從業(yè)態(tài)特性看全球激光拼焊裝備制造業(yè)的發(fā)展格局

奚松山

【摘 要】激光拼焊裝備制造興起于20世紀(jì)90年代，其后的十多年里迅速擴(kuò)展到50多家。但隨后，由于市場激烈的競爭和兼并，這批同期的激光拼焊裝備廠家只剩三家?？偨Y(jié)激光拼焊制造業(yè)具有兩個典型的特點：一是技術(shù)門檻高，二是市場容量有限。由此而決定了激光拼焊裝備制造領(lǐng)域只能容納2-3家專業(yè)的、技術(shù)高端的中小型公司生存。近些年，國內(nèi)汽車工業(yè)的發(fā)展帶動了激光拼焊業(yè)的發(fā)展，國內(nèi)（包括臺灣地區(qū)）有五六家裝備制造公司開始涉足這一領(lǐng)域，但長久看來，業(yè)務(wù)前景很不明朗。

【關(guān)鍵詞】業(yè)態(tài)；激光焊拼裝備制造業(yè)；發(fā)展格局

自20世紀(jì)90年代初至本世紀(jì)初的十多年里， 全球先后有50余家公司從事過激光拼焊裝備制造。（其中歐美24家、日本27家、韓國1家等）。這50余家公司中不乏技術(shù)實力強(qiáng)大的跨國裝備制造巨頭，如德國舒勒、法意合資的雷諾-科瑪、日本的日立-福井等。大浪淘沙，到目前為止，這50余家公司絕大多或已倒閉，或已放棄激光拼焊裝備業(yè)務(wù)，目前僅剩瑞士安德里茨蘇泰克集團(tuán)、德國武鋼激光技術(shù)有限公司（原德國蒂森克虜伯激光技術(shù)有限公司）及日本小矢部-精機(jī)3家。其中德國武鋼激光技術(shù)有限公司只為武鋼激光拼焊有限公司（原蒂森克虜伯激光拼焊有限公司）提供裝備；小矢部-精機(jī)主要為本田或本田配套供應(yīng)商提供裝備；瑞士安德里茨蘇泰克集團(tuán)是唯一一家獨立的、專業(yè)的、面向全球的激光焊拼設(shè)備制造商。

分析上述近50家公司失敗的原因，直接原因當(dāng)然是對激光拼焊的工藝敏感度估計不足，設(shè)備交付后在項目實施過程中遇到各種各樣的問題，但實質(zhì)原因是對激光拼焊裝備制造業(yè)的業(yè)態(tài)特性了解不足。

激光拼焊裝備制造業(yè)有兩個主要業(yè)態(tài)特性：一是技術(shù)門檻高， 二是市場容量有限。

1 技術(shù)門檻高

激光拼焊工藝看似簡單——用激光把兩塊板拼接起來，但實際上激光拼焊工藝敏感度很高，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

1.1 激光光束直徑0.45-0.6毫米 vs. 料片焊接邊質(zhì)量（大批量生產(chǎn)狀態(tài)）

激光拼焊工藝是要用僅半個毫米的激光光束，將兩張鋼板對焊起來，工藝高度敏感。尤其是在大批量生產(chǎn)狀態(tài)下，料片焊接邊的質(zhì)量（切拉比，又稱光亮帶）、毛刺、塌角、拉角、鐮刀彎（又稱香蕉彎）、翹邊、波浪邊、潔凈狀態(tài)等會直接影響焊接質(zhì)量，而在大批量生產(chǎn)狀態(tài)下，即便是剪板機(jī)/落料模刃口制造精度再高、間隙調(diào)整再好，高質(zhì)量的料片焊接邊也無法持續(xù)保證焊接質(zhì)量，這主要是由于材料性能波動、剪板機(jī)/落料模刃口磨損及材料切斷后應(yīng)力釋放造成的。

1.2 焊接（對焊）后的工件后續(xù)需要進(jìn)行深拉伸成形

完成對焊的工件， 后續(xù)需要進(jìn)行沖壓成形，因此對焊縫質(zhì)量、強(qiáng)度要求很高。（最近兩三年剛開始應(yīng)用的熱成形激光拼焊板對焊縫質(zhì)量缺陷更加敏感，亦即熱成形激光拼焊板工藝敏感度更高、對焊縫質(zhì)量要求更高）。

1.3 大批量生產(chǎn) vs. 廢品率

汽車產(chǎn)業(yè)是一個典型的規(guī)模效益產(chǎn)業(yè)。作為為汽車產(chǎn)業(yè)配套的激光拼焊產(chǎn)業(yè)更是規(guī)模效益產(chǎn)業(yè)。廢品率高低對激光拼焊板生產(chǎn)企業(yè)的成本有直接、巨大的影響，這是由于在激光拼焊板的成本構(gòu)成里，焊接環(huán)節(jié)僅占10%～15%（根據(jù)具體工件設(shè)計）。 一張激光拼焊板，哪怕由于一個非常細(xì)微的焊接質(zhì)量缺陷報廢，報廢的不單是焊縫，也包括原材料、開卷、剪切/落料等。

