第一節(jié) 產(chǎn)品定義及發(fā)展歷程

1、產(chǎn)品定義

用逆變技術(shù)的弧焊電源（又稱弧焊逆變器）稱為逆變焊機(jī)。而逆變與整流剛好相反，是指把直流電改變?yōu)榻涣麟姷倪^程。

逆變焊機(jī)的工作過程如下：將三相或單相工頻交流電整流，經(jīng)濾波后得到一個(gè)較平滑的直流電，由IGBT組成的逆變電路將該直流電變?yōu)閹资甂HZ的交流電，經(jīng)主變壓器降壓后，再經(jīng)整流濾波獲得平穩(wěn)的直流輸出焊接電流。其變換順序可簡單地表示為：工頻交流（經(jīng)整流濾波）→直流（經(jīng)逆變）→中頻交流（降壓、整流、濾波）→直流。如果用符號(hào)表示，即為：AC→DC→AC→DC

由于逆變工作頻率很高，所以主變壓器的鐵心截面積和線圈匝數(shù)大大減少，因此，逆變焊機(jī)可以在很大程度上節(jié)省金屬材料，減少外形尺寸及重量，大大減少電能損耗，更重要的是，逆變焊機(jī)能夠在微妙級的時(shí)間內(nèi)對輸出電流進(jìn)行調(diào)整，所以就能實(shí)現(xiàn)焊接過程所要求的理想控制過程，獲得滿意的焊接效果。

2、發(fā)展歷程

1）國際

現(xiàn)代焊接設(shè)備的發(fā)展與電力電子技術(shù)和器件的發(fā)展密切相關(guān)。50年代末，功率半導(dǎo)體二極管開始用于焊接電源，所構(gòu)成的弧焊整流器明顯優(yōu)于弧焊發(fā)電機(jī)。70年代初，由晶閘管（SCR）構(gòu)成的可控整流式弧焊機(jī)的出現(xiàn)標(biāo)志著現(xiàn)代電力電子技術(shù)開始進(jìn)入焊接電源設(shè)備領(lǐng)域。SCR弧焊機(jī)的電氣特性和工藝特性優(yōu)于二極管整流弧焊機(jī)，是當(dāng)時(shí)廣泛應(yīng)用的一種重要焊接電源設(shè)備。70年代中到80年代中，性能優(yōu)良的自關(guān)斷電力電子開關(guān)器件：功率晶體管（GTR），功率場效應(yīng)管（MOSFET），絕緣柵晶體管（IGBT），可關(guān)斷晶閘管（GTO）等相繼出現(xiàn)。70年代末開始出現(xiàn)晶閘管式逆變弧焊機(jī)并主要應(yīng)用于TIG和手工電弧焊，后來又推廣到CO2、MAG等焊接方法和切割。1982年，華南理工大學(xué)訪問學(xué)者在德國首先研制成功場效應(yīng)管式弧焊逆變器，其應(yīng)用領(lǐng)域從TIG到手工電弧焊、氣體保護(hù)焊以及切割，促進(jìn)了焊接設(shè)備更新?lián)Q代的發(fā)展。80年代末又出現(xiàn)IGBT式逆變焊機(jī)，主要應(yīng)用于各種電弧焊和切割。以功率晶閘管、晶體管、MOSFET、IGBT等為開關(guān)器件的新一代弧焊逆變器，采用高頻PWM開關(guān)技術(shù)和微電子控制技術(shù)，淘汰了笨重的工頻變壓器和笨拙的電磁控制方式。它不僅具有高效節(jié)能、體積小、重量輕、多功能、多用途等優(yōu)點(diǎn)，而且具有良好的動(dòng)、靜態(tài)特性和工藝特性。因而，新一代的弧焊逆變器自問世以來，受到廣泛的重視，發(fā)展迅猛。1989年世界焊接與切割博覽會(huì)（埃森博覽會(huì)）上有30多家廠商展出了弧焊逆變器。1993年的埃森會(huì)上，絕大多數(shù)的廠商都展出了弧焊逆變器及設(shè)備。據(jù)IIWXIIC1993年11月所作的調(diào)查，逆變式焊機(jī)在日、美、歐等地使用的焊機(jī)中占17%，其中在氣體保護(hù)焊和TIG焊中占30%以上。到了1996年，日本日立公司的IGBT逆變焊機(jī)已占MIG/MAG焊機(jī)的70%，占TIG焊機(jī)的95%以上，占切割機(jī)的100%，日本松下，大阪變壓器公司的逆變式焊機(jī)都超過50%。以IGBT，MOSFET等為開關(guān)器件的弧焊逆變器，有著廣泛的應(yīng)用前景，是當(dāng)前國際焊接電源設(shè)備發(fā)展的主流和方向。

