【正文】 、快速成型制造、直接成型、光刻等十幾種應(yīng)用工藝，在汽車、電子、航空航天、機(jī)械、冶金、鐵道、船舶等工業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。一些著名高校、院所激光焊接及切割設(shè)備及工藝研究力量不斷加強(qiáng)，如，北京工業(yè)大學(xué)激光工程研究院、上海交通大學(xué)閔行新校區(qū)激光制造實(shí)驗(yàn)樓、華中科技大學(xué)激光技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、武漢楚天激光集團(tuán)等。由于我國(guó)對(duì)激光光束質(zhì)量的研究不夠深入，在實(shí)際應(yīng)用方面與國(guó)際先進(jìn)水平相比存在很大差距。大功率激光焊接切割設(shè)備、激光—電弧復(fù)合焊設(shè)備的研究和應(yīng)用基本停留在實(shí)驗(yàn)室階段，使得目前用于激光制造的大功率激光器只能依賴進(jìn)口。 未來5年，我國(guó)應(yīng)加強(qiáng)激光焊機(jī)研究。大功率CO2 、YAG激光焊接切割設(shè)備、激光—電弧復(fù)合焊設(shè)備的研究是重要的發(fā)展方向，這些先進(jìn)技術(shù)設(shè)備是我國(guó)生產(chǎn)實(shí)際中急需的設(shè)備。擴(kuò)大其在軍事、航空航天、汽車制造、艦船等領(lǐng)域的應(yīng)用，部分替代進(jìn)口產(chǎn)品和傳統(tǒng)焊接工藝（電阻點(diǎn)/縫焊、弧焊）。 未來15年，在嫁接引進(jìn)國(guó)外激光焊接切割關(guān)鍵技術(shù)及設(shè)備的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)跨越式的發(fā)展，能夠有我們自己研制的大功率激光焊接切割用于生產(chǎn)線中，更多焊接設(shè)備生產(chǎn)廠家研發(fā)成熟的激光—電弧復(fù)合焊設(shè)備，此技術(shù)和設(shè)備已被更多的生產(chǎn)廠認(rèn)可和采用，并盼望其成本更低，應(yīng)用更廣泛。 電子束焊機(jī) 電子束焊接技術(shù)經(jīng)歷了四十多年的發(fā)展歷程。電子束技術(shù)的基礎(chǔ)理論研究已取得了重大的進(jìn)展，中小功率電子束焊機(jī)相對(duì)已比較成熟。電子束焊接的應(yīng)用研究也取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，在很多工業(yè)領(lǐng)域已被成功地廣泛應(yīng)用。 a. 國(guó)外電子束焊機(jī)的技術(shù)水平現(xiàn)狀有以下幾個(gè)特點(diǎn) ⑴1～60kW、50kV～180kV電子束焊機(jī)技術(shù)性能已經(jīng)成熟，通用型焊機(jī)已可批量商業(yè)化生產(chǎn)。對(duì)鋼板的一次性焊接深度可達(dá)300mm，焊接室最大容積達(dá)到2000m3。 ⑵焊接應(yīng)用領(lǐng)域日趨擴(kuò)大，焊接應(yīng)用工藝非常成熟，國(guó)外大型汽車廠及大型航空發(fā)動(dòng)機(jī)和電力行業(yè)的大型發(fā)電機(jī)的重要零部件生產(chǎn)，都有成熟固定的電子束焊接工藝。 ⑶已開發(fā)出一系列特種用途，超高壓、大功率的電子束焊機(jī)。目前國(guó)外的電子束焊機(jī)，已從高真空型發(fā)展到低真空和非真空型，功率從幾千瓦發(fā)展到上百千瓦，從標(biāo)準(zhǔn)的通用焊機(jī)發(fā)展到高效率的專用焊機(jī)及焊接生產(chǎn)線，自動(dòng)化程度不斷地提高。目前最新的進(jìn)展有：加速電壓600kV，功率300kW的超高壓電子束焊機(jī)的問世，雙槍及填絲電子束技術(shù)的研究，非真空電子束焊接及生產(chǎn)率高達(dá)500件/小時(shí)的非真空電子束焊接在汽車制造領(lǐng)域的應(yīng)用等。 b. 國(guó)外電子束焊接技術(shù)的發(fā)展有以下趨勢(shì) ⑴進(jìn)一步完善與提高大功率、超高壓電子束焊接設(shè)備的技術(shù)性能，并拓展其市場(chǎng)應(yīng)用領(lǐng)域，逐步走向商業(yè)化生產(chǎn)。 ⑵利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)與傳感技術(shù)，發(fā)展智能化的柔性電子束焊接設(shè)備。 ⑶利用新的真空技術(shù)的發(fā)展成果，進(jìn)一步開發(fā)適合工業(yè)化應(yīng)用的局部真空及非真空電子束焊接設(shè)備。 ⑷加強(qiáng)電子束焊接的基礎(chǔ)研究工作，進(jìn)一步深入研究電子束與材料交互作用的機(jī)理。開發(fā)具有束流品質(zhì)診斷與精確控制性能的產(chǎn)品。 ⑸研究開發(fā)復(fù)合型、多功能型的新型電子束焊接設(shè)備。 c. 國(guó)內(nèi)電子束焊接技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 我國(guó)已有30多年電子束焊接技術(shù)的研究開發(fā)、應(yīng)用歷史。目前1kW～15kW、60kV中小功率、中壓型電子束焊機(jī)以國(guó)內(nèi)自行生產(chǎn)為主，大功率、高壓電子束焊機(jī)主要以從國(guó)外引進(jìn)為主，部分設(shè)備是以中外合作方式生產(chǎn)。目前我國(guó)電子束焊機(jī)擁有量約為200多臺(tái)，并呈繼續(xù)增長(zhǎng)之勢(shì)。 國(guó)內(nèi)的電子束焊接應(yīng)用發(fā)展比較迅速。在航空工業(yè)領(lǐng)域發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子部件、機(jī)匣、功率軸等十幾種零件均已固定使用電子束焊機(jī)工藝，汽車工業(yè)的變速箱齒輪、離合器齒輪廣泛采用電子束焊接工藝。電子儀表行業(yè)中壓力膜盒、電磁閥閥芯、航空繼電器及波紋管的焊接也大量采用電子束焊接工藝手段。 國(guó)內(nèi)的高壓大功率電子束焊機(jī)仍處于研制階段，技術(shù)質(zhì)量有待提高。高壓大功率、大焊接室的電子束焊接設(shè)備是我國(guó)電子束設(shè)備研制開發(fā)的一個(gè)重要方向。其核心關(guān)鍵部件的技術(shù)及其加工制造也是我國(guó)需要重點(diǎn)攻克的一個(gè)技術(shù)難關(guān)。此外，國(guó)內(nèi)正在積極開展高品質(zhì)的束流源發(fā)生器的基礎(chǔ)研究與局部真空焊接設(shè)備的研制，以滿足國(guó)內(nèi)用戶不斷增長(zhǎng)的需求。 攪拌摩擦焊 攪拌摩擦焊技術(shù)從1991由英國(guó)焊接研究所發(fā)明至今，已經(jīng)歷了從技術(shù)研究到高層次的工程化和工業(yè)化應(yīng)用階段，形成了一個(gè)新的產(chǎn)業(yè)。如，在美國(guó)宇航制造工業(yè)、北歐船舶制造工業(yè)、日本高速列車制造等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。目前，全世界已有十幾個(gè)廠家得到英國(guó)焊接研究所授權(quán)，成為專業(yè)化的攪拌摩擦焊制造商。2002年，我國(guó)北京賽福斯特技術(shù)有限公司成為中國(guó)唯一得到授權(quán)的研發(fā)企業(yè)。目前，已有十幾臺(tái)攪拌摩擦焊用于我國(guó)的教學(xué)、科研和焊接生產(chǎn)；2004年，平面二維FSW設(shè)備研制成功，并已用于熱沉器類產(chǎn)品的焊接生產(chǎn)，該設(shè)備還能容易地實(shí)現(xiàn)尺寸較小的曲線焊縫的焊接或空洞修補(bǔ)；制訂了《鋁及鋁合金攪拌摩擦焊質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（Q/9S1032004）和《鋁及鋁合金攪拌摩擦焊工藝標(biāo)準(zhǔn)》（Q/9S1022004）；攪拌頭的研究也取得了突破。 經(jīng)過兩年多的技術(shù)積累和市場(chǎng)推廣，預(yù)測(cè)在3～5年內(nèi)，攪拌摩擦焊技術(shù)有望首先擴(kuò)大應(yīng)用到我國(guó)航空航天工業(yè)中，實(shí)現(xiàn)我國(guó)航空航天焊接制造技術(shù)的跨越式發(fā)展。同時(shí)，在軌道列車、快速艦船領(lǐng)域亦有廣闊的應(yīng)用前景。 高質(zhì)量的攪拌摩擦焊連接，有賴于焊接過程對(duì)各工藝參數(shù)的精確控制：各軸的負(fù)荷、攪拌頭溫升、焊接主軸轉(zhuǎn)速及焊接速度等；精密設(shè)計(jì)的攪拌頭、具有良好剛性的數(shù)控機(jī)床，以及采用高精度的機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)各類接頭的可靠性連接是發(fā)展目標(biāo)。攪拌頭材料的正確選擇，攪拌頭型面的優(yōu)化設(shè)計(jì)和壽命提高，并將其應(yīng)用于高強(qiáng)度、高熔點(diǎn)金屬材料的焊接是今后幾年乃至十幾年的重要研究?jī)?nèi)容。 