焊接技术发展史范例(3篇)
焊接技术发展史范文篇1
[关键词]技术竞争情报技术创新情报失察企业典型案例分析
1引言
随着全球新一轮科技革命的迅猛发展，以发明创造及其商业化为核心的自主创新，正在改变着长期以来主要依托资本、劳动力投入和自然资源禀赋差别为特征的产业发展格局，逐渐成为生产领域中最活跃的因素，同时也推动了以竞争环境中有效地获取、吸收和利用技术信息和知识，将创新成果及时转化为现实生产力为宗旨的技术竞争情报（competitivetechnicalintelligence，CTI）活动的迅速兴起和理论研究的长足进步，并成为促进经济发展和科技进步的“第四种要素”[1]。
然而，由于种种原因，当前我国企业在技术创新活动中，忽视市场环境下企业与相关利益各方对于信息和知识的搜寻与利用行为，往往具有较强博弈性或对抗性这一特征，普遍缺乏开展CTI的动力和有效运行机制，致使技术创新活动的风险和失败率居高不下。据国家工信部对218家国有大中型企业自2000-2009年期间开展的1280多个技术创新和新产品开发项目的统计调查，失败率高达76.4%，其中完全失败的占到30.8%，部分失败的占到45.6%，这与欧美等发达国家企业的平均水平相比，分别高出近二分之一和三分之一，其主要原因就在于企业对外部技术发展动向和市场竞争态势变化等方面的信息缺乏客观深入的了解，导致创新决策屡屡出现偏差或失误[2]。因此，应用国际上通行的情报失察（intelligencefailure）理论和历史追溯描述性案例分析方法，对我国企业开展技术创新活动中的竞争情报失察现象进行典型案例剖析，客观总结产生失察的原因及其影响因素，这对于增强企业竞争情报意识，科学建立和完善CTI机制，具有重要的现实指导意义。
2企业技术创新竞争情报失察实证分析
2.1YTG基本情况与技术创新能力
云南锡业集团公司（YunnanTinGroup，YTG）作为我国规模最大的金属锡及其制品生产企业，是一家集地质勘探、采矿、选矿、冶炼、锡化工、锡材深加工和新材料等为一体的大型国有企业，拥有年产8万吨金属锡冶炼、2.4万吨锡化工产品和2.5万吨锡材加工等的生产能力，其金属锡产品生产规模居世界同行业第二位，企业拥有部级技术中心等研发机构，2003-2009年期间R&D投入占销售收入的比重已达到1.73%，相继成功推出了集成电路用高精度焊锡球等新产品，其投入强度和技术研发能力在国内同行业中都居较高水平。并且从2000年开始，YTG还被国家列为信息化建设重点企业，先后在办公局域网和管理信息系统建设等方面投入上亿元资金，陆续建成了自上而下的管理信息体系及其网络系统，信息化建设整体水平处于同行业中上游[3]。
2.2无铅焊料新产品开发研究过程
2.2.1无铅焊料产品研发的历史背景20世纪80年代以来，随着电子信息产业的迅猛发展，锡铅合金焊料产量及其在金属锡消费中的比例逐年增长，1988年起替代镀锡钢板成为全球第一大耗锡产品，同时随着消费者对生态环境保护意识的不断增强，使用各种焊接合金材料在电子产品生产过程中残留的铅等重金属成分对生态环境造成的污染问题引起了各国的极大关注。为此，美国、日本及欧盟等发达国家早在20世纪90年代初期就开始组织实施大规模的跨国无铅焊料及其焊接工艺等战略性关键技术的研究与开发活动，如由美国国家生产力研究所牵头，11家知名企业及研究机构参加的NCMS计划；由英、德、荷兰和爱尔兰等国联合开展的IDEALA计划，纷纷采取措施减少或限制铅成分在电子产品焊料中的应用，使锡基焊接合金材料的“无铅化”趋势成为了世界各国新产品开发的主流方向和深加工技术的发展前沿[4]。
