国内焊接材料行业“十二五”发展现状及“十三五”发展展望

陈 健 苏金花 张汇文

(机械科学研究院 哈尔滨焊接研究所，哈尔滨150028)

国内焊接材料行业“十二五”发展现状及“十三五”发展展望

陈 健 苏金花 张汇文

(机械科学研究院 哈尔滨焊接研究所，哈尔滨150028)

国内焊接材料的产量也已达到世界总产量的一半以上，成为世界焊接材料的生产和消费大国。随着国民经济的发展，国内焊接材料行业越来越发挥着重要的作用。综合分析了国内焊接材料行业“十二五”期间的发展现状，指出了焊接行业发展面临主要问题。对“十三五”期间的焊接行业发展发展趋势进行了展望，为推动焊接材料行业发展提出了具体的对策和建议。

焊接材料 焊接技术 发展展望

0 序 言

在国内制造业的发展过程中，钢铁材料仍然是占据主导地位的结构材料，是经济和社会发展的物质基础。据统计2015年全球粗钢产量为16.2亿吨，钢材表观消费量为15亿吨。国内全年粗钢产量为8.0亿吨，钢材表观消费量为10.2亿吨。国内在世界钢铁行业中，粗钢产量占比约为50%，钢材的表观消费量占比为63%。国内已经成为世界钢铁行业的生产和消费大国。据统计，发达国家焊材需求量与钢产量的比值，多年来一直保持在0.3%左右。国内焊接材料的产量也已达到世界总产量的一半以上，焊接材料表观消费量占全球的50%以上，成为世界焊接材料的生产和消费大国。随着国民经济的发展，国内焊接材料行业越来越发挥着重要的作用。

1 国内焊接材料行业“十二五”期间的发展情况

1.1焊接材料行业发展总体情况

1.1.1焊接材料产量稳中趋降

近十年来国内焊接材料总产量呈现逐步增长，在“十二五”的初期达到了阶段的峰值，之后出现稳中趋降的态势。2011年焊接材料总产量475万吨，2015年焊材总产量为415万吨，“十二五”期间总产量下降12.6%，其中，焊条产量的降幅达到22%，药芯焊丝降幅达到30%、气体保护焊丝和埋弧焊材总体上比较平稳。具有高耗能、低效率、环境污染重等问题的手工焊条占比逐渐下降，实心焊丝和埋弧焊材等自动化焊材产量持续上升。见表1[1]。

1.1.2焊接材料表观消费量下降明显

一般来说，衡量一个国家或地区的焊接材料行业发展的关键指标除了总产量、进出口量以及固定资产投资等指标外，还有一个重要指标就是表观消费量。表观消费量不仅能衡量出该国家或地区的焊材容量等指标，还能在一定程度上预测该地区的焊接材料行业发展潜力。

焊材表观消费量=焊材产量+进口量-出口量

国内近些年来焊接材料的出口保持了持续增长，见表2。但一些重点工程和重大装备需要的一些高端优质焊接材料，还在一定程度上依赖于从工业发达国家和地区进口，见表3。焊接材料表观消费量见表4。

从表4可以看出“十二五”期间国内焊接材料表观消费量由2011年的422.62万吨，下降到2015年的330.02万吨，下降幅度达到22%，而国内焊接材料总产量仅下降了12.6，说明国内焊接材料出口量已经远远超过了进口量。

表1 2011^2015年国内焊接材料产量 万吨

表2 “十二五”期间国内焊接材料出口统计 万吨

表3 “十二五”期间国内焊接材料进口统计 万吨

表4 “十二五”期间国内焊接材料表观消费量统计 万吨

1.1.3焊接材料产品结构正向日趋合理

国内“十二五”期间各类焊接材料表观消费量占比变化如图1所示。在国内焊接材料消耗量中，焊条仍然占焊接材料总消耗量的43%左右，适用于自动化、半自动化焊接材料的比例由 “十二五”初期的50%提升至57%左右，提高了7个百分点，并保持稳定。虽然与工业发达国家80%以上的比例还有很大差距，但产品结构和消费结构调整正趋合理的方向发展。

