焊接自动化装备行业分析报告.docx

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焊接自动化装备行业分析报告

2012年焊接自动化装备行业分析报告

设备制造业具体细分为焊接自动化装备制造业。

一、行业管理体制及主要政策法规

1、行业主管部门及监管体制

国家发改委、工业和信息化部是焊接自动化装备制造业的主管部门，负责制定产业政策、行业规划，指导行业技术法规与行业标准的制定。

中国焊接协会和中国电器工业协会电焊机分会承担开展行业经济发展调研、参与制定行业规划、加强行业自律、国内外经济技术交流与合作、提供专业培训、重大科研项目推荐、开展质量管理、参与制定与修订国家标准与行业标准等方面的职能。

2、主要法律法规、行业标准和规范

大力振兴自动化装备制造业是树立科学发展观，走新型装备制造道路，实现国民经济可持续发展的战略举措，因此国家出台了诸多扶持和规范焊接自动化装备制造业发展的政策和法规：

二、行业发展情况

1、焊接自动化行业简介

焊接是一种通过加热、加压使两金属之间产生原子间结合的连接技术，是金属材料连接的最主要的方法。

全世界60%以上的钢材产量需要通过焊接形式进行连接以实现需要的功能。

焊接工艺、技术、装备水平决定了一个国家重大、核心装备的制造水平。

焊接按照其实施工艺可分为手工焊接和自动化焊接。

手工焊接是由人手直接控制焊枪运动进行焊接。

自动化焊接是由机械装置和自动控制系统控制焊枪运动进行焊接，焊接自动化装备按适应能力不同具体可分为焊接机器人成套设备、焊接自动化专用设备、全位置管焊设备及其他焊接设备。

根据中国焊接协会的定义：

焊接自动化装备，广义而言是通过先进的焊接工艺、材料与设备（焊接电源、送丝机、焊枪等）将自动化、智能化的控制系统和焊接夹具、装卡定位及其运动系统（移动机构、旋转变位机构、工业机器人）三部分有机集成，实现对待焊工件高效率、高品质、低成本的批量化规模生产。

2、我国焊接自动化行业现状与发展趋势

（1）焊接自动化行业属于新兴行业，目前处于初级发展阶段

虽然自二十世纪九十年代以来，随着社会主义市场经济的进一步成熟，我国焊接行业有了长足发展，但焊接自动化作为一个新兴行业尚处于起步阶段，目前我国仍以传统手工焊为主，焊接自动化率仅为30%左右，同发达工业国家的80%存在较大差距，未来发展潜力巨大，前景广阔。

（2）焊接自动化装备的主要应用领域

焊接自动化装备的大规模应用最早是从汽车装备生产线的电阻点焊和薄板弧焊开始。

经过多年的发展，目前，汽车行业特别是整车厂的焊接自动化生产线代表了当今制造自动化的最高水平，但由于我国汽车生产线基本从国外进口，同时国外厂商在该领域的焊接工艺、系统集成等方面积累了十分丰富的工程经验，因此汽车制造领域应用的焊接自动化装备基本被国外厂商所垄断。

我国工程机械行业历经过去十年的高速增长，行业销售额增长8.1倍，目前已成长为世界工程机械第一产销大国。

近年来，随着行业竞争的不断加剧、劳动力成本的不断提升以及产品向大型化、复杂化、高质量和较短交货期要求方向发展，行业内企业市场增长将面临从数量型向质量型的转变，使得工程机械行业迫切需要转变生产方式。

与此同时，工程机械产品规模化、批量化、标准化的生产特点，适宜进行焊接自动化装备的大规模应用，因此，我国工程机械行业继汽车行业后已逐步开始大规模应用焊接自动化装备，市场需求正持续升温。

相比较汽车生产的点焊和薄板弧焊，工程机械的焊接工艺以中厚板结构件的弧焊为主，对焊接自动化装备的控制水平以及各种纠偏和自适应功能要求更高，焊接自动化难度也更大。

此外，工程机械生产的每个工位焊接时间较长，因此不是用流水线方式，而是采用成组式生产线由多台机器人完成同一道工序，从而形成和流水线一样的生产节拍。

（3）焊接自动化产业升级的必然性

焊接自动化是实现我国装备制造业由大到强转变的基石，是装备制造业由粗放型、作坊式的经营模式向高技术、集约型转变的重要标志。

通过焊接自动化工艺技术装备，可以提高焊接加工效率和质量、降低能源和材料消耗、节约成本、减轻工人的劳动强度、改善作业环境，从而对提高企业核心竞争力，实现可持续性发展具有重要意义。