2.2.2项目研究的兴起与初创作为国内金属锡及其制品技术水平最高的企业，YTG认识无铅焊料产品的时间并不晚。早在1993年该公司与美国阿尔法（Alpha）集团合资建立中国大陆第一家铅锡焊料产品生产企业时，就偶然了解到国外正着手研究开发无铅焊料产品的信息，于是其科技情报档案室根据企业产品结构调整升级的要求，与云南省科技情报研究所合作，开展了“国内外锡深加工产品技术动向及发展趋势情报分析”专题研究，研究结果表明：“国外无铅合金焊料产品的兴起与发展，代表了今后锡深加工的发展趋势，建议将其产业化作为YTG未来产品发展方向之一[5]”。随后公司又与昆明理工大学等合作，进行“无铅锡合金焊接材料制备技术开发与应用”等项目的研究，希望通过无铅锡焊料新产品开发来改变企业长期形成的初级原料型产品结构。但是，由于当时YTG的发展受锡矿资源枯竭和经营管理不善等因素影响，一度陷入困境，这不仅使为无铅锡合金焊接材料产品研发提供支撑的长期CTI动向跟踪研究被迫停止，而且与阿尔法的合作也因双方品牌使用分歧而中断，造成企业无铅锡焊料新产品研发工作半途而废，失去了一次难得的产品创新发展先机。
2.2.3项目研究的进展与放弃进入2000年，随着经营状况的好转，YTG再次决定将无铅焊料产品开发作为未来一段时间内公司技术创新的重点内容之一，但是决策者对无铅焊料国际市场竞争的激烈程度严重估计不足，只是通过其技术研究院委托云南省科技情报所进行“YTG无铅焊料新产品开发项目科技查新”等信息服务。然而，对国内外专利文献检索结果表明：“随着各国环境保护法规的完善，到1999年全球与无铅焊料产品有关的专利授权已达240多项，其中美国、日本两国拥有的发明专利授权量占到总数的31.8%，欧洲各国的发明专利数也占到17.8%。这些专利几乎涵盖了所有二元、三元合金元素构成的无铅焊料合金材料，基本垄断了无铅焊料制备技术、专用设备开发等领域，其中以Sn-Ag-Cu系列为主流的原创发明专利为美国阿尔法及日本千住集团共同拥有，而国内获得的无铅焊料发明专利授权（以高校和研究所为主）则不足总数的2%，且内容大多是在美日原创发明专利的合金配比基础上，添加部分元素（如稀土等），以提高无铅焊料产品工艺性能，水平与欧美日等国家相比存在很大差距。同时一些新兴工业化国家如韩国、巴西等，在无铅焊料开发工艺技术和设备制造方面的专利数量也在迅速增长，并纷纷到我国申请知识产权保护”[6]。
但是，受科技查新项目自身局限性的影响，上述对YTG的科技查新服务并没有对当时全球范围内无铅焊料产品、焊接工艺技术、封装专用设备及其标准化等方面的研究开发和应用竞争态势进行深入情报分析，也没有对国家环境保护政策可能对含铅产品市场产生行政限制这一新动向发出预警，在一定程度上导致了企业决策层对国内无铅焊料产品应用市场前景的判断失误，片面地认为：无铅焊料的使用成本比传统铅锡焊料高2倍以上，难于被国内用户广泛接受，产品可能缺乏市场竞争力，于是决定放弃对无铅焊料新产品的开发。
2.2.4项目研究的恢复和失败到2006年，随着发达国家无铅焊料技术及其标准的日臻完善，欧盟正式颁布实施《电气、电子设备中限制使用某些有害物质指令》，美、日等国家也制定实施类似法令，明确要求进入欧美等发达国家市场的电气电子产品设备中，铅的含量比例不得超过千分之一。国外不断加强的无铅化立法和跨国公司实施的无铅焊料专利战略，明显对我国电子产品制造业发展构成巨大压力，使电子产品出口面临着环保绿色贸易壁垒的威胁。为此，原国家信息产业部等部门于2007年3月联合颁布实施了《电子信息产品生产污染控制管理办法》及其相关规定，明确要求投放市场的重点监管目录内的电子信息产品不能含有铅、镉、汞等有害元素。面对新的形势，YTG又决定重新全面恢复无铅焊料新产品的研发，并由公司科教处牵头，采取外包方式，与云南省科技情报研究所合作，联合开展《无铅焊料系列产品市场环境监测与预警的竞争情报分析》课题研究，对无铅焊料产品的技术创新动向及市场发展趋势进行监测与预警分析。
