中國切割機具行業(yè)現(xiàn)狀及未來市場的需求

    一、概述

    “焊接與切割”素有鋼鐵裁縫之稱，已成為橋梁、鍋爐壓力容器及金屬結(jié)構(gòu)等行業(yè)的關(guān)鍵制造技術(shù)。切割是焊接的首道工序，切割斷面質(zhì)量、切割效率及材料利用率的高低都直接影響著焊接產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)成本，因此切割是焊接生產(chǎn)的重要工藝。
鋼材分離的方法很多，而熱切割是用的最廣、最常見的一種工藝方法。就全世界范圍來說，氣割工藝大約起源于1905年前后，經(jīng)過漫長的手工氣割，直到20世紀40年代，才由于生產(chǎn)力的不斷發(fā)展，出現(xiàn)了代替手工勞動的半自動和自動氣割裝備。各工業(yè)發(fā)達國家，如德國、日本、美國、英國和前蘇聯(lián)等又不斷發(fā)展和完善了各式各樣的氣割設(shè)備（包括光電跟蹤切割機和數(shù)控切割機），由單一的火焰氣割發(fā)展為具有高能的等離子弧切割、激光切割及綜合性的切割技術(shù)。被切割的材料也從碳鋼、不銹鋼、銅、鋁等金屬，擴大到絕大部分非金屬材料，使切割效率、切割斷面質(zhì)量，以及尺寸精度均達到了一個新的水平。

    我國的切割技術(shù)長期處于落后狀態(tài)，但近30年來卻有了飛速的發(fā)展。各有關(guān)單位包括生產(chǎn)切割裝備的企業(yè)在內(nèi)，先后研制和開發(fā)了各種半自動和全自動切割設(shè)備。國外一些知名切割機具制造企業(yè)，如德國伊薩、梅塞爾、美國捷銳、日本田中及小池酸素等公司，也先后來到中國投資建廠。各企業(yè)廣泛使用各種半自動和全自動切割機進行各種直線、曲線及成形切割，收到了較好的經(jīng)濟效益，把切割技術(shù)推向嶄新的階段。
氣體火焰切割是最早也是最普遍被采用的一種工藝方法。近年來，在燃氣中以乙炔為基礎(chǔ)，先后開發(fā)了丙烷氣、液化石油氣、天然氣、煤氣和各種新型燃氣，并根據(jù)各種氣體的不同特性研制了專用的切割機具，為燃氣能源多元化開辟了廣闊的前景。

   二、行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

    1.切割機具

       切割機具按控制方法劃分，可分為手工切割、半自動切割和自動切割機三種類型。

　?。?）手工切割主要工具是割炬（又稱割槍），是用人的手來掌握切割速度和割嘴的高低，特別是在割縫較長和成形切割過程中，很難滿足尺寸精度和表面粗糙度的要求。雖然手工切割有其局限性，但適宜在一些使用半自動與自動切割不方便的地方，特別是在野外和高空作業(yè)中還必須采用。相對而言，手工割炬的生產(chǎn)技術(shù)含量較低，但由于市場還有很大的需求量，因此在我國很多地方都有生產(chǎn)這類產(chǎn)品的企業(yè)，具體數(shù)量無法做詳細統(tǒng)計。國內(nèi)目前具有一定生產(chǎn)規(guī)模的知名企業(yè)主要有美國捷銳（上海）公司、寧波隆興集團及上海焊割工具廠等近50家，年產(chǎn)各式割炬近200萬套，割嘴800余萬只。

　　（2）半自動切割是將專用機割炬安裝在半自動切割機上，以機械傳動來代替手工操作的機器設(shè)備。主要有直線切割機、仿型切割機及管道切割機等一些小型的切割機械。大部分半自動切割機具的基本功能及質(zhì)量達到了工業(yè)發(fā)達國家的水平，因此在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用，在很大范圍內(nèi)替代了部分手工切割。現(xiàn)有專業(yè)生產(chǎn)企業(yè)如上海華威、寧波金鳳、常州卓越及上海建設(shè)等30余家，年產(chǎn)各類半自動切割機約5000余臺。

