获奖技术成果应用在华境S等车型上。(上汽通用五菱供图)
7月8日,2025年度国家科学技术奖评选结果揭晓。上汽通用五菱联合上海交通大学完成的“薄壁结构电阻焊质量智能控制技术及载运装备制造应用”项目,获得国家科学技术进步奖二等奖。这是上汽通用五菱拿下的又一项国家级重磅荣誉,至此,企业已4次斩获汽车制造领域国家级奖项,为国内车企产学研协同创新树立了新范式。
参与项目研发的上汽通用五菱总技术官刘昌业表示,国家级奖项的背后,有上汽通用五菱与上海交通大学连续20余年深化产学研合作的积淀,也有双方研发团队扎根焊装一线、聚力攻坚薄壁电阻焊世界级“卡脖子”难题的艰辛付出,更有研发团队将实验室搬进车间钻研毫秒级焊接变化规律,助力国产汽车车身焊接精度实现行业领先的跨越式升级。
从零起步啃下精度焊接“硬骨头”
2002年,是上汽通用五菱与上海交通大学开启产学研技术合作的起始之年。彼时,国内微车制造业处于起步阶段,焊装生产线普遍存在焊点虚焊、开裂频发等问题,严重制约整车安全性能升级。受限于当时的焊接技术水平,行业内主流车企车身尺寸精度长期保持在3毫米以上,与国际先进的2毫米精度制造标准存在差距。
1毫米的差距,成了制约国产汽车品质升级的瓶颈。刘昌业解释,薄壁电阻焊具备成型速度快、对生产工况扰动敏感等突出技术特点,生产过程中微小的参数波动,都易产生焊点缩孔、裂纹、虚焊等问题,给车辆带来严重质量缺陷,这也成为全球载运装备制造领域公认的世界级工艺难题。但项目攻关初期,国内没有成熟的技术经验可借鉴,海外头部车企对核心焊接智能控制技术实施严格封锁,联合研发团队想要突破技术壁垒,稳定实现2毫米车身精度制造标准,只能从零起步,自主探索。
面对技术封锁壁垒,上汽通用五菱与上海交通大学李永兵教授研发团队牵手,启动2毫米车身精度制造专项工程,只为啃下薄壁电阻焊量产质控的技术“硬骨头”。
在无成熟技术路径、无现成工艺标准参考的情况下,团队建立24小时轮班攻坚机制,深耕量产真实生产场景,持续记录每一组电流、压力等参数对应的焊核微观变化数据,构建海量焊接工艺数据库。
打造精准可控焊接技术体系
随着汽车轻量化概念的普及,高强钢、铝合金等轻量化薄壁材料逐渐成为造车的主要材料。
行业专家曾测算,一条年产20万辆的整车焊装生产线,当万分之一的焊点出现质量波动,将给20万辆车带来安全隐患。依靠传统人工抽检、事后补焊的质控模式,已无法适配百万级规模化量产车企的生产节奏,行业亟须一套更智能的管控体系来破局。
刘昌业进一步解释,电阻焊是汽车、航空航天等高端载运装备薄壁结构制造的关键工艺,工艺精度与稳定性直接决定装备整体使用寿命和安全性。但焊接过程中,电流、压力产生的细微波动,会影响焊点稳定性,让其出现肉眼不可见的结构性缺陷。
为找准技术突破口,联合研发团队开展了数万次试验,不断试错、复盘数据、优化工艺,逐步吃透薄壁金属焊接微观作用机理,形成标准化、可控的焊接工艺逻辑,有效扭转了薄壁焊接质量不可预判、难以把控的行业现状,推动电阻焊质控模式从传统的“事后被动补救”,升级为全流程“主动预判、智能管控”的跨越式变革。
经过技术迭代,联合研发团队围绕项目堵点,重点突破焊核缺陷磁流体动力学调控等多项关键核心技术,创新建立“控性能—控形态—提效能”三位一体的薄壁结构电阻焊质量智能控制技术与成套装备体系。
打破高端领域薄壁焊接技术垄断
“目前,薄壁电阻焊智能控制核心技术已应用于上汽通用五菱多条焊装产线,深度融入企业全球首创智能岛制造体系(I2MS),实现车身焊点100%全流程智能监测、焊接质量全域溯源可控,助力企业成功入选全国首批领航级智能工厂培育名单。”上汽通用五菱智能制造部总经理何伟东介绍。
刘昌业表示,依托自主可控的薄壁结构电阻焊智能技术,结合柔性化智能工位布局,企业实现多车型混线规模化、高效化生产,稳定达成车身焊点智能监测、焊接质量全域可控的生产标准。在该项技术的加持下,上汽通用五菱焊装生产线返修率大幅降低,为企业带来数亿元综合经济效益,全面推动行业焊接质量管控从“人工经验管控”向“数字化智能管控”转型升级。
该技术不仅服务于本土制造,更打破了高端领域薄壁焊接技术垄断,成功解决了轨道交通领域中高铁车体焊接气密稳定性行业难题,并在航空航天领域实现贮箱薄壁结构零缺陷焊接交付,为国内载运装备制造行业技术进步提供核心支撑。
全媒体记者 荀诗媛
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