然而，研究结果无情地表明：“进入21世纪后全球在无铅焊料产品研发领域，不仅已构成了以欧美基本原创发明专利和以新兴工业化国家焊接工艺技术应用专利为主，针对我国企业的垄断性技术壁垒，而且几年来北京朝阳助焊剂有限公司、绍兴市天龙锡材有限公司等一批具有相当规模的无铅焊料生产厂家的诞生与发展，使中国无铅焊料产品的生产能力迅速达到1.6万吨，加上直接从国外进口的无铅焊料产品，总数已占到焊料使用量市场的25%左右，这时YTG进入无铅焊料产品市场的竞争对手明显增多，难度也大大提高[7]”。同时情报研究还发现，“国外跨国公司对于无铅焊料领域的研发，已由产品专利拓展到无铅焊接工艺及其封装设备制造等方面，即把产品专利中合金材料配比等保护内容转化为焊接温度等关键工艺参数和自动焊接封装生产线设计规范，从而实现核心技术的锁定，逐渐形成了从材料、工艺到设备一条龙的无铅焊接技术标准壁垒”[7]。为此，课题组建议YTG抓住国内正在制定无铅焊料产品行业标准的机遇，加强与国内外权威研究机构的合作，采取购买专利许可等合作方式来加快研发速度，但为时已晚。由于企业开发出来的无铅焊料新产品在核心专利技术上依然受制于国外垄断巨头，不仅与国内其他无铅焊料生产厂商同样处于低端市场竞争，而且在使用成本和价格竞争中也无法与传统锡铅焊料产品抗衡，从而陷入技术与价格两难的困境中，最终YTG历时10多年的无铅焊料产品开发以失败告终。
3结果分析与讨论
通过上述对YTG在无铅焊料产品开发的CTI应用过程及其效果的历史追溯案例的深入剖析，我们可以得出下列结论：
?CTI活动作为克服与降低技术创新不确定性和风险性的重要工作，与企业技术创新的绩效之间有着显著的正向关系。由于我国企业实施的技术战略大多属于后发追赶型，创新活动基本上是竞争者驱动的，与发达国家企业技术创新活动大多属于市场领先型，其CTI活动重点在于对潜在用户特定信息挖掘以及如何正确把握产品新颖性与市场需求相互关系的情形存在很大不同，在技术创新活动过程中，后发企业CTI关注的焦点主要集中在市场领先者技术或新产品的动向跟踪上，需要对竞争对手掌握什么技术，推出什么新产品，其产品对目标客户的吸引力如何以及市场上已有产品需要做哪些改进（如性能、价格、质量或兼容性）等方面的竞争情报进行深入了解，才可能较好地通过与对手的激烈竞争来赢得客户的青睐。因此，CTI具有很强的时效性、对抗性和持续性及信息来源多样性（包括正式交流渠道和非公开渠道）等特征，这与单纯依靠学术文献的科技查新和传统信息分析等服务有着本质上的差别。
?由于我国政府部门和企业界对竞争情报理念的认识存在较大偏差，使得企业普遍缺乏对技术创新的战略预见能力。例如，虽然YTG无铅焊料产品开发及其决策的失败有一定的偶然性，但通过深入分析后发现，其中一个重要原因在于企业缺乏有效的CTI支持与预警机制，在技术创新的机会搜寻、市场环境评价、竞争对手分析和威胁预警等过程中存在明显缺陷，面对激烈的技术创新竞争环境，盲目开展的产品研发行为早已埋下了最终失败的隐患。