同時，大批量生產(chǎn)對裝備的在線質(zhì)量檢測系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性有著非常高的要求。

1.4 工件多樣性 vs. 生產(chǎn)物流組織的方便性（全自動生產(chǎn)）

激光拼焊板產(chǎn)品規(guī)格形式（材料、厚度組合、幾何形狀、尺寸大小、焊縫形狀、堆垛方式要求等）是不可預(yù)知的、是“無限變量”，這就要求裝備及自動化配置，尤其是控制系統(tǒng)需要適應(yīng)各種形式的產(chǎn)品。在這方面，裝備商的經(jīng)驗積累至關(guān)重要（在許多問題案例中，裝備商在設(shè)備交付后的項目實施過程中遇到問題才意識到“這個東西我是能實現(xiàn)的，只是我當(dāng)時沒想到……”）。

1.5 激光拼焊技術(shù)本身也是不斷發(fā)展的

激光拼焊技術(shù)上游對著材料工業(yè)，下游對著汽車車身設(shè)計。因此，激光拼焊技術(shù)是隨著材料工業(yè)與車身設(shè)計的技術(shù)發(fā)展而不斷發(fā)展的。從材料本身講，從最初的普通深沖鋼，到高強(qiáng)度鋼、超級高強(qiáng)度鋼，再到熱成形硼鋼，甚至與鋁板等；從材料涂層講，從無涂層板，到鍍鋅板，再到熱成形鋁硅涂層板；從車身設(shè)計技術(shù)講，從最初的單根直線焊縫，到兩根直線焊縫（平行或交叉），再到復(fù)雜組合直線焊縫、弧線焊縫等。

如前所述，最近兩三年剛開始應(yīng)用的熱成形激光拼焊板對焊縫質(zhì)量缺陷更加敏感，亦即熱成形激光拼焊板工藝敏感都更高、對焊縫質(zhì)量要求更高；而小件/超小件的應(yīng)用增長趨勢，對裝備生產(chǎn)效率及線內(nèi)物流方式提出了新的要求與挑戰(zhàn)。

2 市場容量有限

激光拼焊裝備制造業(yè)是一個狹窄的細(xì)分市場（Niche Market）。以國內(nèi)為例，自2000年廣州本田黃埔工廠第一條拼焊設(shè)備開始，到目前國內(nèi)大大小小約有70多條/臺激光拼焊線/單體設(shè)備，平均每年4～5條/臺激光拼焊線/單體設(shè)備，按照平均每條/臺1500萬人民幣計算（不考慮匯率變化、關(guān)稅、增值稅等），每年大約只有7000～8000萬人民幣的市場總量。 并且年度市場起伏非常大，韓國本土自2003年至今十幾年沒有投入過一條新線；北美市場2004年至2011年不但沒有新線投入，而且由于諾貝破產(chǎn)關(guān)停了十多條線；歐洲市場2003年至2011年僅投入了3條新線，但阿賽洛-米塔爾及蒂森克虜伯將5條線遷移到了其他市場，如中國或印度。（近三年來，由于歐美汽車業(yè)從金融危機(jī)后逐漸恢復(fù)，加之熱成形激光拼焊板應(yīng)用的推動，歐美市場陸續(xù)投入了十多條新線，尤其是北美市場目前仍有較大的市場缺口）。

總之，上述激光拼焊裝備制造業(yè)的兩個主要業(yè)態(tài)特性——技術(shù)門檻高和市場容量限制了小規(guī)模、非專業(yè)公司成功地進(jìn)入這一市場，而跨國裝備巨頭又沒有意愿在該領(lǐng)域做大的研發(fā)投入。這就決定了激光拼焊裝備制造領(lǐng)域在全球范圍內(nèi)只能容納2-3家專業(yè)的、中小型公司生存。最近幾年，由于中國汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展，帶動了部分激光拼焊業(yè)的發(fā)展，國內(nèi)（包括臺灣地區(qū)）有五六家裝備制造公司開始介入這一領(lǐng)域，也為幾家非主流的沖壓廠提供了裝備。由于其專業(yè)技術(shù)有限，很難應(yīng)用于大型的、質(zhì)量要求高的鋼鐵加工企業(yè)和汽車制造業(yè)。其業(yè)務(wù)前景，并不被業(yè)界看好。重復(fù)歐美日近50家公司在20世紀(jì)90年代初至本世紀(jì)初的十多年里的經(jīng)歷，應(yīng)是大概率事件。這對于用戶也是一個潛在的風(fēng)險，即裝備可能失去后續(xù)服務(wù)與技術(shù)支持。

[責(zé)任編輯：王偉平]