我国焊接自动化的产业升级具有必然性，具体体现在以下方面：

①提高焊接效率

焊接加工是中国制造企业最主要的加工手段之一，以焊接工艺为主导的制造企业焊接工时约占产品制造总工时的10%-30%，焊接成本约占产品制造总成本的20-30%，企业从事焊接工作的人员数量约占全体员工的20-30%。

提高焊接加工的自动化水平，对企业节约成本，提高效率并实现可持续性高速发展具有重要意义。

以工程机械典型结构件为例，焊接机器人工作站的工作效率为手工焊接的5倍，大幅提高生产效率的同时降低了操作者的劳动强度。

②提升产品质量

在采用手工焊接工艺的制造过程中，人工控制焊接过程（起弧、收弧、焊接轨迹及参数设置等）的不准确、不稳定导致焊缝成型不好，容易在焊接部位产生气孔、裂纹、未熔合等缺陷。

在采用自动化焊接工艺的制造过程中，电弧燃烧稳定，连结处成分均匀，焊缝成型好、焊缝接头少、填充金属熔敷率高。

焊接工艺参数实现了自动化的存储与输出，可以保证工艺参数的准确性，保证特殊焊接要求的实现和焊缝质量的重现性。

由于焊接自动化在提升产品质量方面具有优势，自动化焊接已经开始逐步取代手工焊接成为焊接加工的主要方法。

③降低营运成本

随着劳动力成本的不断上升，焊接自动化装备性能、效率的不断提高以及价格的逐渐降低，自动化焊接和手工焊接相比较长期来看具有成本优势，同时，焊接自动化装备具有的高效率、高稳定性优势使得制造厂商可以较快的收回焊接系统的投入成本并提高焊接质量。

④改善操作环境

手工操作的焊接作业被公认为是一种有害的作业工种，2002年由卫生部和劳动保障部公布的我国法定职业病目录中，正式列入了电焊工尘肺、电光性眼炎等焊接职业病，同时还列入了对焊接职业可能产生危害的锰及其化合物中毒、一氧化碳中毒、职业性放射性疾病、电光性皮炎及金属烟热等职业病。

焊接自动化装备将手工操作变为自动化机械操作，操作工人远离焊接现场，能够避免上述职业病的发生，同时工人劳动强度也得到了极大降低。

通过焊接自动化装备与自动传输系统、自动化检测等其他系统的配套，可组成自动生产线，能够极大改善生产车间内的整体环境状况。

（4）焊接自动化行业发展趋势

①由单机焊接自动化装备到数字化焊接车间实现点线面的阶段式发展

焊接自动化装备制造技术含量高，通常集焊接工艺、自动控制、精密机械设计制造等多种技术于一体，随着工业自动化、智能化、数字化等技术的日益发展和广泛应用，焊接自动化正在由单机焊接自动化装备向焊接自动化生产线和数字化焊接车间发展。

“十二五”期间，我国制造业发展的重点是利用先进的自动化、智能化、数字化技术来实现工业转型升级和新型产业的发展，为焊接自动化行业提供了广阔的发展空间。

②行业技术水平与发展趋势

焊接自动化装备的技术水平是国家科技水平的重要体现，直接决定了国家重大核心装备的技术水平。

目前，我国焊接自动化装备制造企业已经可按客户的不同需求，设计、制造、集成各种类型的专用焊接自动化装备，并大量采用计算机控制技术。

部分焊接自动化装备还配备了焊缝自动跟踪系统和图像监控系统，确保了焊接过程中的焊接质量。

我国焊接自动化装备制造业技术发展呈现出如下趋势：

A、精密、高效化

焊接自动化装备正朝着高精度、高质量、高效率、高可靠性方向发展。

要求系统的控制器以及软件具有较高的信息处理速度，系统各运动部件和驱动控制具有高速响应特性，要求其电气、机械装置具有精确的控制，能够长期稳定、可靠的工作。

B、模块化

焊接自动化装备的集成化技术包括硬件系统的结构集成、功能集成和控制技术的集成。

现代焊接自动化设备的结构都采用模块化设计，根据不同客户对系统功能的不同要求，进行模块组合。

而且其控制功能也采用模块化设计，可以根据用户需求，快速提供不同的控制软件模块，提供不同的控制功能组合。

模块化、集成化使系统功能的扩充变得极为方便，实现个性化产品的规模化批量生产，降低成本、缩短交货期。

C、智能化

将激光、视觉、传感、检测、图像处理、计算机等智能控制技术应用于焊接自动化装备中，使其能在各种环境复杂、变化的焊接工况下根据焊接的实际情况，自动调整、优化焊接轨迹和工艺参数，实现高质量、高效率的焊接智能控制。

