展望21世紀(jì)，主要是將當(dāng)代最先進(jìn)的高新技術(shù)，如計(jì)算機(jī)數(shù)字控制、微電子、信息傳感、工業(yè)機(jī)器人、等離子和高能束物理等領(lǐng)域的最新成就廣泛應(yīng)用于焊接技 術(shù)，并將成為現(xiàn)實(shí)。

    在90年代初，我國的電焊機(jī)制造業(yè)掀起了一場“電源革命”，當(dāng)時(shí)全國有上百家電焊機(jī)制造企業(yè)紛紛上馬，研制、推售逆變電源，在這同時(shí)又有不少輿論，滿足于從旋轉(zhuǎn)直流弧焊電源進(jìn)入可控硅焊接電源的現(xiàn)狀，滿足于“國內(nèi)定點(diǎn)”，“引進(jìn)生產(chǎn)線”（可控硅電源）等所帶來的市場份額，還對逆變電源持有懷疑的態(tài)度，一些外國的同行又以專家的口氣懷著不可告人的目的不斷告戒中國的同行，“不要盲目去搞逆變焊機(jī)”，中國連一臺(tái)檢測IGBT參數(shù)的設(shè)備都沒有怎么能生產(chǎn)IGBT逆變焊機(jī)呢？等等議論。

    誠然采用一種新技術(shù)會(huì)帶來較大的風(fēng)險(xiǎn)，告戒大家不要一哄而上是正確的，但是一哄不上的后果又會(huì)喪送了中國電焊機(jī)制造業(yè)的許多傳統(tǒng)企業(yè)，在這樣一個(gè)新技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生的歷史時(shí)機(jī)，我們只有采用積極引導(dǎo)，總結(jié)研討，鼓勵(lì)在發(fā)展中不斷修整錯(cuò)誤，在創(chuàng)新中不斷實(shí)現(xiàn)成功。

    目前我國已有不少電焊機(jī)制造企業(yè)經(jīng)過近10年的不懈努力，掌握了不同品牌的IGBT的特點(diǎn)，對IGBT的制造業(yè)的生產(chǎn)工藝，優(yōu)質(zhì)品，銷售渠道，對逆變電源設(shè)計(jì)中的許多環(huán)節(jié)及問題能適合中國工況條件，從而使逆變的焊接電源已發(fā)展成多品種、多系列化的品牌。同時(shí)在市售的價(jià)格上逐步下降，使焊機(jī)的性能與價(jià)格比的優(yōu)勢日益顯著。

    面貌就要落后。從表1所示了我國“九五”規(guī)劃到2000年電焊機(jī)的構(gòu)成和日本1991年的電焊機(jī)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較可見二者相接近，說明我們的焊接設(shè)備要落后日本10年左右。

2   船舶焊接電源的發(fā)展趨勢

    弧焊電源是造船行業(yè)的重要生產(chǎn)設(shè)備之一，船舶建造中電弧焊接的工作量約占總建造工時(shí)的30%，同時(shí)焊接設(shè)備也是船廠生產(chǎn)中的主要能耗設(shè)備，因此推廣應(yīng)用優(yōu)質(zhì)、低能耗的焊接設(shè)備是高效焊接技術(shù)發(fā)展的重要方面。

    60年代由于硅整流、晶閘管等半導(dǎo)體器件的出現(xiàn)，首先在美國、德國、日本等先進(jìn)國家的焊接電源上獲得應(yīng)用。

    70年代又有許多國家開展了高頻半導(dǎo)體器件，在美國和日本研制成脈寬調(diào)節(jié)集成電路，基本上確定了以20KHz左右的工作頻率。

    80年代后德國、美國、日本等國先后研制成絕緣柵大功率場效應(yīng)晶體管，以后又研制成功絕緣柵雙極晶體管即IGBT管。現(xiàn)在IGBT模塊已經(jīng)向高耐壓（3.3KV）大電流（2000A），帶驅(qū)動(dòng)及電流、電壓保護(hù)等功能的智能化模塊（IPM）方向發(fā)展，目前的部分逆變弧焊電源已與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，向多功能、智能化模塊化方向開拓。

3   我國船舶弧焊電源的現(xiàn)狀與發(fā)展

    我國船舶行業(yè)在60-70年代主要的焊接工藝是以手工電弧焊和埋弧自動(dòng)焊二項(xiàng)一統(tǒng)天下，而且手工電弧焊占75%以上，因此焊接電源極大部分是旋轉(zhuǎn)式直流弧焊機(jī)和交流焊機(jī)二種，到80年代由于船舶工業(yè)開始建造出口船，為了加快造船進(jìn)度提高焊接質(zhì)量，為此在1986年成立了中國船舶工業(yè)高效焊接技術(shù)指導(dǎo)組，指導(dǎo)組進(jìn)行了調(diào)研后提出了統(tǒng)籌規(guī)劃、分類指導(dǎo)、整體推進(jìn)的方針。在焊接設(shè)備的選型和更新方面明確指出了要逐步淘汰旋轉(zhuǎn)式電弧焊機(jī)，代之以選用節(jié)能型的高效焊接設(shè)備。隨著十多年來的不斷推廣使船廠的焊接設(shè)備構(gòu)成比率趨于合理，從表2中可以看出船廠的發(fā)展重點(diǎn)是CO2氣保護(hù)焊機(jī)。

