在国外焊机大行其道的今天，东风汽车在国产焊机的应用方面树立了榜样。虽然其焊装车间的自动化水平、柔性化生产、工序能力匹配性及质量控制等方面需要进一步调整和改进，但是它在焊接技术和焊接设备的应用方面始终在走一条有自身特色的发展之路。

AI:大家都知道东风汽车主要生产商用车和乘用车，那么不用的车所采用的焊接方法是否也不相同？东风汽车焊装车间目前所采用的焊接方法主要有哪些？

彭振国先生：东风汽车有限公司生产的产品系列包括商用车和乘用车，其焊接技术在各大焊接总成生产中占有非常重要的地位，所采用的焊接方法包括电阻焊、熔化焊、钎焊、高能束流焊、螺柱焊等，其各具体焊接部位所采用的焊接方法如表。

目前，东风汽车焊装车间平面布置基本合理，生产方式为大批量流水作业，作业方式以手工作业和机械化、自动化作业混合模式并存，生产线上已部分采用焊接机器人、焊接自动化专机，不仅大大提高了生产效率、降低了工人的劳动强度，同时提高了产品质量。

AI:焊接设备对保证焊接质量具有非常重要的作用，可否为我们的读者介绍一下东风汽车焊装车间焊接设备的使用情况？是否能够满足目前的生产需求？其设备供应商提供的技术、服务等是否还需要做相应的改进？

彭振国先生：东风汽车各焊装车间所使用的焊接设备主要包括：传输线、固定点焊机、悬挂点焊机、CO2焊机、专用的自动焊机、埋弧焊机、钎焊炉、电子束焊、MAG/MIG焊机、闪光焊机和焊接机器人等。除了少量的焊接生产主线和焊接机器人为进口设备以外，其余均为国产焊接设备。但其性能和使用可靠性基本达到国际同类产品的水平，并且维修方便、备件价格低、售后服务及时。从各大总成厂焊装车间的实际生产情况来看，目前所使用的焊接设备均能满足生产需要。

然而，国内阻焊设备控制器的控制精度与国外公司的产品尚存在差距，由于其控制精度一般，可靠性略差于进口品牌，偶尔会造成焊接参数波动，从而影响产品质量，但对于焊接低碳钢却没有太大影响。另外，在电极材料方面，我们使用的CrZrCu电极的性能和寿命低于进口电极材料。在焊接镀锌钢板时，国外已采用弥散强化铜电极，其性能和寿命均优于CrZrCu电极，而国产的弥散强化铜电极还未形成商业化生产。

目前我们所选择的阻焊设备的供应商有：南京鼎华焊接设备有限公司、浙南焊钳设备制造有限公司、河北向鑫机电有限公司、上海电焊机厂、株洲电焊机厂、成都电焊机厂及天津陆华科技开发公司等。其中，阻焊控制器大部分为天津陆华科技开发公司生产的WDK或HW系列控制器和少量的KD7、KD9型控制器，点焊机的额定功率一般在63kVA以上，最高达到400kVA。我们所使用的点焊机约有800余台，电能消耗较大。对KD7型控制器而言，其控制精度较差；WDK或HW系列控制器对电流的控制精度较高，约为±3%左右，同时具备多脉冲焊接功能，因此，基本能够满足低碳钢或镀锌板的焊接。

在CO2焊设备使用方面，我们大量使用了唐山松下或OTC的产品，其性能较为稳定，能够满足批量生产的使用要求，而真正意义上的国产品牌的使用比例则较少。从使用的角度来看，真正意义上的国产品牌也能满足批量生产的要求。但是国产品牌的推广力度不够，并且设计人员对国产CO2焊设备在认知方面存在一定偏见。我个人认为：北京时代电焊机厂和成都电焊机厂所生产的CO2焊机的性能基本达到国际同类品牌的水平，并且其市场价格较低。

AI:虽然目前东风汽车焊装车间的设计较为合理，焊接设备能够与生产节拍相匹配，但是否也存在一些急需解决的问题？

彭振国先生：的确，面对汽车市场激烈的竞争，需要我们不断的找出自身的问题，并加以解决，才能在竞争中占据优势。东风焊装车间需要解决的问题包括以下几个方面：

1. 焊接生产线的柔性化程度还不能适应新品换型生产：焊接车间的设计是基于既定产品的生产纲领而确定的，生产线能通过的焊接总成受到限制。即，我们焊接生产线的柔性化程度较国际先进汽车制造商的水平差距较大。当投入新品时，需要重新建立生产线，不仅浪费较大，而且延长了生产准备周期。另外，不同车型混流生产时，靠人工识别容易出错，尤其对自动焊机，若车型识别错误，会导致重大的设备事故，从而造成巨大经济损失。

2. 各工序的工序能力匹配性差：由于我们的设计完全依靠经验积累来完成，设计水平的高低完全取决于设计师的水平，因此会出现各工序工作量分配不均的情况，不仅严重影响生产的均衡性，而且使生产效率降低，造成浪费。