尽管YTG作为国内最早接触和开展无铅焊料研发的企业，其科技经费投入水平也相对较高，但是由于受到封闭式创新传统理念的限制，始终将CTI工作排挤在决策环节之外，不仅无法及时获得和积累相关市场信息和技术情报，对开展无铅焊料产品研发的外部竞争环境和优劣势难于做出客观的评价，造成了无铅焊料产品创新活动长期游离于国内外的创新网络边缘，研究工作和成果的产业化进程一直处于高风险的状态之中，而且仅有的几次情报合作行动也由于层次较低（从事后来看，其分析研究结论基本上还是符合实际情况的），不能为企业创新决策提供有效的情报支撑，对国际上新出现的焊料产品“无铅化”趋势也未能做出正确的市场认知与判断，并且以此做出科学决策，使得YTG的新产品开发速度缓慢且缺乏特色，始终未能跟上国际无铅焊料产品、焊接工艺和封装设备三位一体的发展态势，一再错过发展机遇，与国内外先进水平的差距越拉越大，最终导致无铅焊料产品创新未能有效形成核心竞争力。
?尽管YTG作为行业信息化建设重点企业，已建立了现代化的信息管理系统，但基本内容仍是对内部信息进行结构化搜集、处理、储存和利用，系统建设与运行存在“见物不见人”的弊端，在信息利用方面具有明显“内敛性”而缺乏“外向性”的特点，在竞争条件下不能根据信息资源的不对称性和博弈性来很好解决竞争信息知识的集成、甄别和分析等问题，从客观上导致了决策者不可能对竞争环境变化监视等竞争情报工作有清醒认识和深刻理解，难于有效利用外部信息知识。因而在组织开展技术创新时，决策者常常表现出对竞争环境和竞争对手的影响视而不见，习惯于将新产品开发看作是产业链延伸的一个环节，研究工作安排一厢情愿，新产品开发带有很大的盲目性和随意性，这也是造成目前国内企业技术创新失败率居高不下的重要原因之一。
?由于大多数国有企业的科技情报服务模式长期处于计划经济时代文献资料室的延续状态，对情报工作的理解和管理仍然停留在“查资料”的原始初级阶段，无论是运行机制还是反应能力都不能适应当前技术创新和市场竞争的要求，例如YTG的基层情报人员知识陈旧，业务素质普遍偏低，无法正确领悟竞争情报的特点和真谛，甚至于误将本行业动态技术信息定期收集、报道或者研发项目的“科技查新”等传统科技信息服务，都当作开展CTI活动的主要内容，导致“情报服务”远离企业战略发展目标决策要求，与技术创新过程和战略绩效缺乏必然联系，服务功能与面临的信息需求之间存在巨大反差，使得所谓的“竞争情报”活动及其系统建设最终变成赶时髦的“摆设”，处于十分尴尬的境地[8]。实践证明，传统科技情报服务模式及其思维惯性已成为影响我国企业开展CTI活动的主要体制障碍。
参考文献：
[1]彭靖里，李建平，张伟.国内外技术竞争情报的研究与应用现状及其趋势[J].情报理论与实践，2008，31（2）：312-316.
[2]国家工业与信息化部.十一五以来中国国有企业的技术创新状况统计调查分析[R].北京，2010：124-126.
[3]云南省锡业集团发展简介[EB/OL].[2011-10-25]http：//.cn.
[4]侯正军，陈玉华.无铅焊料的发展[J].电子与封装，2005，5（5）：8-11.
[5]谢仁兴，彭靖里，王丽萍.国内外锡深加工产品技术动向及发展趋势情报分析报告[R].昆明：云南省科技情报研究所，1992，38-42.
[6]陈巨.云锡公司无铅焊料新产品开发项目科技查新报告[R].昆明：云南省科技情报研究所，2001：3-4.
[7]彭靖里，张勇，陈晓华.云南锡业集团公司无铅焊料系列产品市场环境监测与预警的竞争情报分析报告[R].昆明：云南省科技情报研究所，2007：65-73.
[8]张勇.对竞争环境下云锡公司科技信息服务模式的反思[J].红河科技，2010（4）：82-85.
