論焊接工藝、工裝對生產(chǎn)效率的影響

周進

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

關(guān)鍵詞：焊接工藝;工裝夾具;生產(chǎn)效率;技術(shù)改進

近年來，我國汽車工業(yè)進入了高速高質(zhì)的發(fā)展階段。汽車產(chǎn)業(yè)已成為影響制造業(yè)整體水平的典型產(chǎn)業(yè)。焊接技術(shù)可應(yīng)用在汽車發(fā)動機、車架、車身等各個部位。制造商一直致力于優(yōu)化汽車結(jié)構(gòu)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(chǎn)批量加大的情況，汽車焊接技術(shù)雖然性能穩(wěn)定，但其工作時間仍可以縮減，從而加強整體生產(chǎn)效率。

1 汽車制造主要焊接、工裝技術(shù)應(yīng)用

1.1 焊接工藝應(yīng)用

1.1.1 弧焊工藝

弧焊技術(shù)在汽車制造領(lǐng)域里使用范圍最廣，主要以MIG弧焊技術(shù)為主，可精確控制焊接點。然而，此技術(shù)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(tài)，這表示焊接零件會產(chǎn)生焊接界面精準度得不到保證的問題，也會出現(xiàn)焊接偏離軌跡的現(xiàn)象，嚴重影響焊接件的質(zhì)量。為了減少汽車零部件的焊縫數(shù)量，生產(chǎn)商開發(fā)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(shù)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(qū)域連接后，一直加入二氧化碳保護氣體，預(yù)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(shù)不用在焊接區(qū)和焊縫之間施加壓縮力，在熔焊后的整個液體和焊接區(qū)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(qū)域出現(xiàn)不穩(wěn)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(yè)質(zhì)量優(yōu)于傳統(tǒng)焊接。制造商要重點關(guān)注的點是如何保證激光焊接中工藝的監(jiān)測和質(zhì)量控制問題。在汽車車身制造過程中，激光焊接技術(shù)的應(yīng)用可以有效提高產(chǎn)品生產(chǎn)靈活性，降低零件和焊接工裝的使用數(shù)，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(chǎn)品更具競爭力。目前的技術(shù)中，焊接機器人和焊接自動化也成功地應(yīng)用到部件組裝生產(chǎn)中，極大提高了生產(chǎn)率。

1.2 焊接工裝夾具的應(yīng)用

工裝夾具可有效保證焊接質(zhì)量、生產(chǎn)效率，保證焊接工藝的質(zhì)量并降低生產(chǎn)成本。許多制造企業(yè)采用了先進的焊接技術(shù)，使企業(yè)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(shè)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(shè)備方面的應(yīng)用促進了機械設(shè)備制造行業(yè)的廣泛發(fā)展。

2 焊接、工裝技術(shù)工作效率性能優(yōu)化

汽車制造過程中，品牌商和制造單位一般會重點關(guān)注焊接質(zhì)量問題，因為焊接操作質(zhì)量直接影響到零件的生產(chǎn)?？茖W(xué)有效的焊接、工裝改進與應(yīng)用不僅能保證焊接質(zhì)量，也會優(yōu)化產(chǎn)品生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。

實現(xiàn)焊接性能優(yōu)化首先要找出問題的“源頭”，再“對癥下藥”。我司主導(dǎo)改善的后橋工位產(chǎn)能不足問題，在進行原因分析及改善主導(dǎo)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(chǎn)效率，為公司節(jié)省了人力資源和材料的成本消耗。在后橋JG11工位產(chǎn)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(guān)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(chǎn)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(shù)值不能滿足生產(chǎn)性能要求。根據(jù)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(jù)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(diào)整。經(jīng)過整改后的機器人焊接時間為92秒，JPH值為31.76，生產(chǎn)效率提升目標得以實現(xiàn)。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(chǎn)目標達到設(shè)定值，工作小組的成員的能力得到提升，同時JG11工位性能優(yōu)化也為日后的其他瓶頸工位改善提供了經(jīng)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(yōu)化與試制也能給焊接過程提供品質(zhì)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(fā)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(zhì)育成，大大提升了后面焊接工位的生產(chǎn)效率。上述內(nèi)容表明，汽車零件品質(zhì)的改善及焊接、工裝工藝時間、設(shè)備管理上的優(yōu)化與部件生產(chǎn)效率是成正比發(fā)展的。

3 結(jié)論

我國制造業(yè)的自主研發(fā)道路在科技研發(fā)成果不斷增加的基礎(chǔ)上越走越寬，制造工藝也在不斷改進，前景廣闊。中國汽車產(chǎn)業(yè)必須依靠包括焊接技術(shù)在內(nèi)的制造技術(shù)的改進和創(chuàng)新能力的提高，提高器械制造過程中的作業(yè)性能，提高整體生產(chǎn)率。

參考文獻：

[1]劉惠玲.焊接自動化提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)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(shù)現(xiàn)狀及發(fā)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(chǎn)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(shù)的應(yīng)用與總體發(fā)展趨勢[J].科技創(chuàng)業(yè)家，2013（06）：66.

[5]周韶冰，熊文華.焊接技術(shù)汽車制造業(yè)中應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].山東工業(yè)技術(shù)，2016（22）：44.