3. 关键工序的质量控制水平不高：虽然目前正在逐步完善关键工序的焊接总成检具，但由于零件状态较差，焊接工装缺乏在线检测装置、定期检测和维修的条件，导致关键工序的焊接总成质量难以得到保证，从而影响了整车质量。

4. 自动化水平急待进一步提高：虽然目前自动化流水线生产方式正在普及，但大部分分装工作仍由手工作业完成，工人的劳动强度较高，同时产品质量难以得到保证。

5. 焊装车间的能耗问题急待解决：对于车身焊接而言，固定点焊机在63kVA以上、悬挂点焊机在160kVA以上，一个10万辆的焊装车间，焊接设备数量达200余台，这将形成巨大的电能消耗，因此，急需替代目前使用的工频交流阻焊变压器，采用中频焊机或一体化焊钳。这样既可以降低能耗，也可以提高产品质量。

AI:鉴于东风汽车焊装车间目前的生产状况及存在的问题，企业会对其做出哪些技术改进？可否谈谈技术改进具体包括的内容？

彭振国先生：技术改进涉及到工艺、设备等多个方面，尤其要虑到焊接质量和成本，我们所做的技术改进项目包括：

1. 提高白车身的产品质量。汽车白车身质量控制是一个比较复杂的系统工程，涉及到冲压工艺分析、冲模结构的构思、冲压件检具的使用、焊接工艺分析、焊接夹具机构的构思、零部件公差的正确选取与合理分配等多个方面。中重型载货车白车身的质量处于非受控状态，目前仅依靠经验和产品图纸进行测量判断，使得质量改进周期较长，且有时改进效果不明显，从而严重影响白车身的产品质量。具体表现在：车身的密封性差、门洞间隙超差等。

2. 提高焊点质量的稳定性。若不采用分时焊接技术，外网变压器的容量过高，不仅会增加投资，同时网压波动严重，还会严重影响焊点质量的稳定性和可靠性。

3. 提高车身焊装线的自动化水平。虽然东风汽车在20世纪90年代就已逐步开始应用焊接机器人技术，但我们的应用水平不高。一方面由于机械备件主要依靠进口，电气维修技术水平较低；另一方面由于零件本身的重复精度较差，严重影响了应用机器人的优势。

4. 加强摩擦焊工艺的应用。目前，摩擦焊工艺主要应用于刀具和少量的汽车零件上，若能将摩擦焊工艺应用于适合此工艺的零件上，可以提高生产效率、降低成本。

5. 推进白车身关键功能尺寸在线检测技术的应用。目前，我们在白车身关键功能尺寸检测方面的主要形式是利用样架和三向坐标仪检测，该方式时效性差、速度慢，且不利于质量问题的发现和解决。

6. 改进对变速箱齿轮焊接的工艺。目前，我们对变速箱齿轮焊接仍采用电子束焊，生产效率低，对新产品的适应性差，同时，X-ray对人体伤害严重。

7. 在汽车车身（轿车除外）中推广采用激光拼焊技术。目前我们汽车白车身冲压零件采用的全部是分离冲压形式，增加了模具和焊接工装数量、成本、零件装焊过程中的累积误差。若采用优化的厚度、材料组合的拼焊板整体冲压形式，可减轻整车自重，提高整车性能，并降低成本。

8. 在汽车车身制造中推广激光焊技术。采用点焊工艺时，其凸缘尺寸较大，会增加车身自重。同时，为了进行点焊，有些局部结构需增加焊接用工艺孔，降低了车身刚度。若采用激光焊接工艺，可基本避免这些问题的出现，并能增加产品设计的灵活性。

9. 加强硬钎焊技术在铜散热器制造中的开发和应用。目前，我们生产的铜散热器采用软钎焊工艺，该散热器装在重型车中使用时，易出现焊缝开裂、渗漏现象。随着制带和制管技术的发展，采用铜硬钎焊散热器可减轻重量和体积，并能降低制造成本，且有利于环保。

10. 开发焊缝跟踪技术在汽车零件制造中的应用。在冲焊桥壳、储气筒、白车身的顶盖与支柱搭接处等焊接部位的自动焊中，由于坡口位置精度较差，常出现焊枪偏离坡口位置，导致焊接缺陷。采用焊缝跟踪技术可有效提高产品质量和生产效率，减少用户赔偿。

11. 加强数值模拟技术在焊接结构件上的开发和应用。在焊接过程中，均存在着应力集中和焊接变形问题，影响着焊接结构的使用寿命和安全性，为解决这个问题只能根据经验反复试验，但试验改进中缺乏科学依据。采用数值模拟技术可以量化焊接应力存在的位置和集中程度，为降低应力集中提供科学依据。

