关注细节——焊接质量的可靠保证

访长城汽车工程院焊装技术部部长孟树杰先生

发布时间:2010-07-13
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长城汽车拥有3个车身焊接车间和1个车架焊接车间,其焊装车间不仅采用了大量先进的焊接设备和技术,目前,还将实施一个产能提升项目,由原来的8万台/年提升至12万台/年,以满足不断增加的市场需求。

AI: 作为国内规模最大的民营汽车制造企业,长城汽车不仅连续10年保持高增长和盈利的业绩,更获得了多项诸如长城SUV系列连续4年保持全国销量冠军等国内第一。对此,长城汽车焊装车间是否也是与众不同的,请你简单谈谈贵企业焊装车间的现状、特点及采用的设备情况?在实际生产过程中,还存在哪些尚需解决的问题?

孟树杰先生:长城公司目前拥有3个车身焊接车间和1个车架焊接车间,生产皮卡、SUV、CUV、MPV和轿车,整车年生产能力可达40万台,其中皮卡、SUV、CUV、MPV车身焊接生产线都是单一车型焊接生产线。轿车焊接生产线是两个平台,三车型共线的高柔性生产线。主要设备有:
MOTOMAN焊接机器人,OBARA伺服焊钳,德国SOYER、KOSTER螺柱焊机,南京小原悬挂点焊机,松下CO2气体保护焊机和固定点焊机,美国GRACO涂胶泵,美国API公司激光跟踪仪,德国GE公司超声波点焊测试仪以及韩国专业夹具公司制作的主线夹具。控制系统方面采用“集中监测、分散控制”的典型控制模式,利用MES系统、PLC系统(包含MOBY识别系统)、条码识别系统、ANDON系统来支持生产的顺利进行。PLC系统采用SIEMENS的S7-400及S7-300的PLC,与现场总线模块之间采用Profibus-DP现场总线;PLC与现场设备之间直接点对点连接,不同的OEM控制系统之间通过DP/DP coupler进行数据交换及连锁控制。这些新技术新设备的引进与应用使我们在车身定位、焊接质量和白车身尺寸以及有序生产等方面有了很大提高,可有效保证白车身质量和生产安全。

在实际生产中,目前存在人员技能、管理技能和维修保养技能低的问题,还需加大在这些方面的培训力度。在产品质量控制方面,存在尺寸检测手段相对做不到每台车全检测,在线检测设备的引进是下一步改善的重点。

AI: 目前,贵公司焊装车间里主要使用了哪些种类的焊机,所使用的焊接设备是否能够满足生产的需求?是否存在焊接状态不稳、影响焊接质量等问题?

孟树杰先生:我们目前使用的焊接设备主要有:悬挂点焊机、凸焊机、CO2焊机、MIG焊机、螺柱焊机等。由于车身主要是低碳钢薄板点焊,90%以上是点焊焊接,车架98%以上是CO2焊焊接,质量可靠、稳定,能够满足大批量生产线的需求。

在我们的焊装车间,车身焊接以点焊为主,采用的是南京小原悬挂点焊机;车架焊接以CO2焊为主,采用的是松下焊机,焊机性能比较稳定,焊接的车身、车架精度均能满足产品技术和生产节拍的要求。但目前存在螺柱焊接和螺母凸焊质量不稳定现象,是我们控制的重点。螺柱焊接质量受焊机输出稳定性、工件状态、螺柱焊枪头与工件的垂直度以及与螺母配合的扭距、运输磕碰等方面的影响,焊接质量不易控制,个别螺柱焊接强度需要100%检测。螺母凸焊,尤其是M6等小规格螺母与厚板件的焊接,同样存在类似问题,需要加大检测力度。

AI: 要得到可靠的焊接质量,焊接设备的稳定性至关重要。对此,您能否对目前使用的焊接设备的性能、水平以及供应商的服务做以评价?

孟树杰先生:我公司现有国产悬挂点焊机300多台,进口的500多台,从使用的情况来看,国内设备同国外同类产品相比存在一定差距,其稳定性有待提高。选择设备时,我们以满足产品质量、生产需求为目标,关键工序的焊接设备我们主要还是采用国外的技术。

我们的设备供应商在合作前期,就有专业人员来公司介绍厂家情况并安排技术人员作交流;设备厂家确定后,有项目经理专门负责该项目,能做到问题的及时反馈与处理,推进项目顺利进行;设备调试期间,安排人员在现场与我公司人员同甘共苦,进行现场服务与技术指导,第一时间解决问题,备品备件及时到位;在后期使用过程中有定期回访,解决使用过程中的问题。一些厂家在我公司或保定设有办事处,为设备的正常运行提供了保证。但是随着汽车行业的竞争越来越激烈,顾客对整车的品质要求也越来越严格,我们相应也会对供应商的设备制造能力以及产品质量控制能力提出更高要求,以适应我公司的快速发展,从而实现整个产业链的效益最大化。

AI: 对于保证焊接质量,除了选择可靠的焊接设备,焊接工艺也扮演着重要角色,您认为哪种技术性价比较高?随着消费者对汽车品质要求的提高,许多诸如激光焊接等高新技术的应用不断增加,您如何看待它们的发展前景?

