在当今制造业加速向智能化转型的大背景下，焊接机器人作为工业机器人的关键品类之一，正逐渐成为推动行业变革的重要力量。特别是智能焊接机器人，其发展态势迅猛，为众多行业带来了新的发展契机，尤其是钢结构行业，有望在这股智能化浪潮中实现产能与质量的双重飞跃。
一、焊接机器人市场现状剖析
焊接机器人在工业机器人领域占据着重要地位，是智能制造业的标志性装备。2022年，在全球工业机器人新增安装量的品类占比中，焊接机器人约为16%，仅次于搬运机器人。这一数据充分显示了焊接机器人在工业生产中的广泛应用。
传统的示教焊接机器人在汽车、3C等行业已大规模应用。在汽车生产线上，焊接机器人凭借其高效、高精度和一致性的优势，能够精准地完成汽车车身等部件的焊接工作，大大提高了生产效率，降低了人工成本。然而，在钢结构、船舶等行业，传统焊接机器人却遭遇了挑战。这些行业的焊接工作具有“多品类、小批量、非标件”的特点，产品规格多样，焊接工艺要求复杂多变。传统焊接机器人需要人工进行编程示教，面对大量非标准工件时，编程工作量巨大，且难以通过批量生产摊薄成本，无法满足此类柔性化的焊接需求。
从结构上看，焊接机器人主要由机器人本体和焊接配套设备构成。机器人本体核心部件包括六轴机械臂、控制器、控制系统、减速机及伺服电机等；焊接配套设备则涵盖焊接电源、专用焊枪、自动送丝装置等。传统焊接机器人通常配备示教器，依赖人工编程来完成焊接任务；而智能焊接机器人新增了大量软件和传感器，具备自适应能力，无需人工编程即可根据实际情况调整加工参数和路径，极大地提高了焊接的灵活性和适应性。
在焊接工艺方面，焊接主要分为熔焊、压焊、钎焊三大类。传统焊接机器人大多只能掌握弧焊或点焊这单一工艺，其中弧焊机器人适用于广泛的材料厚度和焊接要求，在汽车制造、重型机械等行业应用广泛，销量占焊接机器人的65%；点焊机器人则主要用于薄板件的点状焊接，在汽车车身、家电生产等领域发挥重要作用，销量占比为25%。相比之下，智能焊接机器人技术更为先进，一台设备可同时掌握熔焊、压焊、钎焊等多种工艺，能够根据不同的焊接需求，通过自动化控制、参数调节和传感器反馈切换焊接工艺，更好地满足复杂的生产需求。
在下游应用领域，传统焊接机器人主要应用于标准化程度高的行业。汽车、3C电子行业的产品部件大量相同，适合批量生产，传统焊接机器人能够在这些行业充分发挥其优势。电子展了解到，2023年，汽车、3C电子、金属制品在传统焊接机器人下游应用占比分别达到36.9%、10.5%、10.0%。而钢结构、船舶等非标行业，由于焊接需求高度非标、小批量、多品种且项目制特点明显，传统焊接机器人难以满足其需求。随着智能焊接机器人技术的不断成熟，其在非标行业的渗透率有望持续提升，成为推动这些行业智能化升级的关键力量。
二、智能焊接在钢结构等行业的广阔需求
目前，国内焊接需求较高的行业包括汽车及汽车零部件、钢结构、船舶等。其中，钢结构、汽车及汽零、重工业、航空航天等行业体量预计未来增速为个位数；船舶行业周期明显且处于上行周期，预计未来几年体量将保持较高增速；新能源行业处于快速发展趋势中，预计未来增速为两位数增长。
钢结构行业近年来发展态势良好，焊接需求持续增长。2022年我国钢结构加工制造总产量达到10140万吨，《钢结构行业十四五规划及2035年远景目标》明确提出，到2025年钢结构产量要达到1.4亿吨，到2035年产量达到2亿吨，预计未来十年产量的复合年均增长率（CAGR）约为5%，这意味着焊接需求增速也将与产量基本持平。然而，钢结构行业面临着焊工短缺的严峻问题。钢结构焊接生产环境相对较差，对焊工的经验要求较高。随着老一代焊工逐渐退休，新一代年轻人从事焊工工作的意愿较低，导致焊工缺口持续扩大。电子展了解到，预计到2025年，全国制造业重点领域人才缺口将接近3000万人，缺口率达48%，技能型人才供不应求，船舶制造、汽车制造、工业机械设备打磨等领域尤为突出。
