第一节 等离子焊接机产品定义及基本属性

一、产品定义、性能

1、定义

等离子焊接机是通过使用等离子等高科技手段进行原子层面的精细焊接，当温度不断升高，这时构成分子的原子发生分裂，形成为独立的原子，如氮分子会分裂成两个氮原子，我们称这种过程为气体分子的离解．如果再进一步升高温度，原子中的电子就会从原子中剥离出来，成为带正电荷的原子核和带负电荷的电子，这个过程称为原子的电离。

2、性能

等离子焊接是当今焊接中等厚度金属材料的首选方法，电流范围可达0.1-500A，适合于厚度在0.1mm-9mm的不锈钢，合金钢、钛合金、镍基合金及铝合金的焊接，采用这种焊接方法可以获得质量优良的焊缝和更快的焊接速度，从而大大提高产品的制造质量和竞争优势。

二、产品所属行业界定

等离子焊接设备属于金属切割及焊接设备制造业。

金属切割及焊接设备制造业指将电能及其他形式的能量转换为切割、焊接能量对金属进行切割、焊接的设备的制造。

包括：金属切割设备；金属焊接设备：电焊机（电阻焊、电弧焊、电子束焊）、气焊机、铜焊机、锡焊机、钎焊及特种焊机械；钎焊烙铁及焊枪、其他钎焊机器及装置；手提喷焊器、其他气体焊接或表面回火机器及装置；用于热喷金属或硬质合金的电气机器及装置、焊接辅助设备及焊接设备的零件。

第二节 等离子焊接机产品应用概况

一、产品主要应用领域

等离子焊机焊接薄板已相当普遍，大部分用于汽车工业、宇航和仪表工业。激光精微焊接技术已成为航空电子设备、高精密机械设备中微型件封装结点的微型连接的重要手段。激光表面强化、表面重熔、合金化、非晶化处理技术应用越来越广，激光微细加工在电子、生物、医疗工程方面的应用已成为无可替代的特种加工技术。激光快速成型技术已从研究开发阶段发展到实际应用阶段，已显示出广阔的应用前景。

二、产品应用成熟度分析

等离子焊机制孔的最小孔径已达0.002mm，已成功地应用自动化六坐标激光制孔专用设备加工航空发动机涡轮叶片、燃烧室气膜孔，达到无再铸层、无微裂纹的效果。激光切割适用于由耐热合金、钛合金、复合材料制成的零件。目前薄材切割速度可达15m/min，切缝窄，一般在0.1～1mm之间，热影响区只有切缝宽的10%～20%，最大切割厚度可达45mm，已广泛应用于飞机三维蒙皮、框架、舰船船身板架、直升机旋翼、发动机燃烧室等。

从目前的情况来看，国外的等离子焊机发展得比较成熟，其优势主要体现在数字化上，以及凭借丰富的等离子焊接实际案例而具有的标准化操作优势，毕竟国外比国内早发展的几十年。中国虽然早在二十多年前就生产出等离子焊机，但是一度发展很缓慢，直到这几年才呈现出发展的势头。从目前来说，国产的等离子焊机还不具备数字化的功能，还都停留在模拟化，但是基本上可以满足国内的绝大部分需求。略……

第三节 等离子焊接机基本生产技术、工艺或流程

1、专利

北京鹰瑞达科技发展有限责任公司便携式等离子弧切焊机（型号：BPCW22A+），其技术指标处于国际领先水平，目前是国内外独一无二的高科技切/焊专利产品（专利号：ZL02208736），独创的设计理念，专有的技术突破，能顺利地完成各种材质的切割（破拆）和焊接难题，真正实现高科技产品的应用价值。

2、全数字控制等离子弧焊堆焊机在武汉开发成功

一种通过自主研发，不断改进，不断创新，反复试验，又搞出来了控制精确、参数稳定、显示直观，操作便捷的第三代的LU-F400-F300-2W型多功能全数字控制等离子弧焊堆焊机最近在武汉问世。并由武汉高力热喷涂工程有限公司设计制造批量生产。

这台先进性能多功能全数字控制等离子弧焊堆焊机，不仅解决了我国管线阀门生产的老大难问题，是制造高端阀门密封面的理想设备。而且也是石油、化工、冶金、水利、电力关键工件生产的理想设备，填补了我国多功能数字化控制等离子弧堆焊机的空白。

继2003年搞出了第二代模拟控制等离子喷焊机后，通过不断改进，不断创新，反复试验，又搞出来了控制精确、参数稳定、显示直观，操作便捷的第三代机。实现了工艺程序及工艺参数预设，由模拟控制到全数字化控制，由一般的参数控制到智能化控制的跨越，并且具有自主知识产权，在新机型的二十项创新项目中，有十八项准备申请国家发明专利。