2）國內(nèi)

我國逆變焊機(jī)的 研究 開發(fā)起步于20世紀(jì)70年代末期，于20世紀(jì)80年代開始發(fā)展。1982年，成都電焊機(jī) 研究 所開始了對晶閘管逆變式弧焊整流器的 研究 ，于1983年研制出我國第一臺(tái)商品化的ZX7-250逆變式弧焊電源，并通過了該項(xiàng)目的部級鑒定。隨后，清華大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、華南理工大學(xué)和時(shí)代公司等單位相繼推出了采用各種開關(guān)元件的逆變式焊機(jī)。

現(xiàn)在，我國焊機(jī)逆變電源已形成4代產(chǎn)品：第一代是以可控硅SCR為主攻率器件的逆變器；第二代是晶體管逆變器；第三代是場效應(yīng)管逆變器；第四代是IGBT逆變器，其逆變頻率高，飽和壓降低，功耗小，效率高，無噪聲，與前3代逆變器相比，優(yōu)勢更明顯。

第二節(jié) 產(chǎn)品特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域 分析

1、產(chǎn)品特點(diǎn)

弧焊逆變器的基本特點(diǎn)是工作頻率高，由此而帶來很多優(yōu)點(diǎn)。這是因?yàn)樽儔浩?，無論是原繞組還是副繞組，其電勢E與電流的頻率f、磁通密度B、鐵芯截面積S及繞組的匝數(shù)W有如下關(guān)系：

E=4.44fBSW

而繞組的端電壓U近似地等于E，即：

U≈E=4.44fBSW

當(dāng)U、B確定后，若提高f，則S減小，W減少，因此，變壓器的重量和體積就可以大大減小。這樣，就能使整機(jī)的重量和體積顯著減小。不僅如此，還因?yàn)轭l率的提高及其他因素而帶來了許多優(yōu)點(diǎn)，與傳統(tǒng)弧焊電源比較，其主要特點(diǎn)如下：

1）體積小，重量輕，節(jié)省材料、便攜帶（IGBT逆變電焊機(jī)重量僅為旋轉(zhuǎn)弧焊機(jī)的1/6）。

2）高效節(jié)能，效率可達(dá)到80%~90%，比傳統(tǒng)焊機(jī)節(jié)電1/3以上

3）起弧性能好，抗干擾，良好推力調(diào)節(jié)功能

4）電弧穩(wěn)定，飛濺小

5）焊接品質(zhì)好，熔池深，強(qiáng)度高

6）過壓過流自動(dòng)保護(hù)

7）可連續(xù)工作，性能穩(wěn)定，具有電壓波動(dòng)自動(dòng)補(bǔ)償功能

8）適合各種酸性堿性焊條施焊

9）支持纖維焊條向下焊接

10）適合于與機(jī)器人結(jié)合，組成自動(dòng)焊接生產(chǎn)系統(tǒng)

11）可一機(jī)多用，完成多種焊接和切割過程。

2、應(yīng)用領(lǐng)域

電焊機(jī)（又稱焊接設(shè)備）是現(xiàn)代工業(yè)重要的工藝裝備，廣泛應(yīng)用于造船、化工、冶金、建筑、機(jī)械、汽車、輕工、電力等各工業(yè)部門，也是航天、電子、原子能等國防尖端工業(yè)中不可缺少的加工設(shè)備。

逆變焊機(jī)的主要應(yīng)用領(lǐng)域于交流焊機(jī)和直流焊機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域一樣。交流焊機(jī)一般都用在鋼結(jié)構(gòu)制造單位或一般通用機(jī)械或農(nóng)業(yè)機(jī)械制造單位。直流主要用在制造壓力容器鍋爐，管道，或重要結(jié)構(gòu)制造單位的焊接用焊機(jī)。

2007-2012中國焊割設(shè)備市場容量（按 行業(yè) 分）

第三節(jié) 產(chǎn)業(yè)鏈概述

一、在產(chǎn)業(yè)鏈中的位置

高效節(jié)能逆變電焊機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈簡圖

1、上游 行業(yè)

逆變電焊機(jī) 行業(yè) 的上游 行業(yè) 主要為集成電路 行業(yè) 及中頻變壓器、電抗器等電子元件 行業(yè) 。

上游 行業(yè) 為逆變電焊機(jī) 行業(yè) 提供原材料。上游 行業(yè) 主要從產(chǎn)品質(zhì)量和制造成本兩方面影響逆變電焊機(jī) 行業(yè) 。

2、下游 行業(yè)

