5 (1016819), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Прогнозы относительно развития мировой экономики сходятся в том, что в долгосрочной перспективе (20-25 лет) темпы экономического роста в развитых странах, несмотря на влияние периодических кризисов, составят около 2,5 % в год, и основными центрами мировой экономики будут оставаться Северная Америка, Европа и Азиатско-Тихоокеанский регион (Япония, Китай, Корея, Индонезия и др.) с одновременным расширением производственной базы в развивающихся странах. Данные о мировом потреблении готовой стальной продукции в 1990-2002 гг. приводятся втабл. 5.1.
Крупнейшими производителями стали на конец 2002 г. являлись Китай, Япония, США, Германия, Россия; основными экспортерами были Россия, Япония, Германия, крупнейшими импортерами -США,
Китай, Германия.
Отмечая общий рост потребления стали, а соответственно, сварных конструкций и сварочной техники необходимо особо отметить увеличение потребления стальной металлопродукции в виде проката и труб в промышленном и гражданском строительстве, при строительстве магистральных нефте- и газопроводов. Это огромные потребители техники и технологии, так как во всем мире ведется строительство и эксплуатация наземных, подземных и подводных трубопроводов, обустройство месторождений для подводной добычи углеводородов и минерального сырья за пределами континентального шельфа. Масса сварных конструкций только одной платформы для бурения и добычи газа или нефти с глубины до 800 м составляет около 25 тыс. т. Строительство нового газопровода с о. Ямал в Европу протяженностью более 4 тыс. км потребует более 7 млн. т металла в основном в виде сварных труб, в том числе около 150 тыс. т металла, наплавленного при сварке труб в заводских и монтажных условиях. Проектируются гигантские (4,5 - 5,5 тыс. км) газопроводы с северных месторождений России в Китай, Корею. На очереди проблема транспорта среднеазиатской нефти и газа.
Можно полагать, что мировой рынок сварочной техники и услуг, возрастающий пропорционально росту мирового потребления ста ли, к началу XXI в. составит не менее 40 млрд. долл. США, из которых около 70 % - сварочные материалы и около 30 % — сварочное оборудование.
Лидирующее положение на мировом рынке сварочного оборудования (рис. 5.1) стабильно занимает оборудование для дуговой сварки (45,6-47,2 %). Доля его и дальше будет возрастать в основном в результате увеличения доли оборудования для сварки порошковой и сплошной проволоками при сокращении доли оборудования для ручной дуговой сварки покрытыми электродами (рис. 5.2).
Рис. 5.2. Структура мирового рынка оборудования для дуговой сварки, %
Машины для контактной сварки удерживают второе место на рынке оборудования (31 %), объемы их продаж также имеют тенденцию к росту. Доля оборудования для газовой сварки и резки сокращается, но остается достаточно большой (17 %).
Ощутимые изменения наблюдаются на мировом рынке сварочных материалов (рис. 5.3), где материалы для механизированных видов дуговой сварки, в первую очередь сплошные и порошковые проволоки, уверенно теснят по объемам продаж покрытые электроды для ручной сварки.
Европейский рынок сварочной техники составляет -30 % объема продаж мирового рынка. На европейском рынке лидирующее положение также занимает оборудование для дуговой сварки, доля которого продолжает возрастать. Несколько выше, чем на мировом рынке, доля оборудования для контактной сварки, которая также увеличивается. И, наконец, аналогичная мировому рынку тенденция снижения доли оборудования для газовой сварки и резки наблюдается и на европейском рынке.
В структуре европейского рынка оборудования для дуговой сварки наблюдается более высокая по сравнению с мировым рынком доля оборудования для сварки в защитных газах и более низкая доля сварки покрытыми электродами.
По данным анализа, проведенного фирмой «Фрост энд Саливан», оборот на европейском рынке оборудования для сварки металлов с 2,46 в 1997 г. должен возрасти до 2,89 млрд. долл. в 2003 г. Хотя из за спада производства в середине 1990-х годов инвестиции в сварочное оборудование несколько снизились, все же в последние годы спрос на него возрос, так как приобретение нового оборудования обеспечивает рост качества продукции. Отмечается тенденция к изготовлению сварочных машин в соответствии с требованиями конкретных заказчиков. Наибольший объем продаж на европейском рынке приходится на продукцию Германии, хотя ее догоняют фирмы Италии, Великобритании и стран Пиренейского полуострова, причем такое положение сохранится и в 2003 г.
Как следует из приведенных данных, основой сварочного производства остается сварка плавлением, техника и технология которой будут развиваться дальше в первую очередь в результате сокращения доли ручной дуговой сварки покрытыми электродами и расширения механизированных способов сварки сплошной и порошковой проволоками.