与第二代等离子喷焊机相比，第三代机主要有如下特点：

1）等离子弧焊电源采用目前最先进的IGBT逆变式弧焊电源，数字化电流调节系统。调节精细，具有恒流输出特性。特别是可根据堆焊过程中工件温度的变化，按区域设定堆焊电流，以及能精确设定电流上升速率和电流衰减速率，并能显示整个堆焊过程的电流变化曲线。

2）采用高级的PLC(可编程)控制器，实现了对工艺程序和工艺参数的全数字化控制。

3）采用触摸屏操作和显示系统，通过画面和视窗，使工艺程序和参数的预设，工艺状态和工艺参数的显示，以及工艺操作更精细、更形象、更便捷、更具人性化。

4）在屏上直接预设和显示工艺参数的物理量，改变以往用电参数间接反映物理量大小的弊端。

5）在整个堆焊过程中，能精确设定时序的时间量和计数的数字量，并且不受数量的限制，因而使工艺控制及精细更精确。以往在环形焊道的搭接上易出现成形和内部质量问题，现在因采用精细控制而获得理想的搭接。

6）设置了“专家系统”，只要键入工件的基本数据及堆焊层设计参数，即可显示各工艺参数配伍选择表，操作者确认后，自动调整好全部工艺参数。每一编号工件的工艺参数自动存入“资料库”，可随时察看和调用，并可将工艺资料打印成纸质文件，还可存入U盘，方便用户和质检部门监督检查。

7）机械运转的动力均采用三相交流异步电机，变频调速，通过和PLC的通信接口，实现数字化控制，并全部将频率的变化转换成相应物理量的变化，在屏上操作直接设定物理量。采用交流异步电机及变频调速系统具有更好的动力特性，使工艺参数更稳定，调节更精细。

8）采用新型结构的大功率等离子弧焊枪，不仅冷却效果好，使用功率大，喷嘴寿命长，而且在密封性、对中性、绝缘性上有很大的提。在粉路上采用了新颖的结构，克服了以往粉末堆焊中易出现的“结珠”、“双弧”等故障。

9）针对大型工件的堆焊，提供了多功能的一体机，具备粉末、裸棒、焊丝等堆焊的全套功能，为使用者带来更大的方便。

10）推出了多种机型，以适应堆焊不同类型工件对焊枪空间调整及机械运转提出的不同要求。每种机型都配备相应的防护装置，提供了良好的劳动条件。

第四节 等离子焊接机新技术研发、应用情况

从20世纪80年代初第一台微束等离子焊机在成都电焊机研究所问世以来，经过成焊所科技人员多年的努力，对该焊机的主电路和控制电路进行了不断改进和完善，性能得到了很大的提高，焊枪的对中精度、等离子弧的产以及喷嘴的散热条件都得到了很大的改进。与国外同类焊机的对比试验，现在成焊的微束等离子焊机已经达到国际同类产品的水平。比如在沈阳一家波纹管厂不锈钢薄壁管焊接生产线，原来一直使用的是日本生产的15A微束等离子焊机，由于使用几年后该焊机出现了故障，国内无法维修，整个生产完全停止，这时他们采用成焊所生产的LHM8-16微束等离子焊机配到生产线上进行焊接。当时焊接的管壁厚为0.13mm，焊机上线焊接一次成功，从表面看与原来日本焊机焊接质量不相上下，随后将焊接管进行打压试验，压力超过10Mpa，将焊接管打成波纹管，经测漏试验，完全符合该厂的生产技术要求，至今成焊所生产的焊机已在该厂连续使用了三年且无故障。

又如膨胀节端头焊接，以往一般企业都选用氩弧焊进行焊接，焊接质量长期处于低下状态，很多企业一直在寻求更好的焊接工艺和手段来改善其焊接效果。有的厂家选用电容储能缝焊机进行焊接，焊接效果不太理想，而且造价高。沈阳一厂家为了改善其焊接效果，选用了成焊所生产的LHM9-50微束等离子焊机，经过试焊，专门增加了脉冲功能，使其焊接效果得到了提高，焊缝成形效果超出了用户的预想。

海尔公司电冰箱门不锈钢包边的接口焊接，经过与成焊所科技人员的咨询沟通，选用了LMH8-16微束等离子焊机，经过试焊，焊接表面平整光滑，无氧化现象，解决了焊接后不需打磨的焊接工艺问题。

第五节 等离子焊接机国外技术发展现状

1、法国SAF：这家公司的等离子焊机的发明者。他们的等离子焊机到目前仍然是世界上最先进的。全数字化的焊接电源。独特设计的等离子焊枪。性能好。质量也好。

2、美国飞马特：其焊机似乎也是数字化的电源。飞马特的等离子焊机可以说是目前国内等离子焊机市场占有率最高的焊机。

3、日本新日铁：新日铁的大电流等离子焊机做得比较好。在国内的用户面也不小。设计方面先进。特别是水冷的设计整体上很优秀。喷嘴的水冷是直接冷却到喷嘴前端的。这使得喷嘴的连续使用寿命很长。一般可以连续使用一二十天。特别是在焊管行业这类需要更长时间连续焊接的。