图1 “十二五”期间国内各种焊接材料表观消费量占比

1.1.4焊接材料技术水平明显提高

“十二五”期间一些焊接材料生产企业、科研院所加大了对高端焊材的研制力度，加大对高端焊材的研发投入，高端焊材的品种不断完善，高端优质焊材得到了较快的发展，在核电、超超临界机组、大型加氢反应器、高强度重型机械、管线、高铁等重大项目上都得到了一定的应用。产品类别上也包含了高强度焊丝、自保护药芯焊丝、无缝药芯焊丝、无镀铜焊丝等。同时，焊接材料生产企业持续对焊接材料制备技术改进。焊接材料制造过程中更加关注高自动化、环保、节能，不断提高自动化程度和劳动生产率，降低生产成本，实现可持续健康发展。在焊条制备过程中，高速连线拉切焊芯、自动配粉拌粉、压涂自动塞粉等技术开始推广使用。在焊丝制备过程中，采取各种技术措施来动态监测产品的品质，提高产品质量的稳定性；桶装药芯焊丝的缠绕质量和稳定性明显提高；高强焊丝、无镀铜焊丝和无缝药芯焊丝的制备技术都有新的突破。主要焊材制造企业对焊材的检验已逐步实现由原有手工分析为主的检验模式，向以现代先进仪器检验为主的模式过渡，有效提升了产品质量控制的能力和检验效率，同时对于产品研发工作提供了快速、可靠的数据支持和保证。

1.2焊接材料行业发展面临的问题

1.2.1焊接材料产能过剩现象不容忽视

国内焊接材料行业在“十五”和“十一五”期间，受到低端市场的需求刺激，出现了三轮低成本扩张的浪潮。目前各类焊接材料的产能已达到750万吨左右，近年来企业的产能达产率基本维持在60%^70%。国内焊材的消耗量与发达国家相差较大，2015年内需焊材量与钢产量的比值，由2011年的0.5%下降到2015年的0.41%，将逐渐降低，向国外发达国家的平均0.3%水平靠近。据相关专家预测国内钢材生产和内需消费，已进入稳中有降的平台发展期。预计“十三五”后期国内钢产量将可能降到6.5亿吨至7亿吨左右。届时，如焊材消耗量与钢产量的比值按0.4%计算的话，国内焊接材料消费总量最多也只需约280多万吨。虽然考虑到焊接出口量的增长能够有效缓解国内焊接材料的部分产能，但与目前国内焊接材料的750万吨产能相比，形势仍然不乐观，焊材产能过剩的状况将日益凸显，不容忽视。

1.2.2高端焊接材料种类不全、质量有待提升

在焊接材料的品种上，国内无论焊条、焊丝、药芯焊丝都存在品种不全的问题。目前国内在建核岛主设备所使用的核级焊材，包括核级不锈钢、镍基合金和高强钢等各类高端焊接材料，都主要依赖进口。其他一些高端焊接材料，如超临界、超超临界锅炉用焊条，纤维素焊条，尿素用不锈钢焊条，3.5Ni和9Ni钢用焊条，海工用耐大气腐蚀钢和耐海水腐蚀钢类焊条，高温合金焊接材料等还需要进口。八年前国内就已经研制出了屈服强度达960MPa的超高强度工程机械用钢，但至今该强度级别的焊材主要依靠进口。管道行业大规模使用的X70，X80，X90管线钢管，对高强度和高韧性药芯焊丝、金属粉芯焊丝、低氢焊条及全位置气保护实心焊丝等焊材需求迫切，但国内有质量保证、有品牌影响的产品相对较少。国外无镀铜气保护实心焊丝生产已实现接近“零”污染排放，无镀铜实心焊丝占实心焊丝比例已达30%以上，国内无镀铜焊丝整体上应用比例还很低，还存在质量不稳定等问题，制约了无镀铜焊丝应用和发展。无缝药芯焊丝制造技术长期受到国外焊材厂企业的技术封锁，而进口无缝药芯焊丝设备又特别昂贵。国内无缝药芯焊丝的研制还处于研发阶段，与规模化的生产应用还有一定的差距，国内使用的高端无缝药芯焊丝几乎全部依赖于进口，导致无缝药芯焊丝制造技术及产品在国内没有得到推广。

国内很多焊材产品标准等同采用国际焊材标准，与美国、日本等工业发达国家的产品标准技术指标相同。在应用过程中，国外焊材制造商自我约束能力很强，行标严于国标，企标严于行标，其焊材实物水平远远优于国际标准。而国内由于市场竞争激烈，为逐利和生存很多企业生产的焊材实际水平处于国标的下限，严重制约了国内焊材水平的提升，影响装备制造业的焊接质量。