Характерными, подтверждающими общемировые тенденции являются изменения, происходящие в структуре используемых в Германии основных процессов дуговой сварки. За десятилетие (1987-1997 гг.) доля металла, наплавленного ручной дуговой сваркой, снизилась практически вдвое - с 22,6 до 11,2 %, в то время как доля сварки в защитных газах (а это, как правило, механизированные и автоматизированные способы) возросла с 64,3 до 75,7 %. Примечательным является снижение доли входящей в прочие способы сварки порошковой проволокой без газовой защиты с 4,5 до 2,3 %, что можно объяснить постоянно растущими требованиями к качеству сварных соединений, что при этом способе сварки обеспечивается не всегда.
В целом же за последние 20 лет в промышленно развитых странах доля металла, наплавляемого ручной дуговой сваркой, снизилась почти в три раза. Есть основания полагать, что в недалеком будущем доля ручной дуговой сварки (по наплавленному металлу) в промышленных странах стабилизируется на уровне 15-25 %, а в мире в целом ее снижение будет идти в основном за счет развивающихся стран и Китая.
За последнее десятилетие в машиностроении сформировалась самостоятельная подотрасль «Промышленные роботы для сварки», которые сегодня во многом определяют уровень автоматизации сва рочного производства промышленно развитых стран. Количественные данные о парке промышленных роботов представлены в
табл. 5.2.
Дальнейшему расширению промышленных, в том числе сварочных роботов, способствует не только их постоянное техническое совершенствование, но и снижение цены. Так, за период 1990— 1996 гг. средняя цена промышленных роботов снизилась с 101,0 до 74,0 тыс. долл. США. Самой высокой в 1996 г. была цена промышленных роботов, выпускаемых в США (96,0 тыс. долл.), а самой низкой (38,0 тыс. долл.) - роботов, выпускаемых в Южной Корее.
Практически половина всех производимых промышленных роботов предназначена для автоматизации и роботизации сварочного
производства.
Характерным для развития мировых и европейских сварочных рынков будет дальнейшее увеличение доли материалов и оборудования для механизированных способов сварки в результате сокращения доли ручной сварки.
5.3. ПРИОРИТЕТЫ ЯПОНИИ В ОБЛАСТИ СВАРКИ
Современная Япония - крупнейший в мире экспортер капитала, вторая промышленная держава мира. Валовой внутренний продукт Японии (в 2000 г. - 4749,6 млрд. долларов США) составляет половину ВВП США и превышает ВВП Германии, Франции и Великобритании вместе взятых. На сегодня Япония вместе со США и Западной Европой входит в ведущую тройку важнейших экономических регионов мира, которые играют определяющую роль в глобализации мировой экономики. Из 500 крупнейших транснациональных компаний 141 японская.
Япония устойчиво занимает также одно из ведущих мест в мировом сварочном производстве. В конце XX в. ежегодное производство современного сварочного оборудования (без роботов и лазерных систем) превышало 120 тыс. шт. на сумму свыше 420 млн. долл. США, а выпуск сварочных материалов составлял 320-350 тыс. т. Об объемах применения, в частности, электродуговой сварки в Японии можно судить и по объему наплавленного металла, который в 1999 г. составил 236 тыс. т. Для сравнения этот показатель в том же 1999 г. для Западной Европы составил 422 тыс. т, а для США 344 тыс. т.
Наиболее характерная тенденция в японском производстве сварочных материалов — это непрерывное снижение доли покрытых электродов для ручной сварки и устойчивая тенденция к постоянному росту доли производства порошковой проволоки. Начиная с 1994 г. производство порошковой проволоки в Японии опережает по объему выпуск покрытых электродов и в 1996 г. достигло 90 тыс. т.
Японское сварочное производство имеет один из самых высоких в мире уровней механизации сварочных работ. В этом существенную роль играет непрерывно возрастающий объем применения промышленных роботов (UP). В 1999 г. общий парк эксплуатируемых ПР всех типов превышал 400 тыс. шт., что составляет почти половину общемирового парка ПР. Большая часть ПР (238,2 тыс. шт.) установлена и эксплуатируется в японском сварочном производстве для выполнения таких технологических операций, как, например, сборка, резка, сварка, напыление, неразрушающий контроль, транспортировка заготовок на сварочных линиях.
Устойчивые позиции в сварочном производстве Японии занимают следующие технологии сварки плавлением: электродуговая (MIG/ MAG, TIG), сварка под флюсом, электрошлаковая (ЭШС), электронно-лучевая (ЭЛС) и лазерная (ЛС).
Из различных технологий сварки под флюсом в Японии наиболее широкие разработки ведутся в области совершенствования и применения односторонней сварки на высокопогонной энергии. Растущие объемы применения характерны для сварки в защитных газах порошковой проволокой с использованием инверторных источников питания. Масштабы ЭЛС увеличиваются вследствие ее применения для соединения толстолистовых материалов, особенно когда необходимо обеспечить высокую ударную вязкость сварных швов.