[作者简介]彭靖里，男，1959年生，研究员，硕士生导师，100余篇。
焊接技术发展史范文
【关键词】中国，焊接，制造，技术
焊接是现代制造业中最为重要的材料成形和加工技术之一，焊接制造技术的发展对我国成为制造强国有着极为重要的意义。对近年我国焊接制造技术中几个主要领域的最新进展进行总结和分析，提出未来焊接制造领域的发展策略建议。由于钢材仍将是未来较长时间占主导地位的基础结构材料，应加强新一代钢材焊接冶金理论的研究及高品质焊接材料的发展；我国是世界最大的电子产品制造国，加强无铅连接材料及无铅封装技术的研究是发展无铅电子技术的唯一途径；以激光束、电子束为代表的高能束流焊接技术可大幅提高焊接生产效率，我国应加强其在装备制造业中的研究和应用；对焊接热过程的数值模拟，可为深入理解焊接过程中的复杂物理现象提供重要的理论依据和基础数据，近年来我国在焊接热过程、残余应力与变形以及焊接冶金等方面的数值模拟研究方面也取得了显著进步，应加强应用技术的研究；自动化焊接和智能化焊接是实现高效焊接制造的重要手段，应加强其集成应用技术的研究；我国应加强焊接结构完整性评价技术的研究和应用，这是确保焊接结构可靠服役的重要前提。
焊接是一门重要的基础工艺，它的发展依托于现代科学技术的发展。焊接技术诞生至今仅有百余年的历史，但是它的发展却是十分迅速的。20世以来，尤其是近二三十年随着科学技术的空前发展，各种新的焊接技术层出不穷，等离子物理、电子束、红外线、真空、超声、声学、微电子等现代科学技术的新成就都在焊接上获得广泛应用。新技术的应用奠定了焊接技术发展的基础，增强了焊接技术的能力，扩大了焊接技术应用的范围。目前，已经形成了几十种各具特色的焊接方法。焊接技术已经在能源、交通、化工、机械、特种设备、电子、航空航天、石油等诸多领域得到广泛的应用。可以说，现代科学技术的新成就日益渗透到焊接领域，促进了现代焊接技术的快速发展。
从早期的气焊、电弧焊发展至今天的近百种焊接方法，焊接技术依托于能源科学的进步而不断前进，当今焊接中已采用了力、热、电、磁、光、声等一切可以利用的能源手段。这些不同形式的能源以不同的方式作用于不同的材料上，通过一系列热力学、冶金学和力学相互作用过程制造出各种工程结构和零件。人们对这个过程进行不懈探究，衍生出独具特色的焊接冶金学、焊接物理和焊接力学等学科，并由此指导焊接材料、焊接制造工艺和焊接结构工程不断向前发展。
电弧熔化焊仍是目前焊接生产中的基础技术，保持高效、优质、低成本的焊接过程是人们一直所关注的方向。以激光束、电子束、等离子束为代表的高能束流焊接技术可大幅度提高生产效率，在进行厚板焊接时甚至可以不开坡口直接对接焊，因此近年来得到了较多的重视和发展，尤其是采用激光复合电弧的焊接技术受到了极大的关注。自动化焊接和智能化焊接是提高焊接生产效率和焊接质量的重要手段。目前在核电工程、重容重机、航空航天等行业中，自动化技术的应用主要是通过不同类型的成套焊接专机，而焊接机器人则在汽车整车及零部件、工程机械、铁路、船舶、航天、一般制造业等行业的焊接生产中有明显的增长。这二者都依赖于成熟的焊接自动化控制技术。综合利用机械、电弧、光等物理信息对焊接过程进行控制和检测，是实现自动化焊接的基础，同时又可以保证焊接过程向智能化发展。在智能化焊接过程时，机器可在敏锐捕捉焊接特征信号和信息的基础上，直接模拟焊工进行操作。
对焊接热过程的数值模拟与仿真，可以为深入理解焊接过程中的复杂物理现象进而实现焊接过程自动化提供重要而实用的理论依据和基础数据。随着现代计算机硬件和软件的高度发展，现在已经能够通过数值模拟和仿真的方法对焊接热过程、焊接冶金过程及焊接结构的应力变形等物理化学现象进行求解和分析，预测焊缝组织、性能及焊接结构的应力与变形，并指导焊接生产。近年来在焊接热过程、残余应力与变形以及焊接冶金等方面的数值模拟研究方面也取得了长足的进步。