1.2.3焊接材料研发力量薄弱、水平偏低

目前国内高等院校中专门从事焊接材料新品种开发的逐步减少，能够开展新型焊材研究的科研院所也出现断档。焊接材料研发主体只能依靠一些大的企业。由于企业间相对封闭、保守，焊接行业又缺乏统一的组织规划和协调，很难在企业之间达成资源共享和技术共享，焊接材料行业整体研发力量相对薄弱。同时，由于近年来经济形势较为严峻，企业在科技创新方面也减少了相应投入，新型焊材研发进度缓慢。在研发手段和系统性方面，国内企业与国外一些企业相比存在一定的差距。国外焊材研发已经开始从定性的指标检测向定量评价系统转变。如焊条涂压性能、焊丝送丝稳定性；鉴于不同用户的电源、送丝系统、环境、焊接工艺、操作者水平的不同，提出不同条件下的检测标准，提高产品适用性和可靠性。国外焊材厂家，经常性投入一定资源和资金开发或选用新型原材料和辅助材料，以便提高性能和降低成本。而国内焊材企业在此方面基本没有开展有效的工作。

2 国内焊接材料行业“十三五”期间的发展趋势

2.1焊接材料行业发展的机遇

2.1.1《中国制造2025》为先进焊接材料发展提供了机遇

在《中国制造2025》重点发展的十大领域中，与焊接技术发展密切相关的就有8个，其中与焊接材料密切相关的有航空航天装备、海洋工程装备及高技术船舶、先进轨道交通装备、节能与新能源汽车、电力装备、农业装备、新材料。依据《中国制造2025》重点领域技术路线图，未来十年这些产业的快速发展及新技术的不断进步将对焊接新材料提出新的需求，也为焊接技术发展带来新的机遇。特别是在新材料方面，国内将突破先进装备用钢的材料、设计、制造及应用评价系列关键技术。随着高性能海工钢，新型高强韧汽车钢，高速、重载轨道交通用钢，新一代功能复合化建筑用钢，超大输油气管线用钢，轧制复合板，特种装备用超高强度不锈钢和高性能轻合金材料的研发和应用，将会促进和带动新型焊接材料研发和应用[2]。预计在未来的十年，国内高端装备制造业将占全部装备制造业销售产值的将达到30%以上，高端焊材将成为焊接材料市场竞争的新热点。虽然目前高端焊材在焊材销售总量中不足10%，但随着高端制造业的发展，高性能的各种焊条、实心焊丝、药芯焊丝和埋弧焊材预计将逐步增长到总量的20%^30%。

2.1.2“一带一路”战略为焊接材料提供广阔的国际市场

“一带一路”沿线的国家大部分是发展中国家和新兴经济体。从中亚地区和东盟国家来看，除了新加坡外，大部分国家的工业化程度均不是很高，基础设施建设还比较落后，这些国家未来对铁路、管线、机场、港口、核电等能源设备和基础设备的需求量将持续增长。在未来一段时间内，这些沿线国家的基础设施建设的市场需求约1.12万亿美元，占全球市场份额的比重为29%。这就为中国装备制造业“走出去”提供了巨大市场空间。除基础设施投资外，沿线国家加强产业投资与合作，特别是深化装备制造业的投资与合作是 “一带一路”战略一项重点任务。未来一段时间内，中国装备制造业将顺应“一带一路”沿线众多国家的产业转型升级的趋势，积极鼓励和支持装备制造企业“走出去”，到这些国家投资创业。装备工业的发展离不开焊接技术的支持，更离不开优质焊接材料的供给。同时，应当看到沿线国家的焊接技术水平都偏低，焊接材料生产企业较少，不具有市场品牌效应和竞争能力，这为国内焊接材料的“走出去”提供了良好的机遇。

2.2焊接材料行业发展总体趋势

2.2.1焊接材料产品和品质高端化

随着现代工业化进程的不断加快，《中国制造2025》的持续推进，装备制造业所需的高端焊接材料将逐年增加。使用焊材的制造企业和行业都在转型升级，将对焊接材料提出高于焊材国家标准的各种技术指标和要求，研制开发高端焊材将成为焊接材料争取市场份额和显示竞争力的重点。如在海工装备的钻井平台、采油平台、工程船舶制造中，提出了需采用高强高韧性、低温高韧性、耐海水腐蚀等各类高端焊接材料，研制工艺性能好、超低氢、高韧性(尤其是CTOD值高)的国产焊材，满足海工工程的国产化要求是一个重要的技术发展方向。又如随着工程机械高强钢应用，需要匹配80^100kg高强焊丝，这些焊丝基本以进口为主，加快开发此类高端焊材迫在眉睫。再如，国内虽然是核电设备制造的大国，但其关键核电用焊接材料的研发起步较晚，大量的主要焊接材料依赖进口，严重制约了核电设备制造的国产化进程，加快核电焊材的国产化刻不容缓。还有，压力容器制造企业正在推广使用的600℃蒸气参数火电机组用第二代新型耐热钢，如P91，P92，SUPER304H，HR3C等，其配套的各类高端焊材主要被国外少数知名企业垄断。国内正在研发的650℃蒸气温度参数的第三代耐热锅炉钢，国内外尚缺少抗高温蠕变性能好的焊接材料，急需开展国产化配套焊材的研制和工程化应用。

