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汽車工業(yè)突破高端激光焊接新技術(shù)

放大字體??縮小字體 發(fā)布日期:2016-01-22??來源:中國汽車報
核心提示:近期,在北京舉辦的2015年國家科學技術(shù)獎勵大會上,由華中科技大學邵新宇教授領(lǐng)銜,華工激光工程有限責任公司、神龍汽車、上海通用、江淮汽車、等十余家企業(yè)的研發(fā)團隊共同完成的“汽車制造中的高質(zhì)高效激光焊接、切割關(guān)鍵工藝及成套裝備”項目,榮獲了國家科技進步一等獎。
  近期,在北京舉辦的2015年國家科學技術(shù)獎勵大會上,由華中科技大學邵新宇教授領(lǐng)銜,華工激光工程有限責任公司、神龍汽車、上海通用、江淮汽車、武漢法利萊切焊系統(tǒng)工程有限公司、上海通用、江鈴、長城汽車等十余家企業(yè)的研發(fā)團隊共同完成的“汽車制造中的高質(zhì)高效激光焊接、切割關(guān)鍵工藝及成套裝備”項目,榮獲了國家科技進步一等獎。這標志著我國汽車工業(yè)急需的高端激光焊接、切割裝備領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了關(guān)鍵性的突破。
 
  破冰外資壟斷的汽車焊接領(lǐng)域
 
  作為我國汽車四大工藝裝備中最薄弱的環(huán)節(jié)之一,此前我國整車廠的車身自動焊裝線關(guān)鍵裝備幾乎全部依靠進口,而該項目的成功,一舉打破了固有的市場格局。
 
  下面這組數(shù)字可以部分體現(xiàn)出12年間這一項目對我國汽車工業(yè)發(fā)展貢獻:57類汽車制造高端激光加工裝備實現(xiàn)了國產(chǎn)化;目前已有500余臺成套設(shè)備應(yīng)用在神龍、長城、江淮、上海通用、江鈴等313家企業(yè)的生產(chǎn)線上;近百種關(guān)鍵功能部件的研發(fā)和多種成套裝備設(shè)計、制造與系統(tǒng)集成;完成發(fā)明專利10項、實用新型專利24項、企業(yè)標準3項……“汽車制造中的高質(zhì)高效激光焊接、切割關(guān)鍵工藝及成套裝備”項目成功的可貴之處,不僅在于其打破了我國汽車高端激光加工裝備市場一直由國外企業(yè)壟斷的局面,而且一舉帶動我國汽車制造中激光加工技術(shù)水平邁入國際前列。2014年12月,中國機械工業(yè)聯(lián)合會和中國機械工程學會組織專家對該項目成果進行了鑒定,認為其總體技術(shù)性能達到國際先進水平,在長行程搭接填絲熔焊、不等厚切焊一體化、非穿透精密控厚切割等方面技術(shù)的部分重要指標優(yōu)于國外。
 
  在國際公認技術(shù)水平最高、難度最大的汽車白車身激光焊接生產(chǎn)線的近3年國際招標中,該項目的主要技術(shù)實施方——華工激光,在11次與ABB、KUKA、COMAU、CFER等國際頂尖企業(yè)競爭中屢屢脫穎而出,其中10次成功中標。而且成為世界上僅有的兩家掌握激光非穿透精密切割技術(shù)與裝備的企業(yè)之一。
 
  中國汽車工業(yè)協(xié)會對此項目的評價是:裝備與生產(chǎn)線均填補了國內(nèi)空白,多項產(chǎn)品替代進口,改變了我國汽車行業(yè)高端激光加工裝備被國外壟斷的局面,為我國汽車制造技術(shù)水平的提高發(fā)揮了重要作用。
 
  作為一個新進入者,他們是如何跨越了這一技術(shù)門檻甚高、對質(zhì)量管控要求苛刻的領(lǐng)域?
 
  “用戶牽引”的產(chǎn)學研用合作典范
 
  目前激光焊接、切割技術(shù)已經(jīng)在汽車工業(yè)中被廣泛采用,但在十幾年前,只有在國內(nèi)合資企業(yè)的關(guān)鍵焊接工位上才能看到激光焊接這種高端工藝裝備。由于技術(shù)門檻甚高,這一市場一直被ABB、KUKA、COMAU等外資企業(yè)把控,國內(nèi)企業(yè)幾乎沒有機會涉足。
 
  這一切因華中科技大學邵新宇教授的美國之行發(fā)生了改變。20世紀90年代,邵新宇教授赴美國學習期間,注意到激光加工技術(shù)在汽車制造中的重要性和普及,認為激光加工技術(shù)將會成為汽車制造技術(shù)的必然趨勢。1994年,以華中理工大學(現(xiàn)華中科技大學)為依托建設(shè)激光加工國家工程研究中心成立,其后孵化為華工激光工程有限責任公司,為以后完成“產(chǎn)學研用”一體化奠定了堅實的基礎(chǔ)。
 
