焊接將成為當(dāng)前焊接創(chuàng)新的主要方向。
現(xiàn)在日本、歐州和美國在使用的焊接材料中,手工焊條的比例已分別小于14%~18%,顯示焊接自動化和半自動化率已大于80%。
我國少數(shù)行業(yè)及部分企業(yè)的焊接自動化和半自動化率已到70%以上。但就全國而言,2006年全國消耗的焊材中,手工焊條仍占