從業態特性看全球激光拼焊裝備制造業的發展格局

奚松山

【摘 要】激光拼焊裝備制造興起于20世紀90年代，其后的十多年里迅速擴展到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激光拼焊制造業具有兩個典型的特點：一是技術門檻高，二是市場容量有限。由此而決定了激光拼焊裝備制造領域只能容納2-3家專業的、技術高端的中小型公司生存。近些年，國內汽車工業的發展帶動了激光拼焊業的發展，國內（包括臺灣地區）有五六家裝備制造公司開始涉足這一領域，但長久看來，業務前景很不明朗。

【關鍵詞】業態；激光焊拼裝備制造業；發展格局

自20世紀90年代初至本世紀初的十多年里， 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實力強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務，目前僅剩瑞士安德里茨蘇泰克集團、德國武鋼激光技術有限公司（原德國蒂森克虜伯激光技術有限公司）及日本小矢部-精機3家。其中德國武鋼激光技術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-精機主要為本田或本田配套供應商提供裝備；瑞士安德里茨蘇泰克集團是唯一一家獨立的、專業的、面向全球的激光焊拼設備制造商。

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

激光拼焊裝備制造業有兩個主要業態特性：一是技術門檻高， 二是市場容量有限。

1 技術門檻高

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. 料片焊接邊質量（大批量生產狀態）

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狀態下，料片焊接邊的質量（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、潔凈狀態等會直接影響焊接質量，而在大批量生產狀態下，即便是剪板機/落料模刃口制造精度再高、間隙調整再好，高質量的料片焊接邊也無法持續保證焊接質量，這主要是由于材料性能波動、剪板機/落料模刃口磨損及材料切斷后應力釋放造成的。

1.2 焊接（對焊）后的工件后續需要進行深拉伸成形

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

1.3 大批量生產 vs. 廢品率

汽車產業是一個典型的規模效益產業。作為為汽車產業配套的激光拼焊產業更是規模效益產業。廢品率高低對激光拼焊板生產企業的成本有直接、巨大的影響，這是由于在激光拼焊板的成本構成里，焊接環節僅占10%～15%（根據具體工件設計）。 一張激光拼焊板，哪怕由于一個非常細微的焊接質量缺陷報廢，報廢的不單是焊縫，也包括原材料、開卷、剪切/落料等。

同時，大批量生產對裝備的在線質量檢測系統的可靠性與穩定性有著非常高的要求。

1.4 工件多樣性 vs. 生產物流組織的方便性（全自動生產）

激光拼焊板產品規格形式（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，尤其是控制系統需要適應各種形式的產品。在這方面，裝備商的經驗積累至關重要（在許多問題案例中，裝備商在設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的，只是我當時沒想到……”）。

1.5 激光拼焊技術本身也是不斷發展的

激光拼焊技術上游對著材料工業，下游對著汽車車身設計。因此，激光拼焊技術是隨著材料工業與車身設計的技術發展而不斷發展的。從材料本身講，從最初的普通深沖鋼，到高強度鋼、超級高強度鋼，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；從車身設計技術講，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用的熱成形激光拼焊板對焊縫質量缺陷更加敏感，亦即熱成形激光拼焊板工藝敏感都更高、對焊縫質量要求更高；而小件/超小件的應用增長趨勢，對裝備生產效率及線內物流方式提出了新的要求與挑戰。

2 市場容量有限

激光拼焊裝備制造業是一個狹窄的細分市場（Niche Market）。以國內為例，自2000年廣州本田黃埔工廠第一條拼焊設備開始，到目前國內大大小小約有70多條/臺激光拼焊線/單體設備，平均每年4～5條/臺激光拼焊線/單體設備，按照平均每條/臺1500萬人民幣計算（不考慮匯率變化、關稅、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，而且由于諾貝破產關停了十多條線；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，由于歐美汽車業從金融危機后逐漸恢復，加之熱成形激光拼焊板應用的推動，歐美市場陸續投入了十多條新線，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的兩個主要業態特性——技術門檻高和市場容量限制了小規模、非專業公司成功地進入這一市場，而跨國裝備巨頭又沒有意愿在該領域做大的研發投入。這就決定了激光拼焊裝備制造領域在全球范圍內只能容納2-3家專業的、中小型公司生存。最近幾年，由于中國汽車工業的蓬勃發展，帶動了部分激光拼焊業的發展，國內（包括臺灣地區）有五六家裝備制造公司開始介入這一領域，也為幾家非主流的沖壓廠提供了裝備。由于其專業技術有限，很難應用于大型的、質量要求高的鋼鐵加工企業和汽車制造業。其業務前景，并不被業界看好。重復歐美日近50家公司在20世紀90年代初至本世紀初的十多年里的經歷，應是大概率事件。這對于用戶也是一個潛在的風險，即裝備可能失去后續服務與技術支持。

[責任編輯：王偉平]