線性摩擦焊技術(shù)研究，設(shè)備開發(fā)及推廣應(yīng)用也是有待開展的重要工作內(nèi)容。 綜上所述，摩擦焊及其加工技術(shù)可謂是萬變不離其宗，其實(shí)質(zhì)就是壓力與運(yùn)動(dòng)摩擦。通過改變運(yùn)動(dòng)摩擦的形式，或與其他形式的運(yùn)動(dòng)合成，或?qū)植克苄宰冃芜M(jìn)行有效控制等，就可以演變出多種摩擦加工工藝。從攪拌摩擦焊和相關(guān)工藝的發(fā)展可以看出，綜合集成將是先進(jìn)焊接技術(shù)發(fā)展的主要方向。國(guó)內(nèi)有關(guān)攪拌摩擦焊及摩擦加工技術(shù)的研究尚處于起步階段，其研究與應(yīng)用水平與國(guó)外的差距很大，在跟蹤先進(jìn)技術(shù)的同時(shí)必須注意加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新能力。 焊接機(jī)器人及自動(dòng)化焊機(jī) 目前我國(guó)的焊接自動(dòng)化率只有20％左右，國(guó)家從上個(gè)世紀(jì)末開始逐漸在各個(gè)行業(yè)推廣氣體保護(hù)焊，取代手工電弧焊，現(xiàn)已初見成效?？梢灶A(yù)計(jì)在21世紀(jì)的前10年，我國(guó)的焊接技術(shù)仍然是在傳統(tǒng)的框架內(nèi)繼續(xù)增長(zhǎng)與改進(jìn)，智能型焊接也會(huì)在特定領(lǐng)域適當(dāng)發(fā)展。 我國(guó)焊接機(jī)器人技術(shù)研究始于20世紀(jì)70年代，應(yīng)用面及數(shù)量與發(fā)達(dá)國(guó)家比尚處于初級(jí)階段，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比差距較大。近年來，我國(guó)焊接機(jī)器人融合了國(guó)外的成熟技術(shù)，得到了迅速發(fā)展，清華大學(xué)、南昌大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、華南理工大學(xué)等高校和科研機(jī)構(gòu)的焊接機(jī)器人研究水平不斷提高，一些技術(shù)，如爬行式焊接機(jī)器人在國(guó)際上也處于領(lǐng)先地位，這些院所及首鋼莫托曼機(jī)器人有限公司、唐山松下產(chǎn)業(yè)機(jī)器有限公司、OTC公司等廠家的焊接機(jī)器人已開始走向?qū)嵱没A段。目前，我國(guó)用于汽車、摩托車、造船、電力、石化等領(lǐng)域的弧焊/點(diǎn)焊機(jī)器人大多是進(jìn)口，如，COMAU、KUKA、OTC機(jī)器人在8萬輛長(zhǎng)安之星焊接線上的應(yīng)用。這些進(jìn)口的焊接機(jī)器人使用，使焊接質(zhì)量得到了極大改善，有效提高了企業(yè)的勞動(dòng)生產(chǎn)效率，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。但這些進(jìn)口設(shè)備仍有焊接位置偏移后重新示教、弧焊機(jī)器人焊縫跟蹤、 焊接機(jī)器人備品備件、機(jī)器人的校軸過程占用過多時(shí)間、機(jī)器人電器控制系統(tǒng)、機(jī)器人與其他設(shè)備或工位上障礙物碰撞等問題急需解決。 焊接機(jī)器人技術(shù)的研究與實(shí)際應(yīng)用是今后5年我國(guó)焊接設(shè)備技術(shù)進(jìn)步的重要標(biāo)志。消化吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，減少進(jìn)口，研制具有我國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的、國(guó)際先進(jìn)水平的焊接機(jī)器人，保證質(zhì)量、增加數(shù)量，將其應(yīng)用從汽車、摩托車焊接擴(kuò)展造船、電力、核能、石化等領(lǐng)域。推動(dòng)我國(guó)焊接切割機(jī)器人的研制和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。逐步用自動(dòng)化焊切設(shè)備，替代手工和半自動(dòng)化設(shè)備，縮小我國(guó)與世界先進(jìn)水平的巨大差距。從購(gòu)買國(guó)外焊接機(jī)器人到消化吸收、自主開發(fā)，并形成具有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的焊接機(jī)器人系統(tǒng)。 未來15年，自動(dòng)化焊機(jī)的研制、生產(chǎn)推廣達(dá)到世界先進(jìn)水平，使用比例和國(guó)