　　（3）自動切割機是采用光電控制和數(shù)字控制技術(shù)的切割設(shè)備（如光電跟蹤切割機和數(shù)控切割機）。

　　光電跟蹤切割機是將圖形按比例劃在圖樣上，圖樣和鋼板分別放在跟蹤機和切割機上就能實現(xiàn)自動切割。目前，造船廠、鍋爐廠、汽車制造廠等企業(yè)均有各種國產(chǎn)或進口的光電跟蹤切割機在生產(chǎn)中應(yīng)用。

　　數(shù)控切割機是由人根據(jù)圖樣和數(shù)控裝置的規(guī)定，編出切割程序，由計算機根據(jù)程序的要求進行運算，使割嘴沿圖樣要求的軌跡運動進行切割。1958年，英國氧氣公司（BOC）研制出第一臺數(shù)控氣割機，使切割領(lǐng)域進入了高科技自動化階段。僅就數(shù)控火焰氣割機而言，它不僅使氣割技術(shù)實現(xiàn)了自動點火、自動調(diào)高、自動穿孔、自動切割、自動沖打標記及自動噴粉劃線等全過程自動化控制，而且還因表面切割質(zhì)量和尺寸精度高，可以保證工件尺寸通過切割一次加工成形。

　?。?）機用割嘴作為自動化切割的主要消耗品，每年的市場需求量非常大。我國是割嘴生產(chǎn)大國，全國機用割嘴的生產(chǎn)總量每年約在1000萬只左右，其中近一半出口到國外。我國割嘴生產(chǎn)廠家同發(fā)達國家的生產(chǎn)廠家相比，加工設(shè)備還比較落后，生產(chǎn)形式仍以單件多工序加工為主，因此生產(chǎn)效率較低，產(chǎn)品質(zhì)量不易控制。而國外廠家均采用自動化程度較高專機進行產(chǎn)品加工，這樣不但生產(chǎn)效率高，而且產(chǎn)品質(zhì)量容易得到控制。

　　國內(nèi)目前最大的割嘴生產(chǎn)廠家為寧波金鳳焊割機械制造有限公司，年產(chǎn)各類機用割嘴達400多萬套，其中80%銷往國外。

　　2.切割技術(shù)的發(fā)展

　?。?）數(shù)控切割機我國數(shù)控切割機從20世紀70年代由分離元件起步，至今已發(fā)展成用微機控制切割機。生產(chǎn)廠家也逐年增加，目前生產(chǎn)各類切割機的廠家已近40家，世界四大著名切割機專業(yè)制造商，也先后來到中國投資建廠生產(chǎn)各類中、高檔切割機。國內(nèi)切割機行業(yè)經(jīng)過多年的發(fā)展，在專業(yè)技術(shù)上也有了很大的提高。目前，具備一定的研發(fā)和生產(chǎn)能力的企業(yè)有哈爾濱華崴、金鳳公司、深圳博利昌、中船611所及無錫華聯(lián)等企業(yè)，年產(chǎn)數(shù)控火焰切割機2000余臺。其產(chǎn)品性能已接近國外同類產(chǎn)品標準，并有少數(shù)指標超過國外標準，產(chǎn)品質(zhì)量在逐年提高，完全可以滿足國內(nèi)不同用戶需求，替代了部分進口產(chǎn)品，還有部分產(chǎn)品出口。但在一些特殊切割方面和專用系統(tǒng)開發(fā)方面同國外公司相比還有一定的差距。

　?。?）氫氧切割機其原理是將潔凈水注入氫氧機，利用交流電轉(zhuǎn)換成直流電，以正負兩極導(dǎo)通電解槽兩極，電解水中氫氧分子，釋出氫氣（H2）和氧氣（O2）的混合氣體用作燃料，用于切割、焊接等火焰加工領(lǐng)域（進行厚板切割時需增備氧氣），具有低成本、無污染等特點，在鋼鐵、玻璃及半導(dǎo)體等工業(yè)領(lǐng)域得到應(yīng)用?，F(xiàn)有北京建研院、綠科大地等生產(chǎn)企業(yè)近10家，年產(chǎn)氫氧切割機1000余臺。