2.2.2焊接材料产品和生产绿色化

绿色制造已经成为发展的必然趋势，资源和环境友好已经为人们普遍接受。改善焊工的工作条件，减少烟尘已经成为焊接材料行业必须解决的重要课题。以目前应用越来越多的药芯焊丝为例，如何降低药芯焊丝发尘量、飞溅量应当成为下一阶段开展研发的重要方向。焊接材料生产同样是污染较高的行业，焊接材料企业的粉尘、废液、噪音等环境污染问题一直没有得到根本解决。如传统的实心焊丝制造，基本上都采用镀铜的方式来防止焊丝生锈，但是镀铜对环境污染较大。近年来国内外焊材生产企业相继推出了无镀铜实心焊丝产品，工程化应用应成为下一步关注的重点。随着无镀铜实心焊丝、无缝药芯焊丝制造工艺的成熟和发展，发展无镀铜无缝药芯焊丝已经成为必然。国内焊接材料生产企业应顺应时代发展要求，着力发展低碳、环保的焊接材料生产方式和产品，努力推动环保焊接技术的发展，将焊接材料生产企业建设成为现代化绿色工厂。

2.2.3焊接材料企业发展的科学化

“十二五”期间国内焊接材料制造企业，通过采取自主创新、完善品种、优化品质、提高生产的自动化、降低成本来做强做优企业，取得了一定的成绩。在“十三五”期间，加强品牌建设，树立中国焊材品牌是焊材企业义不容辞的责任。要根据自身的技术优势，找准市场中的定位，形成自己的产品特色，实现差异化发展，形成几个龙头企业和若干有自身特色的中小企业共存，全面满足国内工业发展需要的焊接材料行业格局。同时，要适应和参与装备制造业从“生产型制造”向“服务型制造”的转型升级，引领产业向价值链高端提升。焊接材料制造企业要加大为重点行业、重点用户提供整体服务的能力，通过制造业与信息化的融合，积极参与先进制造业云平台的搭建，利用“互联网+”建立相应的服务网络。注重焊接技术的协同发展，推进焊接技术整体解决方案的开发，形成集焊接工艺、焊接设备、焊接材料于一体，为高端制造业和重大工程提供焊接技术整体性解决方案的技术支持。

3 国内焊接材料行业发展的几点建议

3.1加快产业和企业的转型升级

中国经济发展已经步入一个新的阶段，以往以扩规模、增产量为主的粗犷式增长方式已不可持续，国家提出供给侧改革发展策略，为焊材行业的发展指明了方向。要加快企业调整转型，适应市场发展需求。除了要减少无效供给、创造新的供给以及扩大短缺供给之外，特别要加强改造落后供给，要对焊接材料这一传统产业进行全面的升级改造，提高产品的技术含量和工艺水平，促进产业向中高端迈进，提高供给品质，满足消费者不断升级的现实需求。应把重点放在与《中国制造2025》规划密切相关的领域所用焊材上，依托国家政策，加强高端以及高品质产品的开发，并加强与使用企业的紧密合作，寻求高端焊材国产化的突破口。要提高市场服务意识，提供产品与技术的集成服务。

3.2提升产品综合质量和品牌影响力

焊接材料企业要进一步树立质量意识，把品质的提升放在第一位。针对国内高端焊材知名度低、应用业绩少、数据缺乏的情况，在高端焊材研发的过程中，根据产品实际使用中所需要的各种焊接工艺参数、以及不同热输入、热处理等要求，建立完整的数据档案，并在研发过程与用户企业开展合作，在使用企业中开展产品工厂适应性研究开发工作，达到研发与使用紧密结合，以确保产品适应性，以便更加有利于产品的开发与推广，同时塑造和提升企业的品牌影响力。

