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(guó)的電焊機(jī)制造業(yè)掀起了一場(chǎng)“電源革命”，當(dāng)時(shí)全國(guó)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(mǎn)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(mǎn)足于“國(guó)內(nèi)定點(diǎn)”，“引進(jìn)生產(chǎn)線”（可控硅電源）等所帶來(lái)的市場(chǎng)份額，還對(duì)逆變電源持有懷疑的態(tài)度，一些外國(guó)的同行又以專(zhuān)家的口氣懷著不可告人的目的不斷告戒中國(guó)的同行，“不要盲目去搞逆變焊機(jī)”，中國(guó)連一臺(tái)檢測(cè)IGBT參數(shù)的設(shè)備都沒(méi)有怎么能生產(chǎn)IGBT逆變焊機(jī)呢？等等議論。

    誠(chéng)然采用一種新技術(shù)會(huì)帶來(lái)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(guó)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(guó)已有不少電焊機(jī)制造企業(yè)經(jīng)過(guò)近10年的不懈努力，掌握了不同品牌的IGBT的特點(diǎn)，對(duì)IGBT的制造業(yè)的生產(chǎn)工藝，優(yōu)質(zhì)品，銷(xiāo)售渠道，對(duì)逆變電源設(shè)計(jì)中的許多環(huán)節(jié)及問(wèn)題能適合中國(guó)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(shì)日益顯著。

    面貌就要落后。從表1所示了我國(guó)“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(jiàn)二者相接近，說(shuō)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(shì)

    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(guó)、德國(guó)、日本等先進(jìn)國(guó)家的焊接電源上獲得應(yīng)用。

    70年代又有許多國(guó)家開(kāi)展了高頻半導(dǎo)體器件，在美國(guó)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(guó)、美國(guó)、日本等國(guó)先后研制成絕緣柵大功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管，以后又研制成功絕緣柵雙極晶體管即IGBT管?，F(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(kāi)拓。

3   我國(guó)船舶弧焊電源的現(xiàn)狀與發(fā)展

    我國(guó)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(kāi)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(guó)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(lèi)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(lái)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(guó)和日本電焊機(jī)構(gòu)成比率

國(guó)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(zhuān)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(guó)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(duì)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(lèi)來(lái)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(kāi)關(guān)器件分類(lèi)，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(chǎng)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(lái)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(guó)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(duì)推廣應(yīng)用逆變焊機(jī)有過(guò)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(guò)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(duì)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(wèn)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(guó)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(guò)一段時(shí)間的推廣與應(yīng)用 其基本上可以說(shuō)認(rèn)識(shí)上是有一定的基礎(chǔ)，但推廣應(yīng)用的過(guò)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(guó)際上公認(rèn)的最先進(jìn)的焊接電源，根據(jù)國(guó)內(nèi)外專(zhuān)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?。虎抟】煽匡w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(jìng)爭(zhēng)性。

    我國(guó)逆變焊機(jī)的發(fā)展經(jīng)過(guò)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(lái)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(zhǎng)期性、艱巨性和復(fù)雜性。只有踏實(shí)地對(duì)技術(shù)工藝進(jìn)行再開(kāi)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(chǎng)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(zhuān)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(duì)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(duì)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(duì)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?duì)逆變焊機(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(lái)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(guò)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(cè)儀器，看生產(chǎn)過(guò)程和管理水平，看銷(xiāo)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(zhǎng)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(duì)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(kāi)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(zhǎng)期性、艱巨性、復(fù)雜性的思想準(zhǔn)備，深信世上無(wú)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(zhǎng)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) 。