　?。?）空氣等離子弧切割是利用高速、高溫、高能量的等離子氣流來加熱和熔化被切割材料，利用空氣壓縮機提供的壓縮空氣作為工作氣體，排除已熔化金屬的氣流，從而達到切割金屬的目的?？梢郧懈钐间?、合金鋼和不銹鋼及銅、鋁等有色金屬?？諝獾入x子弧切割，因其離子氣與切割氣均采用壓縮空氣而受到用戶歡迎，并在各應(yīng)用領(lǐng)域被廣泛的采用。同時，為了提高切割質(zhì)量、保證被切割零件的尺寸精度、改善勞動環(huán)境、減輕工人勞動強度和提高生產(chǎn)效率，又研制出一系列半自動和全自動等離子弧切割設(shè)備。

　　我國自上世紀60年代就將等離子切割技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。現(xiàn)有常州泛洋、常州海特銳切、天津天宗等空氣等離子弧切割機生產(chǎn)企業(yè)50余家，年產(chǎn)手工操作空氣等離子弧切割機約20000臺、半自動（小車、仿型）空氣等離子弧切割機約10000臺；數(shù)控機用空氣等離子弧切割機基本上還是依賴進口（主要是美國海寶等公司），其國內(nèi)機的占有率不足10%。

　　（4）CO2激光切割是用聚焦鏡將CO2激光束聚焦在材料表面使材料熔化，同時用與激光束同軸的壓縮氣體吹走被熔化的材料，并使激光束與材料沿一定軌跡作相對運動，從而形成一定形狀的切縫。CO2激光切割具有切割質(zhì)量好（切口窄、精度高、表面粗糙度低）、切割速度快（熱影響區(qū)小、變形?。┘扒鍧崱踩?、無污染等優(yōu)點，目前已成為工業(yè)上板材（＜12mm的低碳鋼板、＜6mm的不銹鋼板＝切割的一種先進的加工方法，并在汽車、航空等工業(yè)生產(chǎn)中獲得應(yīng)用。

　　目前，我國有上海團結(jié)普瑞瑪、沈陽普瑞瑪、濟南捷邁和武漢楚天等數(shù)家公司，年生產(chǎn)二維平板切割機、三維空間曲線切割機及管子切割機等近100臺，滿足了市場的需求。

　?。?）水射流切割（又稱水刀）是將水增至100～400MPa的超高壓力,通過特殊設(shè)計的噴嘴,以每秒數(shù)百米的速度噴出,達到加工工件的效果。磨料水射流切割則是在水射流中混入磨料粒子，經(jīng)混合管形成磨料射流進行切割。由于磨料質(zhì)量大、硬度高，磨料水射流較水射流功能更大、切割效能更強。水射流切割無塵、無味、無火花、無變形、振動小、噪聲低。可以切割各種金屬、非金屬材料，以及各種硬、脆、韌性材料，如鈦鎳合金、陶瓷、玻璃、復(fù)合材料等，是一種冷切割技術(shù)，也是目前世界上先進的切割工藝之一。我國有南京大地等20余家水射流切割機生產(chǎn)企業(yè)，年產(chǎn)各種規(guī)格、型號的水射流切割機接近600臺。

　　三、未來市場需求

　　根據(jù)國家統(tǒng)計局發(fā)布的《2003年國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報》，我國2003年鋼產(chǎn)量為2.2億噸，按照我國焊接用鋼量40%的比率計算，焊接結(jié)構(gòu)的鋼材量接近9000萬噸。而在工業(yè)發(fā)達國家，焊接用鋼量基本達到其鋼材總量的60%～70%。根據(jù)我國2020年國民經(jīng)濟發(fā)展的總體目標要求，以及我國焊接行業(yè)的發(fā)展趨勢預(yù)測，我國可能在5～10年達到60%的水平。屆時，我國鋼產(chǎn)量將介于2.5～3億噸之間，這意味著焊接量將增加一培。因此，切割量也將隨之增加，對切割機具的需求也將保持增長的勢態(tài)。