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收官“十四五” 奋进“十五五” 推动焊接产业高端跃升 赋能装备制造业高质量发展

激光制造网 来源:中国机械联2025-12-30 我要评论(0 )   

  摘要:“十四五”时期,我国焊接行业实现由焊接制造大国向制造强国转变,围绕“卡脖子”环节和高端制造需求,在装备、工艺、材料、软件与标准五大维度取得了一批世...

  摘要:“十四五”时期,我国焊接行业实现由焊接制造大国向制造强国转变,围绕“卡脖子”环节和高端制造需求,在装备、工艺、材料、软件与标准五大维度取得了一批世界瞩目的原创成果,实现了从“跟跑”到“并跑”并在部分领域“领跑”的跨越。“十五五”期间,行业将聚焦绿色化、高端化、智能化方向,攻坚核心技术,优化产业结构,完善人才培养体系,强化产学研协同,提升产业链供应链稳定性与国际竞争力,为装备制造业及国家重大工程提供坚实焊接技术支撑。

焊接行业“十四五”创新突破

  焊接作为装备制造业发展的基础性产业,“十四五”时期是焊接产业迈向高质量发展的蓄势攻坚期,是基本实现焊接产业现代化的承前启后期,是焊接行业突破围堵全面提升产品竞争力的战略转折期,焊接行业在“十四五”时期实现由焊接制造大国向制造强国转变。

  (一)焊接行业“十四五”期间产业概述

  我国焊接行业正处于从“规模扩张”向“质量跃升”转型的关键阶段。截至目前,我国规模以上焊接材料生产企业约有300余家,2024年总产量突破490万吨,占世界总产量的1/2以上,焊材表观消费量占全球的50%以上。

  国产机器人专用弧焊机年度销量占比达到70%以上,国产弧焊机器人在薄板领域应用占比达到30%。

  我国金属切割设备行业实现了跨越式发展,激光切割设备的表现亮眼,2021-2024年市场规模年均复合增长率达到18.7%,显著高于全球14.1%的平均增速,全球市场份额也从47.9%提升至60%。

激光焊技术应用及采用激光电弧复合焊的高速磁浮车体

  (二)焊接行业“十四五”期间创新突破

  “十四五”以来,我国焊接行业围绕“卡脖子”环节和高端制造需求,在装备、工艺、材料、软件与标准五大维度取得了一批世界瞩目的原创成果,实现了从“跟跑”到“并跑”并在部分领域“领跑”的跨越。

  1.激光与复合焊接技术进入“微秒时代”

  华工科技全球首条新能源汽车整车激光焊产线,43s完成一台车白车身全部焊接,节拍刷新世界纪录;其第五代三维五轴激光切割/焊接复合装备实现100%国产核心部件,用于热成型钢、铝锂合金等难焊材料。

  中厚板铝合金等离子—激光复合焊装备(20mm一次焊透,1.2m/min)在地铁车辆、高速船艇示范应用,焊后变形较MIG焊降低60%,填补国内厚板激光复合焊机空白。

  2.管道焊接全面进入“无人化”阶段

  中石油管道局“四全”管道焊接检测机器人系统,管径33-1422mm、坡度30°陡坡、直管-弯头-连头全焊口类型全自动焊+AUT检测,已在中俄东线、西三线等2000 km以上管线规模化应用。山地柔性内焊机、零间隙组对器、智能评判算法等技术实现国产化,标志着我国长输管道建设模式整体换代。

  3.海洋工程开启“柔性智造”新纪元

  国内首批海洋工程柔性制造智能焊接机器人在津集成验收,单机承重30t,具备管节点预制、组块节点、深水导管架加强环等核心设备/工艺100%国产化,设计寿命20年,为深海油气平台批量建造提供“中国方案”。

  4.数字化、智能化焊接渗透率快速提升

  国产免示教智能焊接控制系统在钢结构、船舶等非标行业率先突破,柏楚电子等厂商离线编程+视觉定位系统成本比国际龙头产品低30%,已与鸿路钢构、中建钢构等签订万套级订单,2025年钢结构智能焊接机器人市场规模预计突破100亿元。