智能化的焊接自动化装备，不仅可以根据指令完成自动化焊接过程，而且可以根据焊接的实际情况，自动优化焊接工艺和焊接参数。

例如，在焊接大厚度工件时，智能控制系统可以根据连续实测的焊接工件坡口宽度，通过分析、对比、判断自动确定每层焊缝的焊道数、每道焊缝的熔敷量及相应的焊接参数、盖面位置等工艺参数，完成从坡口底部到盖面层的所有焊接。

D、柔性化

现代化生产要求同一台设备能够满足同类型不同规格工件的加工，甚至不同类型工件的焊接自动化加工，同时由于大型焊接自动化成套装备或生产线一次投资相对较高，因此在设计这种焊接装备时需要尽量考虑柔性化，形成柔性制造系统，以充分发挥装备的效能，满足同类产品不同规格工件的生产需要。

焊接自动化装备将广泛采用工业机器人，标准化、模块化单元，实现多品种、小批量产品的柔性化生产。

E、网络化

智能接口、远程通信等现代网络技术的发展，促进了焊接自动化装备管控一体化技术的发展。

通过网络将生产过程自动控制一体化，利用计算机技术、远程通信等技术，焊接加工过程和质量信息、生产管理等信息通过网络实现数字一体化管理，实现脱机编程，远程监控、诊断和检修。

F、人性化

焊接自动化装备广泛采用数字化、图形化的人机操作界面，设备拥有专家数据库、控制参数实时显示、人机交互等功能，使设备操作更加容易、更加方便。

随着技术的不断完善，数字显示技术在人机交互、控制参数实时监测中将得到普遍运用。

3、我国焊接自动化行业未来发展前景广阔

随着我国工业生产对焊接自动化认知度及接受程度的逐步提高，焊接自动化装备市场有望保持快速增长，行业巨大的发展潜力为公司未来的快速增长提供了保障。

（1）焊接自动化产业升级的迫切需求带来市场容量的快速扩大

按照实施工艺，焊接可分为手工焊接和自动化焊接，目前，我国焊接自动化率仅为20%-30%，远低于国外发达工业国家的80%1，未来存在较大提升空间。

而伴随我国焊接自动化产业升级的深入开展，手工焊接设备逐步被焊接自动化装备所替代将成为发展的必然，因此，我国焊接自动化的市场容量也将不断扩大。

①焊接设备市场容量

我国基础建设投资规模和经济总量的快速增长，给焊接设备制造行业带来了巨大的发展机遇。

目前，我国已成为焊接设备大国，焊割设备市场需求由2004年的48.48亿元增至2011年的307.47亿元，年均复合增长率达30.20%，具体情况如下：

由于自动化焊接与手工焊接之间的替代关系，我国焊接设备市场容量的不断增长以及自动化率的不断提高，意味着焊接自动化市场容量的持续扩大。

②焊接自动化产业升级的迫切需求将加速手工焊接向自动化焊接的转换

改革开放以来，我国依靠“人口红利”带来的劳动力成本优势，在全球产业链分工体系中成为世界工厂，取得了经济建设的巨大成就，但这种粗放式经济增长并不具有可持续性，因而实现我国经济增长方式由粗放型向集约型的转变刻不容缓。

同时，随着“人口红利”的逐渐衰竭，我国劳动力资源面临紧缺风险，近年来“民工荒”现象时有发生，推动着劳动力成本的不断提高，考虑到焊接自动化所具有的焊接效率、质量、成本和环境优势，我国企业具有焊接自动化产业升级的迫切需求，进而将加速我国手工焊接向自动化焊接的转换，焊接自动化市场容量将迅速扩大。

③焊接自动化产业升级是科技发展和提高市场竞争力的需要

随着机器人、数控机床、加工中心、自动化流水线等设备在现代制造业中的大力普及，制造企业对人力的依赖程度逐渐降低。

大规模使用自动化生产，虽然先期投入资金很大，但长期效益比手工焊接具有优势，而且可减少人为质量问题，提高产品质量。

同时，大规模采用自动化生产，并非简单解决人力成本快速上涨的问题，更多