4、美国爱美特：这是做变极性等离子焊机做得最好的。变极性等离子主要用于焊镁铝合金。略……

第六节 等离子焊接机国内市场供需现状分析及发展预测

一、等离子焊接机国内市场供需现状分析

（一）产量增长情况

2003-2009年等离子焊接机产量及同比增长统计表

                                                                                                                                            单位：台

（二）产量地区分布情况

我国的第一台等离子焊接机由成都电焊机研究所研发生产，之后该所的研发没有很大进展，北京三力易胜作为行业内的佼佼者，专注于等离子焊接机的研发生产，技术水平领先。从整个等离子焊接机生产分布看，主要还是集中在华东、华北等地区，其他地区涉足等离子生产的企业很少。

（三）需求量增长情况

2003-2009年等离子焊接机需求量及同比增长统计表

                                                                                                                                       单位：台

（四）需求地区分布情况

2009年等离子焊接机需求地区分布统计图

二、等离子焊接机国内市场供需发展预测

（一）产量增长预测

2010-2014年等离子焊接机产量及同比增长预测表

                                                                                                                                        单位：台

（二）需求增长预测

2010-2014年等离子焊接机需求量及同比增长预测表

                                                                                                                                          单位：台

略……

第七节 行业发展预测分析

一、产品需求特点发展预测

1、减少焊前准备时间

厚度在7mm以下，无需坡口。

2、通过最严格的技术监督检验。

等离子弧焊解决了焊接初始阶段的熔深缺陷，并克服了在焊道始末端点全部磨光后要“返修”的难度。

3、减少焊接时间

等离子焊较手工焊减少4~5倍时间。

4、卓越的重复生产性

整个焊接过程中只需加入几项简单数据：钢材等级、直径和母材的厚度，即可赋予此保证。

5、保证正常熔深

由手工TIG定位焊的对接管内部，通过小孔效应保证正常熔深。

6、焊缝无缺陷

对焊接参数的全面控制即可达此质量。

二、产品市场格局发展分析

我国等离子焊机生产历史不长，主要生产厂家少，主要分布在华东、华北地区，目前已经有越来越多的企业有参与等离子焊接机生产的打算；另外，需求主要分布在华东、华南地区，其他地区的需求相对较少。

三、行业发展趋势分析

从各类展览会上可以发现国外焊接设备现阶段的几个特点：高精度、高质量、高可靠性，数字化、智能化控制，大型化、集成化以及多功能化。

国内无论从产量构成还是技术发展方向上看，正在向高效、节能、机电一体化和成套焊接设备方面发展，未来我国焊接的发展趋势可以概括为“发展高效、自动化、智能型、节能、环保型的焊接，并适应21世纪新型工程材料发展趋势的焊接工艺、设备和耗材”。

等离子焊接机的需求量将不断增大，应用范围更广阔，对其技术性能要求越来越高，满足高效新工艺的设备更为成熟与普及。国内等离子焊接耳机制造企业不但要在提高技术、设计水平上努力，还要在企业质量管理、各种基础件、配套件的选用方面下功夫，争取取得新的突破。

第八节 等离子焊接机行业投资机会分析

一、政策支持情况分析

2009年我国的钢产量已经达到5.3亿吨，焊接装备作为钢铁的裁缝，蕴涵着大量的市场。为应对国际金融危机，我国新增4万亿投资拉动内需，石化、造船、交通运输、能源等行业投资巨大，商机无限。

然而国外各大等离子焊接机厂家也蜂拥而至，纷纷在国内建厂生产。国外产品的本土化经营必将对民族等离子焊接机产业造成巨大的压力。在今后一段时间内，国内等离子焊接机产业面临的形势是十分严峻的，加大研发投入，提高具有自主知识产权的焊接装备的技术水平，在国家重点工程和重点行业替代进口产品，是国内焊接装备企业面临的主要问题。

二、技术获得情况分析

我国等离子焊接机的产量及需求量都较少，中低端企业较多，而中高档生产仍然集中在少数几家企业手中，技术水平跟国外还有较大差距。

三、市场机会分析

近年来，随着我国经济的持续发展，中国已经开始进入重工业化时代，重型机械、冶金机械、船舶制造、矿山工程机械、电站锅炉、压力容器、石油化工、机车车辆、汽车等以焊接为重要加工工艺的行业，已接近世界同行业先进水平。受上述行业快速发展的牵引，焊接自动化装备行业进入高速发展阶段。但是，和国外同类行业、企业相比，在焊接自动化装备的数量、焊接自动化技术的应用等方面还有相当大的差距。

面对国内外市场的激烈竞争，面对企业劳动力成本、环保要求的不断提高，焊接技术工人的短缺，产品焊接工艺技术质量、生产效率要求的不断提高，以焊接为主导工艺的中国企业已经将焊接自动化列为企业今后5年的重点技术改造目标。略……

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