論焊接工藝、工裝對生產效率的影響

周進

摘 要：現代器械制造，尤其是汽車制造業，零部件的質量和生產效率的高低絕大程度上取決于焊接和工裝夾具。焊接是經由加熱和壓制，將不同性質工件產生原子間進行加工和耦合的工藝，應用范圍非常廣。工裝夾具也是焊接過程中不可缺少的設備。本文就焊接、工裝在生產效率方面的影響進行論述。

關鍵詞：焊接工藝;工裝夾具;生產效率;技術改進

近年來，我國汽車工業進入了高速高質的發展階段。汽車產業已成為影響制造業整體水平的典型產業。焊接技術可應用在汽車發動機、車架、車身等各個部位。制造商一直致力于優化汽車結構性能，從車身重量、剛度和抗沖性、成本等方面進行研究。目前市場競爭激烈以及生產批量加大的情況，汽車焊接技術雖然性能穩定，但其工作時間仍可以縮減，從而加強整體生產效率。

1 汽車制造主要焊接、工裝技術應用

1.1 焊接工藝應用

1.1.1 弧焊工藝

弧焊技術在汽車制造領域里使用范圍最廣，主要以MIG弧焊技術為主，可精確控制焊接點。然而，此技術在不同的焊接部件中使用的焊接方法是完全自動化的狀態，這表示焊接零件會產生焊接界面精準度得不到保證的問題，也會出現焊接偏離軌跡的現象，嚴重影響焊接件的質量。為了減少汽車零部件的焊縫數量，生產商開發了焊縫跟蹤形式，找出了弧焊過程中存在的焊接誤差，減少了弧焊過程中的不足。

1.1.2 二氧化碳氣體焊接工藝

二氧化碳氣體焊接技術是用點焊頭對對焊件表面進行局部加熱以便熔化的方法，在熔液通過焊接部分與焊接區域連接后，一直加入二氧化碳保護氣體，預防氧化和腐蝕，直到液體冷卻從而完成整個焊接過程。這種技術不用在焊接區和焊縫之間施加壓縮力，在熔焊后的整個液體和焊接區域中加入二氧化碳氣體，以防止氧化。從價格上看，電阻焊成本小，性價比高。但在使用時，二氧化碳氣體的存在使許多焊接區域出現不穩定情況，降低精確度。

1.1.3 激光焊接工藝

激光焊接的能量密度非常高，作業質量優于傳統焊接。制造商要重點關注的點是如何保證激光焊接中工藝的監測和質量控制問題。在汽車車身制造過程中，激光焊接技術的應用可以有效提高產品生產靈活性，降低零件和焊接工裝的使用數，在降低車身重量的同時縮減制造費用，提高車身的抗壓性，使產品更具競爭力。目前的技術中，焊接機器人和焊接自動化也成功地應用到部件組裝生產中，極大提高了生產率。

1.2 焊接工裝夾具的應用

工裝夾具可有效保證焊接質量、生產效率，保證焊接工藝的質量并降低生產成本。許多制造企業采用了先進的焊接技術，使企業的綜合實力和競爭力進一步得到加強。一般來說，許多機械設備焊接到各個部件的焊接是非常困難的，因此組合夾具的作用變得更加重要，并且焊接夾具在制造機械設備方面的應用促進了機械設備制造行業的廣泛發展。

2 焊接、工裝技術工作效率性能優化

汽車制造過程中，品牌商和制造單位一般會重點關注焊接質量問題，因為焊接操作質量直接影響到零件的生產。科學有效的焊接、工裝改進與應用不僅能保證焊接質量，也會優化產品生產效率，降低生產成本。

實現焊接性能優化首先要找出問題的“源頭”，再“對癥下藥”。我司主導改善的后橋工位產能不足問題，在進行原因分析及改善主導步驟后，解決了各工位工時不平衡的問題，提升瓶頸工位生產效率，為公司節省了人力資源和材料的成本消耗。在后橋JG11工位產能不足問題中，焊接機器人的工作時間往往是影響整體焊接效率的關鍵點，不同工位焊接時間的較大時間差會造成公式不平衡問題，影響產能。JG11工位機器人焊接時間是112秒，而零件放置平均時間需要10秒，JPH值則為26.55，作為瓶頸工位，顯然這個數值不能滿足生產性能要求。根據確定的影響原因，包括工裝夾具的老化、焊道分布不合理等，我司采取了有效對策進行工位改善。最主要的對策就是根據針對不合理的焊道分布，拆除原來的焊道，通過熔深試驗和反向彎曲試驗重新工位調整。經過整改后的機器人焊接時間為92秒，JPH值為31.76，生產效率提升目標得以實現。通過改善各個工位機器人焊接速度時間，達到各個工位時間平衡，縮短每臺份工時，提升焊接效率。在此案例中，改進策略的有效實施使得生產目標達到設定值，工作小組的成員的能力得到提升，同時JG11工位性能優化也為日后的其他瓶頸工位改善提供了經驗。

另外，我公司參與的彈簧臂襯套壓傷改善的項目，也是先進行了原因分析后，有效降低了其壓傷報廢成本。其次，車身零件的優化與試制也能給焊接過程提供品質保證。例如，我司參加的馬自達第6代、第7代白車身零件的開發試制項目，通過對零件進行樣本試制與檢測，保證了零件自身的品質育成，大大提升了后面焊接工位的生產效率。上述內容表明，汽車零件品質的改善及焊接、工裝工藝時間、設備管理上的優化與部件生產效率是成正比發展的。

3 結論

我國制造業的自主研發道路在科技研發成果不斷增加的基礎上越走越寬，制造工藝也在不斷改進，前景廣闊。中國汽車產業必須依靠包括焊接技術在內的制造技術的改進和創新能力的提高，提高器械制造過程中的作業性能，提高整體生產率。

參考文獻：

[1]劉惠玲.焊接自動化提高產品質量和生產效率[J].金屬加工（熱加工），2012（12）：28.

[2]彭振國，劉昌雄.汽車制造中焊接技術現狀及發展趨勢[J].汽車工藝與材料，2007（02）：13-17.

[3]薛如韋.巧用簡易工裝提高生產效率[J].機械工程師，2008（01）：151.

[4]袁立星.汽車車身制造中焊接技術的應用與總體發展趨勢[J].科技創業家，2013（06）：66.

[5]周韶冰，熊文華.焊接技術汽車制造業中應用現狀及發展趨勢[J].山東工業技術，2016（22）：44.