12. 加强点焊中焊点质量的在线检测与控制技术开发。目前，焊点质量的检查均采用了焊后破坏性检验法，这种方法具有较大的局限性：工况发生变化时，可能会产生不合格焊点。为保证点焊结构的强度，在产品设计时需增加焊点数量，从而使制造成本增加。

 AI:未来，随着企业的发展和生产能力的不断提高，是否也会对焊装车间有一些预想和规划？可否谈谈未来的发展计划？

彭振国先生：要促进企业进步，提高生产能力，推进焊装车间的发展至关重要。从我们自身发展的具体情况来看，未来焊装车间的发展计划包括六个方面：

1. 开展车身焊装工艺的虚拟设计技术

在进行车身焊装工艺设计时，产品的工艺分块是工艺设计的关键。目前，车身焊接工艺的设计水平主要取决于设计师的经验，无法科学地判断某个设计方案的优劣。为了提高工艺设计水平，必须采用计算机模拟技术进行虚拟工厂设计。通过计算机模拟技术与设计者的经验相结合，可以优化焊装车间平面布置和工作单元布局；预研工艺对产品的影响和各工序间的关联；校验所需设备数量和对自动化设备的需求；计算出生产面积和所需的工人数；并且能对焊装线上的机器人、自动化设备及人体作业进行仿真分析。

2. 开展焊接数值模拟技术的应用

在许多焊接结构件中，由于焊接工艺本身的特点，焊缝接头（特别是弧焊接头）存在着各种焊接缺陷和应力集中，焊接应力分布复杂，并会引起承载能力下降和焊接变形。采用常规的手段无法分析焊接应力分布和预测焊接变形，且很难控制焊接总成的质量。通过焊接数值模拟，可以模拟出焊接过程中应力的变化和分布情况，为我们制定合理的焊接工艺提供了理论依据。例如，客车车架焊接变形的控制。

目前，我们只能通过反复试验获得相对合理的焊接工艺，试验存在着盲目性，并且周期长、投入大。若采用数值模拟技术，可以经济、快速地模拟出正确的工艺方案。东风汽车在这个领域还有很大差距。为了提高焊接工艺设计水平，应立即开展相关焊接总成数值模拟技术的研究与应用。在国内，高校对焊接结构的数值模拟技术研究得较多，并且已有一些成功的应用案例。

3. 推广白车身焊装车间群控技术的应用

焊装车间的点焊机较多，一般点焊机的视载功率较高。变压器属于感性负载，多台焊机同时焊接时，会对焊接变压器的原边产生感应电压，造成严重的网压波动。网压最高可达到430V左右，更为严重时会产生高次谐波，影响控制器的精确控制，从而影响焊点质量的稳定性。采用分时控制焊接（群控）技术，可减少外网变压器的容量，并减少投资，同时提高产品质量。目前，国内的上海大众已采用了此项技术。

4. 推广逆变焊机的应用

逆变电源具有效率高、节电效果好、重量轻等优点，对于弧焊逆变电源而言，其动特性特别好，外特性能够任意变换，可适应多种焊接方法的需要。虽然国产的弧焊逆变焊机技术较为成熟，但在东风汽车推广应用的情况却并不理想。随着汽车制造中有色金属使用的数量和品种的不断增加，如，铝镁合金的应用，还应大力推广应用逆变电源弧焊机。

另外，在逆变电阻焊机方面存在的问题是，目前国产逆变点焊机的性能还不能满足使用要求，国内的逆变控制器主要依赖进口。虽然在卡车车身制造中，所采用的材料为08AL和镀锌板，采用常用的点焊机即可。但在轿车车身制造中，随着铝镁合金使用量的不断增加，只有采用逆变点焊机才能获得较好的点焊质量。为了适应车身新产品开发的需要，应开展铝镁合金的点焊工艺开发，从而保证逆变点焊机的推广应用。

5. 开展高柔性度焊接生产线的开发并推广应用焊接机器人

法国雷诺汽车公司与日本日产柴汽车公司驾驶室焊装线都采用了高水平柔性夹具，驾驶室的装配、定位及点焊全部由机器人完成，并且其焊装线都能生产单排宽体普顶、单排窄体普顶、一排半宽体普顶、一排半窄体普顶、一排半宽体高顶等全系列车型驾驶室，非常有利于将来的产品换型。

为提高我们的生产能力和发展后劲，必须开展高柔性度焊接生产线的开发工作，减少投入，提高生产线对多品种的适应性。另外，大量采用机器人，一方面可降低工人的劳动强度，另一方面可保证产品质量，提高生产效率。

6. 提高焊接总成的在线检测能力

在汽车市场竞争日益激烈的今天，产品质量是企业的生命，对焊接结构件的检测而言更是如此，如冲焊桥壳、焊接车架总成等。保证每一条焊缝或每一焊点均能达到产品技术的要求，从而实现让用户满意、为用户创造价值的最终目的。