表1 我國和日本電焊機(jī)構(gòu)成比率

國別年份 手工電弧焊 自動(dòng)與半自動(dòng)弧焊機(jī) 電阻焊機(jī) 專用特種成套焊接設(shè)備
旋轉(zhuǎn)直流焊機(jī) 整流焊機(jī) 交流焊機(jī)

中國2000年 4% 21% 42% 25% 7.5% 0.5%

日本1991年 19% 19.4% 21.5% 33.1% 6.8% 0.2%

表2 船廠焊機(jī)設(shè)備的構(gòu)成比率

年份 旋轉(zhuǎn)焊機(jī) 整流焊機(jī) 交流焊機(jī) 埋弧焊機(jī) CO2 焊機(jī)

2002年 2.08% 21.41% 10.32% 4.83% 31.24%

2001年 6.5% 24.88% 11.47% 6.18% 27.33%

2000年 9.11% 22.25% 22.67% 4.37% 38.89%

    預(yù)計(jì)在船舶系統(tǒng)，在“十五”末將可能完全淘汰耗能的旋轉(zhuǎn)式直流弧焊機(jī)，代之以高效節(jié)能的焊機(jī)。

    根據(jù)指導(dǎo)組對26家船廠的調(diào)查在1998年時(shí)各船廠有逆變焊機(jī)的總數(shù)只有321臺(tái)，按分類來看手工焊機(jī)有243臺(tái)，CO2焊機(jī)有40 臺(tái)，TIG焊機(jī)有38臺(tái)，按逆變焊機(jī)使用大功率開關(guān)器件分類，晶閘管式逆變焊機(jī)有209臺(tái)，IGBT式逆變焊機(jī)有110臺(tái)，晶體管式和場效應(yīng)管式逆變焊機(jī)有2臺(tái)。

    從逆變焊機(jī)應(yīng)用情況來看，應(yīng)用較多且卓有成效的有江南造船廠、重慶船廠、廣船國際，江南廠主要應(yīng)用于大型工程焊接。應(yīng)用逆變焊機(jī)較多但效果欠佳的有西江船廠和桂江船廠，由于焊機(jī)損環(huán)和反復(fù)修理反映出焊機(jī)的可靠性差，其主要應(yīng)用在焊接試驗(yàn)室，生產(chǎn)中少量應(yīng)用。從調(diào)查中可以看出，當(dāng)時(shí)大多數(shù)船廠對推廣應(yīng)用逆變焊機(jī)有過慮，他們迫切希望逆變焊機(jī)生產(chǎn)廠在提高可靠性上要下工夫，拿出過硬的產(chǎn)品，放心的產(chǎn)品，認(rèn)為只要逆變焊機(jī)的可靠性大大提高了，其在船舶行業(yè)的推廣與應(yīng)用必將迅猛發(fā)展，但仍有些同志認(rèn)為逆變焊機(jī)比較嬌嫩，對其是否能經(jīng)得住造船廠惡劣焊接工況下的考驗(yàn)持懷疑的態(tài)度。從調(diào)查也能得出如下四個(gè)顯著的特點(diǎn)：

　?。?） TIG焊機(jī)大部分為晶體管逆變焊機(jī)，CO2焊機(jī)大部分為IGBT式逆變焊機(jī)。手工焊機(jī)既有晶閘管式逆變焊機(jī)，又有IGBT式逆變焊機(jī)。