我国焊接材料发展的主要瓶颈，是气保护实芯焊丝及埋弧焊实芯焊丝的品种和品质满足不了市场的需求，包括各种不同强度级别的高强钢焊丝、耐热钢焊丝、低温钢焊丝、耐大气腐蚀钢焊丝、不锈钢焊丝等。此外，我国还急需研制和生产自保护和堆焊用药芯焊丝。至于目前国内外厂家推出的无镀铜焊丝，应该称为特种涂层焊丝，由于各厂家涂层成分不同和表面处理方式的差异，焊丝的性能也有不同。性能优良的涂层和表面处理工艺，不但起防锈和的作用，焊接时不产生铜烟尘，而且可提升焊丝的电弧稳定性和减少焊接飞溅。目前，国内外厂家对这种焊丝涂层和表面处理工艺仍在不断改进中，期望这种焊丝与精确控制电弧过渡的数字化逆变焊机相配合，可以实现高效率、低飞溅的大电流CO2焊接，达到相当于药芯焊丝焊接的工艺效果，是今后的发展方向。
焊接技术发展史范文
【关键词】电子束焊接应用
1电子束焊接的特点及在“中小航空发动机”上的应用
电子束焊接是一种能量密度极高的高能束流（电子束）加工技术，它是利用电子枪发射出的高能量密度的电子流，经过静电磁场和电磁透镜加速和聚焦后与材料相互作用，使机械能转化为热能后实现材料的加热加工。电子束焊接技术作为一种高能量密度的特种加工方法，具有其他很多加工技术不可比拟和不可替代的优势。
随着航空技术的发展，对航空发动机提出更高的要求，特别是中小新型航空发动机中高性能难加工材料、精铸件的使用增多，对难加工材料及精铸件连接提出更高要求，对焊缝的承载能力要求越来越高，焊后加工余量越来越少，甚至不加工，要求焊接变形小，焊接热影响区小。电子束焊接作为高质量、精密连接技术经过50多年的发展已经广泛应用到航空、航天等各个领域，特别是“中小发”上的应用广泛。
电子束焊接是利用电子束作为热源对材料进行加热，实现材料连接。电子束焊接一般是在真空工作室中进行，工作时主要有2个特点：功率密度高和精确、快速的可控性。正是主要由于电子束焊接的两大特点，使得同其他焊接方法相比，电子束焊接具有如下优点。
（1）电子束焊接穿透能力强，焊缝深宽比大，可达到50：1（图1所示），使得电子束焊接接头的变形很小，实现精密电子束焊接。
（2）可焊材料的范围很广。电子束焊接除了可以焊接其他焊接方法容易焊接的材料如钢、铜等外，对于一些难焊材料如钛合金、高温合金GH2132、铸造高温合金K163等同样有较高的工艺适应性。
（3）电子束焊接的可达性和可控性好，非常容易实现自动化。
（4）电子束焊接在真空环境下进行，真空环境利于提高焊缝质量。特别适于活泼金属的焊接，如钛合金零件的焊接。
2电子束焊接工艺
2.1焊接工艺参数的调整
热输入与电子束焊接功率成正比，与焊接速度成反比。通过调整电子束的各主要参数，来改变电子束焊接功率，调节焊接热输入，控制焊缝成形质量。利用电子束的精确、快速的可控性特点，电子束可加工材料厚度的范围大，即可以实现薄板之间的连接又可以焊接厚板，应用范围广泛。
2.2典型材料的电子束焊接工艺
随着航空发动机技术的发展，电子束焊接技术促使钛合金、高温合金和铸造高温合金焊接结构件在航空发动机的制造技术中获得广泛运用。
2.2.1钛合金电子束焊接
电子束焊接非常适用于钛及钛合金材料加工。真空环境焊接冶金质量好、焊缝窄、深宽比大、焊缝角变形小、焊缝及热影响区晶粒细、接头性能好，焊缝和热影响区不会被空气污染。焊接过程中焊缝向母材过渡不平滑，易出现气孔。预防气孔措施：（1）焊接前采用酸洗和机械加工清理干净；（2）其次使用电子束摆动可改善焊缝成形、细化晶粒和减少气孔；（3）适当限制焊接速度，增加搅拌，使焊缝中的气体能够快速逸出。
2.2.2铸造高温合金电子束焊接
铸造高温合金电子束焊的焊接缺陷主要是热影响区液化裂纹及焊缝中的气孔等。热影响区的裂纹多分布于焊缝钉头转角处，并垂直于融合线向母材延伸（图2）。形成裂纹的几率与母材裂纹敏感性密切相关。防止裂纹的措施是：（1）采用含杂质低的优质母材，减少晶界的低熔点相；（2）在保证焊透的前提下，采用较低的热输入，防止热影响晶粒长大和晶界局部液化；（3）控制焊缝成形，减少应力集中。
参考文献
[1]邹茉莲.焊接理论及工艺基础[M].北京：北京航空航天大学出版社，1994.