  5.焊接材料与工艺创新支撑高端制造

  高强耐蚀镍基、铝锂及9%Ni钢配套焊材实现国产化替代,打破国外垄断,成功用于C919机身壁板、LNG船液货围护系统。

  激光-电弧复合、双脉冲电容储能点焊、FDS铆-焊复合等新工艺在新能源汽车电池壳、铝车身、电机转子等部件量产应用,焊接缺陷率降低1–2个数量级。

  6.标准与质量评价体系实现产业引领

  组织制定10余项国家标准,3项行业标准,160多项团体标准提升了焊接产业在机械制造领域的话语权。

  总体来看,“十四五”期间,我国焊接行业围绕“高端、智能、绿色”三大方向,已形成“主机装备-核心器件-工艺软件-材料-标准”全链条突破,为航空航天、深海、新能源、轨道交通等领域重大工程提供了自主可控的“焊”卫力量。

  (三)“首台(套)”政策成为高端焊接装备突破“卡脖子”环节的重要抓手

  “十四五”开局以来,国家把“首台(套)”政策作为突破高端焊接装备“卡脖子”环节的重要抓手,在深海、核电、航空航天、新能源汽车等战略领域陆续认定并落地了一批具有里程碑意义的焊接设备。

  1.深水钢悬链线立管(SCR)全自动焊设备

  由海油工程联合国内厂家攻关,可在1500m级深水完成全位置焊接,焊接效率较半自动提升3倍,焊缝一次合格率≥98%,已顺利通过南海海试并具备工程项目投用条件,填补了我国深海油气开发关键焊接装备空白。

首套国产深水钢悬链线立管(SCR)全自动焊焊接设备

  2.“玲龙一号”小型堆反应堆压力容器/蒸汽发生器窄间隙全位置焊机

  全球首台模块化小堆核心模块制造用焊机,突破镍基合金+不锈钢全位置窄间隙热丝TIG、接管狭小空间隔板焊接等工艺,焊口一次射线合格率100%,支撑全球首台“玲龙一号”反应堆核心模块竣工发运。

  3.500MW级冲击式转轮锻焊成套装备

  哈电集团为扎拉水电站世界最大冲击式转轮量身打造,焊后一次装配成功,使我国冲击式机组单机容量从221MW跃升至500MW,形成可复制的大型锻焊转轮全流程工艺包。

首套国产500兆瓦冲击式转轮

  4.大型刮板输送机中部槽智能焊装线

  国内首套,线长100m、15个自动化工位,可完成中部槽槽体+底板+耐磨层一次性焊接成形,已在晋能控股、山东能源等煤矿高端刮板机项目批量应用,并进入国家煤机装备首台(套)推广目录。

  5.新能源汽车铝电池壳体+FDS 铆焊复合生产线

  集成CMT+激光复合焊、高速FDS铆接、在线视觉监测,单线年产20万套电池壳,焊后气密合格率≥99.5%,为特斯拉上海、比亚迪长沙等新能源整车项目提供国产化装备支撑。

  6.核一级设备用耐辐照、高强度SA-508 Gr.3钢用焊接材料

  东方重机、上海核工院与四川大西洋三方共同开展了不锈钢、低合金钢、镍基三大类共18种牌号焊材的研发与应用研究,成功应用于“国和一号”蒸汽发生器最终环缝,无损检测与理化性能一次性合格,实现了国产焊材在核岛主设备上“零的突破”,标志着核电焊接材料国产化取得重大里程碑进展。

国产自主研发核级低合金钢焊材在核岛主承压设备首次应用

  “十四五”期间,国家能源局、工信部公布的4批次共236项能源领域首台(套)重大技术装备中,焊接类设备占比约8%,其中深水SCR、“玲龙一号”、冲击式转轮等3项同时入选“世界首台(套)”。

  到2025年,我国高端焊接装备国产化率目标≥80%,新增焊接设备联网率≥85%,焊缝在线检测装配率≥60%,“首台(套)”政策将继续向深海、核小堆、氢能储运、航天器可复用结构等新兴焊接场景倾斜。

焊接行业发展环境及发展趋势

  (一)焊接行业发展环境

  当前全球市场呈现“双循环”特征,即发达国家主导高端装备及材料供给,而我国成为最大需求市场,存在的主要问题包括上游原材料(如特种金属、稀土)供应不稳定,下游应用领域需求多样化,材料装备适配性差,产业链协同创新机制尚未形成。同时中低端产品产能严重过剩、高端产品供给不足情况并存,焊接产业正从低水平规模扩张向高水平效益提升的发展模式上转变,产业重心正向高性能、多样化的焊接材料、创新的焊接及切割工艺技术、自动化智能化及稳定服役的焊接及切割装备和优秀的研发人才队伍等核心目标迈进。