　　(2) 映問題比較多的是1995年以前生產(chǎn)的晶閘管式逆變焊機(jī)，反映較好的是最近二年生產(chǎn)的逆變焊機(jī)。

　　(3) 量較大且效果較好的是進(jìn)口和國內(nèi)少數(shù)幾家廠生產(chǎn)的逆變焊機(jī)。

　　(4) 同樣型號(hào)的逆變焊機(jī)，生產(chǎn)廠家的不同，質(zhì)量有天壤之別。

    在船廠經(jīng)過一段時(shí)間的推廣與應(yīng)用 其基本上可以說認(rèn)識(shí)上是有一定的基礎(chǔ)，但推廣應(yīng)用的過程必須是循序漸進(jìn)，逐步深入。逆變焊接電源已成為目前國際上公認(rèn)的最先進(jìn)的焊接電源，根據(jù)國內(nèi)外專家的觀點(diǎn)逆變焊機(jī)具有8大優(yōu)點(diǎn)，按其重要性可以排列如下：①焊接性能好、頻率響應(yīng)快、動(dòng)特性好有利于實(shí)現(xiàn)焊接自動(dòng)化；②重量輕以400A焊機(jī)為例，旋裝式焊機(jī)約370公斤，晶閘管整流焊機(jī)約200公斤，晶閘管逆變焊機(jī)約70公斤，IGBT式逆變焊機(jī)約40公斤；③效率高，可達(dá)80%-90%；④功率因數(shù)高可達(dá)0.99；⑤體積小；⑥引弧可靠飛濺少；⑦焊接速度快；⑧功能多。

    當(dāng)然，逆變焊機(jī)要成為船廠更新?lián)Q代的產(chǎn)品，除了具備前面所敘的先進(jìn)性外，還應(yīng)具備船舶焊接工藝所需要的適應(yīng)性和可靠性。更重要的是在可靠性方面要讓船廠放心，能夠保證8年以上的使用壽命，返修率降到1%左右，另外還有就是在價(jià)格上要具有競爭性。

    我國逆變焊機(jī)的發(fā)展經(jīng)過93-94年的“逆變熱”后逐漸走向目前比較正常發(fā)展?fàn)顟B(tài)，一批從“逆變熱”中考驗(yàn)出來的企業(yè)已經(jīng)清醒地認(rèn)識(shí)到發(fā)展逆變焊機(jī)的長期性、艱巨性和復(fù)雜性。只有踏實(shí)地對技術(shù)工藝進(jìn)行再開發(fā)和完善，狠抓產(chǎn)品質(zhì)量尤其是可靠性，才能立足市場處于不敗的地位。

    經(jīng)我們船舶工業(yè)高效焊接技術(shù)指導(dǎo)組的專家深入研究后一致認(rèn)為造船廠推廣應(yīng)用逆變焊機(jī)是發(fā)展的方向，推廣應(yīng)用已有一定的基礎(chǔ)，可以預(yù)料，隨著逆變焊機(jī)質(zhì)量不斷提高，價(jià)格進(jìn)一步下降，以它對船廠焊接工藝需要的適應(yīng)性改善之后，逆變焊機(jī)在造船廠推廣應(yīng)用將有一個(gè)跳躍性的發(fā)展。由于逆變焊機(jī)的廣泛應(yīng)用 必然導(dǎo)致大大提高焊接設(shè)備的現(xiàn)代化。從而對縮短造船周期，提高造船質(zhì)量，提高經(jīng)濟(jì)效益，改善勞動(dòng)條件產(chǎn)生重大影響。

4   幾點(diǎn)想法

   （1） 為了促進(jìn)逆變焊機(jī)在造船廠中的應(yīng)用 ，首先要加大對逆變焊機(jī)的宣傳力度，實(shí)事求是地介紹逆變焊機(jī)的性能特點(diǎn)，因?yàn)橹挥袑δ孀兒笝C(jī)的全面、正確了解后才能正確選用和推廣逆變焊機(jī)，從目前的教訓(xùn)來看，選擇正確推廣應(yīng)用就會(huì)成功，反之則遭受挫折。在選用逆變焊機(jī)的過程中可以采用四看、二試的經(jīng)驗(yàn)即看生產(chǎn)廠所用元器件的質(zhì)量和進(jìn)貨渠道，看制造設(shè)備和檢測儀器，看生產(chǎn)過程和管理水平，看銷售和維修服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。二試即，試可靠性，試適應(yīng)性，試驗(yàn)用的逆變焊機(jī)必須經(jīng)得住長時(shí)間的考驗(yàn)，經(jīng)得住船廠惡劣的生產(chǎn)環(huán)境考驗(yàn)。

   （2） 目前大部分船廠對逆變焊機(jī)的應(yīng)用還處于試用階段，但少數(shù)船廠逆變焊機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)開始上升，我們要認(rèn)真總結(jié)好經(jīng)驗(yàn)并在整個(gè)船舶系統(tǒng)進(jìn)行推廣。

   （3） 作為焊機(jī)制造廠要清晰地看到船廠推廣應(yīng)用逆變焊機(jī)潛力巨大前景光明，但要有長期性、艱巨性、復(fù)雜性的思想準(zhǔn)備，深信世上無難事只要肯登攀。要與船廠結(jié)成緊密的合作伙伴，共同獲得雙贏的結(jié)果。

   （4） 目前船廠在大力推進(jìn)應(yīng)用CO2焊接技術(shù)中這正是逆變焊機(jī)所能發(fā)揮特長的用武之地，建議船廠在選用CO2焊接設(shè)備時(shí)要重點(diǎn)推廣IGBT式逆變CO2焊機(jī) 。