逆變電焊機(jī) 行業(yè) 的下游 行業(yè) 為建筑鋼結(jié)構(gòu) 行業(yè) 、石化管道 行業(yè) 以及電力 行業(yè) 、金屬家具 行業(yè) 等。

下游 行業(yè) 形成對逆變電焊機(jī) 行業(yè) 的產(chǎn)品需求。下游 行業(yè) 能影響逆變電焊機(jī) 行業(yè) 的價(jià)格和未來產(chǎn)品供給。

二、相關(guān) 行業(yè) 簡述

1、上游 行業(yè)

1）集成電路 行業(yè)

2009年上半年中國集成電路產(chǎn)量為192.44億塊，同比下降了19.1%。全 行業(yè) 共實(shí)現(xiàn)銷售收入467.92億元。同比下降了26.9%。其中二季度產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)銷售收入265.18億元，增幅由一季度的-34.1%收窄至-20.3%，環(huán)比則比一季度大幅增長30.8%，表明國內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)正在逐步走出低谷。2009年上半年我國進(jìn)口集成電路金額為495.3億美元，同比下降了20.8%;出口集成電路金額為95.9億美元，同比下降了17.4%。上半年全球半導(dǎo)體市場959.27億美元，同比下降24.8%。全球半導(dǎo)體市場的大幅萎縮對國內(nèi)集成電路制造業(yè)造成較大的不利影響。上半年芯片制造業(yè)銷售收入131.18億元，同比下降了31.5%;封裝測試業(yè)銷售收入219.8億元，同比下降了38.6%。與制造業(yè)和封測業(yè)的大幅下滑不同，上半年IC設(shè)計(jì)業(yè)實(shí)現(xiàn)銷售收入116.94億元，與去年同期相比增長9.7%，這主要得益于內(nèi)需市場對IC設(shè)計(jì)企業(yè)的拉動(dòng)效應(yīng)。

2009年將是中國集成電路 行業(yè) 的轉(zhuǎn)折年，目前中國半導(dǎo)體元件產(chǎn)品的供應(yīng)量僅能滿足中國市場不到14%的需求，預(yù)計(jì)到2013年這種供需間的差距將達(dá)到217億美元。這種供需間的巨大差距給中國半導(dǎo)體元件產(chǎn)品設(shè)計(jì)業(yè)帶來挑戰(zhàn)與機(jī)遇。盡管全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)正在經(jīng)歷2000年網(wǎng)絡(luò)泡沫之后的又一輪回調(diào)，但第三代移動(dòng)通信（3G）的啟動(dòng)為通信產(chǎn)業(yè)帶來技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)升級難得的商機(jī)。三網(wǎng)融合、數(shù)字城市和移動(dòng)電視等新技術(shù)的出現(xiàn)，將有力地推動(dòng)通信專用集成電路技術(shù)和產(chǎn)品的更廣泛應(yīng)用。由于中國正在成為全球電子系統(tǒng)產(chǎn)品的制造大國，因此，預(yù)計(jì)2013年中國的集成電路市場規(guī)模有望達(dá)到1001億美元，約占全球芯片市場的35%。

2）電子元件

2009年1～12月，我國累計(jì)生產(chǎn)變壓器126490.89萬千伏安，其中，累計(jì)產(chǎn)量前5個(gè)省（市、區(qū)）是江蘇、山東、河北、遼寧、陜西，累計(jì)產(chǎn)量同比增長較快的地區(qū)是寧夏、黑龍江、甘肅、湖北、云南等省（市、區(qū)）。

2009年10月，我國生產(chǎn)變壓器10865.95萬千伏安，同比增長4.67%，增幅比上年同期下降了15.27個(gè)百分點(diǎn)。11月，我國生產(chǎn)變壓器10877.78萬千伏安，同比增長-3.12%，增幅比上年同期下降了41.50個(gè)百分點(diǎn)。12月，我國生產(chǎn)變壓器12262.52萬千伏安，同比增長14.71%，增幅比上年同期上升了0.38個(gè)百分點(diǎn)。

2、下游 行業(yè)

1）建筑鋼結(jié)構(gòu) 行業(yè)

近年來，我國建筑鋼結(jié)構(gòu) 行業(yè) 獲得了巨大的發(fā)展，涌現(xiàn)出一批優(yōu)秀的鋼結(jié)構(gòu)建筑，如奧運(yùn)鳥巢、北京植物園溫室館、首都機(jī)場等。建筑鋼結(jié)構(gòu) 行業(yè) 的跨越發(fā)展，為我國現(xiàn)代化城市建設(shè)作出了重要貢獻(xiàn)。