  (二)国际形势分析

  国际形势复杂多变,贸易保护主义愈演愈烈,美国关税政策多变,俄 乌冲突延宕多年,世贸规则遭遇挑战,全球产业链供应链面临重构。在焊接设备和焊接材料的技术创新领域,发达国家凭借先发优势保持着领先地位,在高性能焊材的精确设计与长期稳定服役的焊接设备等领域为全球焊接行业设立了技术壁垒,因此,国际竞争主要面临突破技术封锁和拓展海外市场的挑战。

  (三)市场需求分析

  以市场需求为导向,推动中大型企业转型升级,鼓励其优先采购具备自动化、数字化和服务型功能的智能焊接与切割装备,充分发挥其示范引领作用。通过政策引导,促进企业实现智能化生产和高效管理,提升整体生产效率与质量。《“十四五”智能制造发展规划》明确提出推动激光加工技术和智能焊接设备在高端制造业的应用。地方政府也纷纷响应,出台补贴政策,广东、江苏、湖北等地对激光企业提供税收优惠和研发补贴,用于支持企业购买研发设备、开展技术创新项目和引进高端人才等,极大地促进了激光焊接与切割行业的发展,增强了企业的市场竞争力。

焊接行业“十五五”总体思路及发展目标

  “十五五”总体发展目标将聚焦国内重点应用领域,瞄准提升我国重大装备自主化配套能力的“卡脖子”和“补短板”焊接技术,突破一批制约我国装备制造业发展的关键焊接技术瓶颈。培育壮大具有核心创新能力,形成以科技创新为驱动、经济附加值高、带动作用强的焊接制造产业,为推动我国装备制造业发展提供强有力的焊接技术支撑。

  (一)调整产品结构

  形成若干龙头企业和有自身特色的中小企业共存,全面满足我国工业发展需要的焊接行业格局。以推动高质量发展为主线,不断提升自主创新能力,持续增强焊接行业核心竞争力和可持续发展能力。

  (二)提高自主创新能力

  通过激励创新投入、促进知识共享与技术推广、营造良好的创新环境以及提升企业创新能力和竞争力等多方面的机制,加大知识产权保护、培育全社会创新体系、厚植创新与创造生态土壤提供坚实的制度保障和动力支持。

  (三)强化产业基础

  依托武汉、深圳等激光产业集群,天津及长三角焊接材料集群,广东及上海焊接装备集群集聚优势,完善园区配套设施与服务平台,吸引关联企业集聚,营造良好的产业生态环境,打造全球领先的焊接产业高地。

  (四)参与国际市场竞争

  积极参与、开拓国际市场,增强全行业意识,要勇于从低端市场向中高端市场迈进,通过品牌建设打开国际市场。

  (五)完善人才培养体系

  打造“双师型”教师队伍,定期举办机器人焊接师资高级研修班,建立企业工程师兼职任教制度,推动产教双向流动。开展“焊工技能提升计划”,设立大国工匠工作室,构建“星级焊工”终身成长体系,让每个焊工都能在职业通道上绽放光彩。

焊接行业“十五五”重点任务及政策建议

  未来五年,焊接设备行业将向绿色、优质、高效、智能化方向发展。重点任务包括绿色化、高端化、智能化焊接材料产品制造;多技术融合的高端焊接设备研发;传统机器人的提档升级;深度融合切割智能制造;成套化激光装备研发与产业链发展;突破钎焊洁净成形及复杂结构件钎焊关键技术。提出六项政策建议:一是加快焊接材料产业链与供应链优化布局;二是建立科学的焊接设备产业结构调整机制;三是聚焦切割技术前沿,强化创新突破;四是打造竞争优势,创建激光焊接国际品牌;五是从规模稳定到钎焊质效突破的关键转型;六是建立紧密、完善的产学研协同创新机制,共同绘制高质量发展蓝图。

  焊接行业将凝心聚力,携手并进,共迎风险挑战,为支撑国家重大工程重点项目关键装备自主可控、国民经济主战场高效优质制造提供“焊接支撑”。

(中国焊接协会供稿)


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