3.3加大研发和技术改造投入

焊接材料生产企业要加大科研投入，重视焊接材料基础研究，加快研发平台建设和人才培养，提高研发能力。近些年来随着钢铁行业的产品结构调整，钢材性能明显提升，钢材品种也在逐步完善，焊接材料企业应密切关注各行业用钢的发展，适时加大科研投入，研发配套的焊接材料，增强自主创新能力，发展以替代进口为方向的高端焊材、特种焊材。在高端焊材研发方面，要实现从传统的“强度匹配”、“成份匹配”的传统设计思想，向优化设计焊缝组织与性能的新理念转变，有针对性地进行焊缝组织的优化设计，调控焊缝合金系统，促进接头性能的有效提升，推动焊材的开发和制造走向高端化。要紧跟国际发展趋势，积极推进先进的制造技术，努力提升焊接材料的内在品质，缩小与国际先进制造水平的差距。焊接材料的生产流程，应向自动化、数字化方向发展。关注焊接材料生产过程中的质量控制，包括原辅材料质量控制，原材料、半成品和焊材成品的动态监测。要加大焊接材料生产设备改进力度，形成环境友好型和自动化程度高的焊接材料生产条件，增强企业竞争能力。加强材料、设备、工艺一体化创新，不断提高生产效率、产品技术水平和质量稳定性，提升产品竞争力。

3.4发展环保的产品种类和生产方式

国家对环境建设提出低碳、环保宏观政策，并随着制造业的自动化、绿色化和新型结构材料的应用，要求其配套的材料也要具备绿色化、洁净化、多样化、高效化、适应自动化等特征。要通过科学的材料配方设计，着力发展低碳、环保的低尘、低污染的新型焊接材料产品，与先进的焊接工艺相结合，改善焊接现场的工作条件，减少烟尘排放。对生产污染较高的焊接材料企业进行技术改造，通过科学的材料制造流程和制备工艺、封闭式和半封闭生产操作空间、合理的整体车间设计，进一步减少企业生产过程中的粉尘、噪音等环境污染。要通过采用新技术和新设备，改进生产工艺及生产流程，实现能源的高效利用。要发展低碳、环保的产品包装形式和清洁的生产方式，努力推动环保焊接技术的发展。

3.5发挥行业引领促进企业协同发展

“十三五”期间，政府将继续把部分职能下放行业组织，焊材行业组织应该牵头，以企业为主体，持续完善产、学、研、用的合作和创新机制，协调各方资源，开发适应市场的技术，加速成果的产业化。特别要推动生产企业、高等院校和使用单位的协同创新，增强调整品种结构的主动性和前瞻性。通过行业管理和引领，促进企业建立现代化企业管理、质量管理制度，推动企业从生产性制造向服务性制造转变。强化行业标准化工作，加强焊接材料标准制修订，完善产品系列标准，淘汰落后产能，进一步实现与国际接轨。加强行业交流，集思广益，取长补短，提升行业整体技术和质量水平。

4 结 论

(1)“十二五”期间国内焊接材料行业经历了平稳发展阶段，已成为世界焊接材料的制造和消费大国，但还没有成为焊接材料制造的强国。焊接材料产量稳中趋降，表观消费量明显下降，产品结构日趋合理，制造技术水平明显提高。但焊接材料产能过剩现象逐步显现，高端特种焊接材料品种缺乏，质量有待提升，新产品新技术研发能力相对薄弱，研发水平偏低等问题突出，制约了焊接材料行业的发展。

(2)“十三五”期间《中国制造2025》为先进焊接材料发展提供了机遇，“一带一路”发展战略为焊接材料应用提供了广阔的国际市场。焊接材料行业将朝着焊接材料产品和品质高端化、焊接材料产品和生产绿色化、焊接材料企业发展科学化的方向发展。

(3)国内焊接行业要加快产业和企业的转型升级，以提升综合质量为手段提升品牌影响力，加大研发和技术改造更新的投入，发展低碳环保的焊接材料产品和生产方式，强化焊接行业组织的引领作用，促进焊接材料企业协同发展，为使中国成为焊接材料制造强国而努力。

[1] 北京·埃森焊接与切割展览会组委会，第二十一届北京·埃森焊接与切割展览会展会综合技术报告[R].机械工程学会，中国机械工程学会焊接分会，中国焊接协会，中国焊接协会焊接设备分会，德国焊接学会和德国埃森焊接展览公司，北京，2016.

[2] 陈 健，苏金花，张毅梅.《中国制造2025》与先进焊接工艺及装备发展[J].焊接，2016(3)：1-5.

2016-10-12

TG421

陈 健，1963年出生，硕士，研究员，现任机械科学研究院哈尔滨焊接研究所副所长。中国电器工程学会焊接材料分委员会理事长。《焊接学报》、《焊接》、《CHINA WELDING》杂志编委。主要从事高能束、弧焊工艺技术和焊接自动化装备开发研究，焊接技术服务及焊接期刊出版管理，已发表论文 10余篇。