建筑鋼結(jié)構(gòu) 行業(yè) 目前在我國是一個(gè)新興 行業(yè) ，從上世紀(jì)90年代發(fā)展起來，時(shí)間尚短。在發(fā)達(dá)國家新增建筑物中，鋼結(jié)構(gòu)的使用達(dá)到50-70％。在我國建筑鋼結(jié)構(gòu)的用鋼量占鋼鐵總產(chǎn)量的比例不到5%。根據(jù)十一五” 行業(yè) 發(fā)展 規(guī)劃 ，2010年建筑鋼結(jié)構(gòu)的用鋼量將達(dá)到我國鋼鐵總產(chǎn)量的6％。以2010年鋼產(chǎn)量5.5億噸保守估計(jì)，2010年我國鋼結(jié)構(gòu)用量將達(dá)到3300萬噸。

加之我國城鎮(zhèn)化正處于快速發(fā)展階段，2007年底，我國城鎮(zhèn)人口5.94億人，城鎮(zhèn)化水平44.9%，比1982年的21.1%提高23.8個(gè)百分點(diǎn)，25年間年均增長0.95個(gè)百分點(diǎn)。預(yù)計(jì)未來10年~15年，我國城鎮(zhèn)化仍將保持年均0.8~1個(gè)百分點(diǎn)的增長速度，而城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展必然帶動(dòng)建筑業(yè)的發(fā)展。

近年我國建筑業(yè)保持快速的發(fā)展，全國各地建筑業(yè)蓬勃發(fā)展。2009年，在嚴(yán)峻的國際大環(huán)境下，我國建筑 行業(yè) 依然顯現(xiàn)出充足的活力，增長仍然保持25%以上。這受益于我國城市化進(jìn)程的進(jìn)一步發(fā)展，及國家4萬億投資對基礎(chǔ)建筑 行業(yè) 的拉動(dòng)，同時(shí)四川的災(zāi)后重建工程也對整個(gè)建筑業(yè)起到推動(dòng)作用。預(yù)計(jì)這一勢頭將會(huì)繼續(xù)保持。

由此可見，建筑 行業(yè) 的快速發(fā)展以及鋼結(jié)構(gòu)在建筑中的比例不斷提升，將雙重帶動(dòng)建筑鋼結(jié)構(gòu)用鋼量的增長。通過對鋼結(jié)構(gòu) 行業(yè) 二十多家制造商的調(diào)研來看，制造商對 行業(yè) 發(fā)展前景一致看好，預(yù)計(jì)平均年增長速度會(huì)維持在17%以上。

2）石油管道 行業(yè)

目前，我國油氣管道工程建設(shè)進(jìn)入了飛速發(fā)展的階段。截止2009年，已投入運(yùn)營的油氣管道6萬多km，比2001年末的4萬km，已增長了50%。初步形成了北油南運(yùn)、西油東進(jìn)、西氣東輸、海氣登陸的油氣輸送格局，其發(fā)展速度和技術(shù)水平已跨入了世界先進(jìn)行列。

天然氣管道輸送和液化儲(chǔ)運(yùn)在2009年我國裝備制造業(yè)調(diào)整和振興 規(guī)劃 中，被列為十大重點(diǎn)工程之一，明確指出以西氣東輸二線、陜京三線等天然氣管道輸送工程為依托，發(fā)展長距離輸送管道燃壓機(jī)組、大型管線球閥和控制系統(tǒng)等裝備；以浙江、江蘇、珠海、青島等液化天然氣接收站工程為依托，發(fā)展大型液化天然氣運(yùn)輸船及接收站等設(shè)備，這些舉措將會(huì)進(jìn)一步促進(jìn)我國油氣管道的發(fā)展。

目前，我國在建以及將建的天然氣管線，除了西氣東輸二線、三線、四線，還有中亞、中緬、川氣東送，中俄、海氣登陸、LNG（液化天然氣）干線管道。此外，還將構(gòu)筑沿海管網(wǎng)，擴(kuò)展和完善珠江三角洲、長江三角洲以及環(huán)渤海地區(qū)的天然氣管網(wǎng)。油氣管道的快速發(fā)展也得到業(yè)內(nèi)人事的印證，中石油管道局工程公司副總經(jīng)理簡朝明在2009亞洲能源管道發(fā)展論壇上表示“金融危機(jī)對我們幾乎沒有影響，我們預(yù)計(jì)未來十年中國新建油氣管道可達(dá)5萬公里以上。”這意味著到2015年我國油氣干線管道將超過10萬公里，5年內(nèi)將近翻一翻。根據(jù)對調(diào)研石化管道公司的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，被調(diào)研的三十多家管道 行業(yè) 公司總體認(rèn)為未來三年 行業(yè) 年平均發(fā)展速度保持在10%以上。

2009年油氣管道部分在建工程統(tǒng)計(jì)如下

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