与钢结构行业相比，船舶行业同样存在大量焊接需求，且目前仍以手工焊接为主，机器换人空间较大。在造船业中，焊接工作量及成本均占船体建造的30% - 50%，其中长直焊缝主要通过焊接专机等设备焊接，但分段舱室等中组立结构由于焊缝短、结构形式多样，传统焊接机器人难以适应，目前主要依靠手工焊接。2023年以来，全球造船业维持高景气，未来几年焊工需求或将持续增加。中国船级社数据显示，截至2024年7月，中国船级社持证焊工数量约18.78万人，智能焊接机器人在船舶行业的应用潜力巨大。
重工业涵盖钢铁、机械、船舶、电力、化工、矿产资源加工等多个子行业，焊接在其中应用广泛。尽管自动化技术在部分领域逐步替代手工焊接，但定制化和低批量生产的工件仍需人工操作。目前重工业领域自动化占比约50% - 60%，随着行业的稳健发展，预计未来几年将保持5%左右的增速，仍有较大的机器换人空间。
航空航天行业在“中国制造2025”等政策和科技进步的推动下，景气度持续向好，预计未来增速将达到7% - 8%。焊接在航空航天制造中至关重要，在航空发动机、航天器、卫星、火箭等高精度、特殊材料的组件制造中，焊接工艺要求极高。在一些标准化和大批量生产环节，自动化焊接提高了生产效率和质量，但对于高精度、高难度的焊接任务，特别是结构复杂、尺寸较小的部件，仍需依赖人工操作。参考波音787的机身制造，约有60%的工作由机器人自动完成，航空航天领域虽有较大机器换人空间，但由于对柔性化、焊接精度和焊接技术要求极高，替换难度较大。
汽车及汽车零部件行业在焊接自动化方面走在前列，广泛使用焊接机器人进行生产，尤其是在车身制造的生产线上，机器人点焊和激光焊接保证了高精度和高生产效率。不过，在一些低批量、定制化生产或特殊材料的焊接环节，手工焊接仍占有一定份额。
三、智能焊接发展面临的挑战与市场前景
钢结构智能焊接面临诸多挑战，其中非标属性突出是主要难点之一。焊接接头常见的基本形式有对接接头、搭接接头、角接接头和T形接头，每种接头形式又有细分种类。不同种类的接头不仅焊接技术要求不同，还存在多层多道焊接的情况，对熔渣清理、电流控制、焊接速度、夹角等方面都有严格要求。钢结构焊缝质量等级分为一级、二级、三级，不同等级对焊缝质量要求差异较大。这使得钢结构焊接工艺复杂度高，场景多样，需要根据实际情况实时动态调整焊接参数和工艺，而成熟焊工凭借丰富的经验和技能才能完成高质量的焊接工作，这也增加了智能焊接机器人替代人工的难度。
在智能焊接领域，参与者众多，产业链各环节均有龙头企业布局。机器人本体领域，有海外的发那科、安川、ABB，国内的埃斯顿、凯尔达等；焊接设备领域，海外有CLOOS、福尼斯，国内有麦格米特、凯尔达等；软件及控制系统领域，柏楚电子、智流形等企业竞争；视觉系统领域，柏楚电子、明图智能、睿牛机器人等参与竞争；集成商领域则有中集飞秒、行健机器人、倍可机器人等。其中，软件及控制系统是制约智能化的核心环节，柏楚电子在该领域具有领先优势。柏楚电子在激光切割系统领域积累了强大的技术实力，掌握五大底层核心技术，推出的一体化控制系统解决方案在系统兼容性、易用性、软硬件结合方面处于国际领先水平，具备极强的算法优势。智能焊接和激光切割在运控系统方面存在共通性，柏楚电子可以将激光切割的技术优势复刻到智能焊接领域。
文章来源：百度