  2003年,在邵新宇教授帶領(lǐng)下,華中科技大學聯(lián)合華工激光、神龍汽車、江淮汽車、上汽通用、江鈴、長城汽車、武漢法利萊切焊系統(tǒng)工程有限公司、湖北中航精機科技有限公司、凌云工業(yè)股份有限公司等多家企業(yè),組成了“產(chǎn)學研用”結(jié)合、光機電多學科交叉的研究團隊。
 
  2009年,公司成功中標神龍公司的東風標致508車型的頂部車身的焊接項目,2012年,由華工科技產(chǎn)業(yè)股份有限公司牽頭,成立了國家激光加工產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟,在全國范圍內(nèi)組建了以技術(shù)創(chuàng)新需求為紐帶、以契約關(guān)系為保障的技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟。這一聯(lián)盟整合了包括優(yōu)勢企業(yè)、大學、科研院所在內(nèi)的科技資源以及下游的整車廠和汽車零部件廠,使市場需求與科研方向?qū)崿F(xiàn)無縫對接,確保了產(chǎn)學研合作的緊密、有效,也為后期每個項目的順利落地奠定了堅實基礎(chǔ)。“時至今日,我們認為該項目成功的秘訣是:面向國家與制造業(yè)重大需求,深度交叉融合各學科與產(chǎn)學研力量,把研究與應(yīng)用搞透徹,克服各種困難始終堅持往前走。”李斌認為,多學科的交叉應(yīng)用,與實際產(chǎn)品用戶之間的密切聯(lián)系,與裝備生產(chǎn)單位之間的溝通協(xié)作,都是該項目能取得突破性成果的原因。
 
  將促進我國中高端汽車自主生產(chǎn)能力
 
  高質(zhì)高效的激光焊接、切割關(guān)鍵工藝及成套裝備,是實現(xiàn)汽車輕量化、高安全性和柔性高效生產(chǎn)的重要技術(shù)保證。與在制造環(huán)節(jié)傳統(tǒng)的電阻焊相比,激光焊接不僅能壓縮車身結(jié)構(gòu)件本身的體積,減少車身重量,降低汽車油耗,而且可以減少工序和生產(chǎn)材料損失,提高生產(chǎn)效率。最近幾年,不僅合資汽車企業(yè),國內(nèi)汽車企業(yè)也越來越多地采用自動焊接生產(chǎn)線。不過,對于大多數(shù)國內(nèi)自主車企而言,在這個由國外公司壟斷的市場,在合作過程中并沒有太多的話語權(quán),因此使用激光焊接的企業(yè)并不多。“在此項目成果出來之前,我國汽車焊接、切割領(lǐng)域一向是外資統(tǒng)領(lǐng)的天下。隨著這一項目成果的陸續(xù)推出,國內(nèi)整車企業(yè)才開始大范圍地運用本土開發(fā)制造的高端激光焊接、切割工藝和成套裝備。”作為該項目的推薦方,中國機械工業(yè)科學技術(shù)獎勵工作辦公室主任馬敬坤告訴記者,激光焊接、切割工藝和成套裝備的國產(chǎn)化和大規(guī)模普及,對于提升我國汽車工業(yè)制造品質(zhì)和產(chǎn)品質(zhì)量功不可沒。“我們的目標就是要讓越來越多的整車企業(yè)感受到,激光加工技術(shù)是觸手可及的。
 
  從2009年公司承接了神龍公司的東風標致508車型的頂部車身的焊接項目以來,他們相繼與上汽通用、江淮、江鈴等整車企業(yè)合作。經(jīng)過一個個項目的推廣,我國大部分汽車企業(yè)已經(jīng)充分認識到激光焊接工藝在提升制造品質(zhì)中的重要性。江淮、一汽、東風乘用車、上汽等越來越多的整車企業(yè)也都把激光焊接技術(shù)作為整車制造中的標準工藝。而華工激光也在一次次的國際、國內(nèi)市場招標中,憑借著對焊接工藝應(yīng)用技術(shù)等競爭優(yōu)勢,也在不斷贏得客戶認可。“在近兩年汽車行業(yè)主機廠激光焊接項目的公開招標中,80%的項目都被華工激光斬獲。”“我國自主高端制造裝備企業(yè)必須加強自主創(chuàng)新,重視研發(fā),提高產(chǎn)業(yè)的自主發(fā)展能力,減少對于進口產(chǎn)品的依賴。”雖然企業(yè)在這方面取得了一些成績,但還有很多難關(guān)需要攻克,包括機器人、激光器、高端傳感器等部件的國產(chǎn)化,制造工藝的升級等。“我們不能一直跟著國外的技術(shù)走,必須要有領(lǐng)先的制造工藝,才能保證我們技術(shù)的先進性。同樣我們還需要建立自己的質(zhì)量標準體系,而不是簡單采用國外標準。”
 
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關(guān)鍵詞: 激光焊接 汽車工藝 江淮汽車
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