孟树杰先生:就焊接工艺而言,“性价比”是一个综合性的问题。就目前来看,由于人工点焊一次性投入低,操作者及设备维修保养费用低,备品备件价格便宜,所以人工点焊焊接占有一定优势。再者,焊机有带一把焊钳和二把焊钳的,在充分考虑了作业组合,使生产均衡化,并为将来的产能提升留有一定余地,目前我们的焊接设备和技术水平能很好地满足生产节拍要求。

中频焊接、机器人焊接、激光焊接存在很大的发展空间。中频直流焊接技术的应用可降低电力能源成本,焊接稳定性高,并且改善环境。焊接机器人在柔性生产中,在车型识别、程序切换、自动焊接方面十分简捷有效。激光焊接具有质量稳定、焊接变形小、焊接强度高、减少整车质量、减少焊接变形等优势,随着这一技术国有化,成本将大幅度降低,其发展前景是很值得期待的。

AI: 随着市场竞争日趋激烈,汽车制造企业纷纷选择不断提高自身的生产能力和技术水平来占据竞争优势。那么,就长城汽车焊装车间而言,还需要做那些技术改进?同时,还需要供应商提供哪些技术支持?

孟树杰先生:目前,我们的车身在精度和稳定性上都能满足产品技术要求,但要想在竞争激烈的市场中取胜,还需要不断提高产品质量,这就必须改进我们原有的技术和管理方法。自动化程度的提高可以免除人为因素对产品造成的影响,更容易保证车身稳定和精度,从而提高车身质量和生产效率,降低成本。离线编程技术在柔性化生产线应用中,在满足正常生产的情况下,可以进行机器人虚拟调试,能够大大缩短产品的上市时间,为赢得市场占领先机。但激光焊接、在线检测等先进技术的广泛应用还需要设备供应商的大力支持,尤其需要国内设备厂家加快在这些领域的研发步伐,获得核心技术,降低成本。其次,人工焊接作业时,分体式点焊机的电缆灵活性差给一些工位的操作和焊接打点带来困难,不仅劳动强度大,而且不能垂直焊接,出现马蹄点,影响焊接质量。一体化焊机虽然操作方便、能源成本低、灵活性高,但质量不稳定。可见,人工焊接点焊设备也需要向轻便、节能、环保型方向发展,这也是供应商面临的一个课题。

AI: 保证焊接质量、提高焊接效率、降低焊接成本,一直是汽车制造企业关注的焦点。您认为影响效率和成本的关键是什么?针对这一问题,从目前贵公司的生产情况看,还需要从哪几个方面进行调整和改进?

孟树杰先生:在满足生产节拍和产品质量的前提下,我认为影响焊接效率和成本的关键是工序节拍设定的均衡性、设备的可靠性以及降低无效作业时间。在这方面我们是这样做的:定期对生产线进行生产平衡计算,确保实现“一个流”的生产模式,使制造链上的效益实现最大化;针对焊接设备,我们引入MTBF、MTTR等控制指标,经过一段时期后,实现预见性维护,在很大程度上可提高设备的可靠性;作业准备时,“预控图”、“红绿灯控制图”等统计技术的应用可有效避免无效作业。采取科学的管理方法,对过程进行控制,大力推行精益生产模式。
在提高焊接效率,降低焊接成本方面,目前主要从以下三个方面进行调整和改进:

1. SE活动的开展。为了提高整车品质并减少生产准备阶段的问题,通过SE分析工作,在产品设计、工程化及试造样车阶段分析生产线工艺合理的可行性、装配基准、公差及生产的可靠性,以避免后期更改造成的浪费。

2. 工艺方案的规划。我们在物流、模块化工艺及线体布置等方面进行去房件分析、可焊性分析、人机工程分析、生产均衡性分析,为实现“及时化”生产打好基础。

3. 随着科学技术的发展,信息技术也为我们提高焊接效率、降低焊接成本,提供了很大的发展空间。目前,我们正在实施PPM、CAPP、MES系统,这些系统的导入会大幅度减少从产品、工艺到制造等环节的浪费。

AI: 随着企业的不断发展和市场需求日益旺盛,贵公司的焊装车间是否也有一些扩产计划?能否谈谈未来贵公司焊装车间的发展重点?

孟树杰先生:随着企业的不断发展,焊装车间的改造也不可避免。我公司即将实施一个产能提升项目(由8万台/年提升至12万台/年)。目前,焊装车间白车身调整线多车型共用,生产节拍不能满足12万台/年产能;焊装车间送涂装车间的白车身总成积放链不能满足要求。我们主要从两方面来改造:1.共用的车身由地面链拖随行小车改为地面板式输送链,提高设备自动化水平,减轻工人劳动强度;2.提高车身总成送往涂装车间的积放链输送速度,增加存储区存储量,满足生产节拍要求。将各车型空中独立存储区因不能共用,改造成两个存放区可以共用,提高存储量。

未来,我们会继续专注SUV、CUV、皮卡这些细分领域。在轿车领域,我们以微型轿车为切入点进入主流市场。长城公司要在2010成为中国最优秀的自主品牌,这就要求我们关注细节,打造高质价比汽车。为此,焊装车间发展的重点主要包括:

1. 在焊装车间的规划中高度重视柔性化制造技术的应用,降低成本和生产准备周期;

2. 提高焊装车间的自动化程度,充分利用零部件供应商资源,实现模块化供货;

3. 加强数字化制造技术的应用,车间现场的三维模拟、离线编程、车间2D/3D布局、制造可行性分析、操作可行性分析等可以缩短车型的开发时间,提高工作效率;

4. 努力提高管理人员、工艺人员以及保全人员的技能水平,加强培训和教育,以先进的精益生产理念指导工作;

5. 将在线检测、无损检测技术应用到关键工序,提高产品质量,打造时尚、科技、精美的产品。

 

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