За последние 20 лет лазерная сварка еще не нашла достаточного применения в промышленном производстве, несмотря на огромный объем выполненных научных исследований в этой области. Расширение использования этой прогрессивной технологии все же ожидается в ближайшие годы, и в первую очередь в автомобилестроении, судо- и мостостроении.
Большой практический интерес для сварочного производства Японии в настоящее время и на ближайшее будущее представляют два перспективных способа сварки: ATIG — электродуговая сварка с применением активирующих флюсов, разработанная в ИЭС им. Е. О. Патона; FS W - сварка трением с перемешиванием металла на стыке соединений, разработанная в Британском институте сварки (TWI).
Процесс FSW, сопровождающийся незначительными тепловложением и остаточной деформацией сварного соединения, намечается исследовать и развить применительно к стыковой сварке тонких листов высокопрочных алюминиевых сплавов.
В последнее десятилетие японская сварочная наука сделала наиболее серьезный вклад в разработку таких направлений, как сварочные процессы, материалы и явления, свариваемость и усталость сварных конструкций, а промышленность на базе этих исследований создала одну из самых эффективных в мире систем гарантии качества.
Промышленность активно реализует новую научную продукцию для оптимизации, механизации, автоматизации и роботизации технологических процессов. Более трети общего объема исследований
приходится на долю высокотемпературной пайки, диффузионной сварки и других способов соединения давлением. С каждым годом расширяется объем исследований в области газотермического нанесения покрытий и лазерного напыления для модификации поверхности. Другим немаловажным направлением является исследование процессов, происходящих на поверхности раздела при соединении керамики и композиционных материалов; особенно интенсивно с 1996 г. исследуются процессы на границе раздела фаз. Приоритетным определено направление изучения природы соединения цветных металлов с керамикой.
Наиболее перспективным на ближайшее время принято такое научное направление, как изучение свариваемости новых функциональных материалов, ориентируемое на создание производственных технологий. Это обширная тема, в которую входит разработка процессов соединения, автоматизация технологического процесса, создание высокомеханизированного оборудования с обратными связями и многое другое. Направление нацелено на решение проблемы выпуска полностью готовой сварной продукции с гарантированным качеством, не нуждающейся в последующей обработке.
Кардинальные проблемы, стоящие перед человечеством и мировой экономикой в начале XXI в., могут быть сгруппированы по следующим направлениям: энергетика, сырье и другие ресурсы, человеческий фактор, экология. Все эти проблемные направления в той или иной мере относятся и к сварочной науке, технике и производству, ибо сварка и родственные ей технологии являются базовым технологическим процессом материального производства современного общества. Имеет место тенденция к экономному и эффективному использованию электроэнергии и сырьевых ресурсов для сварки.
Человеческий фактор для сварочного производства — это совершенствование системы профессионального обучения и аттестации инженерно-технического и производственного персонала. Квалификация специалистов и рабочих-сварщиков в обеспечении качества сварных конструкций и изделий приобрела решающую роль после повсеместного введения системы менеджмента качества (ISO 9000) в мировое промышленное производство. Япония, испытывающая хронический дефицит в высококвалифицированных рабочих сварщиках, намерена переходить на систему обучения и аттестации по международным стандартам и нормам.
Сварочное производство не без оснований относится к довольно вредным производствам, влияющим на здоровье рабочего персонала и на окружающую среду. Японские ученые и разработчики сварочных технологий и присадочных материалов в качестве приоритета ставят их экологическую безопасность и минимальное воздействие на рабочее пространство и персонал. О внимании к экологии сварочного производства косвенно свидетельствует устойчивая тенденция японских производителей к сокращению выпуска покрытых электродов для ручной сварки. Не менее актуальны в сварочном производстве проблемы сокращения и утилизации отходов, повышения объема рециклинга сварных конструкций и изделий после завершения срока их эксплуатации. Следует заметить, что в решении данной проблемы Япония заняла ведущее место в мире уже в конце прошлого века.
На новом этапе развития производства высоконадежных и экономичных сварных конструкций в различных отраслях промышленности и строительства, по мнению ученых Осакского университета, по-прежнему остается основополагающей и приоритетной проблема свариваемости, и в первую очередь-уточнение причин образования сварочных трещин. Такие исследования необходимы для нахождения путей улучшения свариваемости существующих сталей и для создания новых хорошо свариваемых сталей, в частности высокопрочных сталей, нержавеющих и других специальных сталей и сплавов цветных металлов. Сюда же относится задача разработки конструкционных материалов, способных сохранять высокие свойства в ЗТВ при высокой и низкой погонной энергии сварки.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
