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关于丰田

2023.04.05
用精湛技术撑起汽车行业的“匠人”特辑。第13期中,我们采访到了“焊接匠人”,他用自己的独特技术,在5000摄氏度的超高温下熟练接合金属和铝。

第13期 独创铝合金焊接技术的
“焊接匠人”三木昭(后篇)

现在,以3D打印、AI技术为代表,数字化备受瞩目。汽车行业生产一线却依旧存在着一些依靠“老手艺”而运转的部门。

ToyotaTimes将聚焦这些用自身精湛技艺支撑起汽车行业的“匠人”们,并开启一个探究日本制造业精髓的新特辑“支撑日本汽车制造业的匠人们”。

本期时报将为大家介绍汽车生产中不可或缺的焊接匠人——三木昭特辑后篇。了解身为教学师傅的他,如何将自身的焊接技术倾囊相授给全球工厂的后辈们。

第13期 致力于全球后辈育成事业的“焊接匠人”三木昭(后篇)

丰田汽车 造物研发综合部 技能育成推进组 专家组

全方位调动视觉、听觉、嗅觉、触觉

三木作为焊接专家,自2008年就开始担任元町工厂造物人才育成中心的教学师傅。以前篇中介绍过的冲压模具堆焊技术为代表,他还为全球丰田员工进行着各种焊接技能指导。

采访中,三木为我们实际演示了堆焊技术。

只见他身穿焊接工作服,手戴电焊手套,头上套着个看起来像宇航员头盔般的焊接头盔,坐在了可以操控焊接机拨盘旋钮的操作台前。

焊接头盔内设有专用护目镜,这是进行电弧焊接时的必需品。

一旦焊接电极棒与钢板接触再离开后,就会发生电弧放电。隔着焊接头盔的玻璃能够看到,钢材与焊接棒材料在5000℃~6000℃的温度作用下会熔化,这种由熔化金属形成的橙色液态金属池状部分被称为“熔池”。

三木透过头盔内置的护目镜确认肉眼无法直视的熔池状态,同时从右至左,按一定的节奏有规律地移动焊接棒,顺滑地焊接钢材。

焊接结束后,他用刷子将出现在焊接部分凹凸不平的黑色焊接熔渣(金属渣)清除后,呈现出了光滑漂亮的焊道(接缝)。

技术不到位的人焊接时,有可能熔渣表面看起来很漂亮,但其实熔渣下面的焊道却凹凸不平,这样会导致焊接不良。

上图钢材上半部分隆起的地方就是焊接后形成的焊道(良品示例)。

三木

焊接电流值的大小可以左右电弧放电的强度。根据焊接材料不同,焊接棒的材质、焊接角度、移动方法都要有所改变。

其实,首先将焊接棒贴在材料上,然后再离开,将焊接金属熔化,单只这些操作就已经很考验技术了。

如果对方是焊接初学者,首先我会给出“电流值调到120A,焊接棒角度应该为80度”这种具体的指导。

但是在电弧焊接中最重要的是让熔池中材料和焊接棒熔化的金属溶液保持平衡。因此,随着技能提升,我会要求学员们自己控制熔池内容物比例,认真推算适当的电流值与焊接棒角度。

三木表示,想要提高电弧焊技术,首先就是要控制好“熔池”,这也是判断是否有焊接天赋的一大评判标准。

有些学员可能多次挑战都无法掌握控制熔池的技巧,无法进步。据说学会控制熔池的重点是全方位调动视觉、听觉、嗅觉、触觉,作业时精神要高度集中。

三木

在焊接作业中,偶尔会遇到“这次怎么有点费劲”的情况发生,这是由于材料品质不统一所导致的。

即便是JIS规格(日本工业规格)相同的钢材,其质量上也会有一定的差异。这时,焊接人员就要改变电流值和焊接棒角度,灵活调整焊接方法。

上图中右侧的人便是三木,他正在手把手教学中。

三木所说的材料差异,是指因材料表面成分与结晶构造所带来的微小不同。但即便是这细微的差异,他都能从电弧放电的光、熔池中金属的颜色,以及焊接棒接触时微妙的触感而敏锐地察觉到。

自学并独创铝合金焊接技术

焊接匠人三木并未因自己已拥有高超的技能而故步自封,他还瞄准了未来汽车电动化发展,自学新技能,勇敢地向铝合金焊接领域发起了挑战。

铝合金的比重是铁的1/3。随着汽车电动化的不断发展,未来这种金属材料将变得越来越重要。

三木在工作之余自学了铝合金焊接技术,并在2018年参与了铝合金车架焊接工作。

上图为隶属于造物研发综合部的中元繁,三木将他视为自己的技术接班人,悉心地向他传授着焊接技术。

三木

铝合金材料与铁(钢板)的焊接完全不同。铁在约1500℃的温度下才会熔化,但铝合金材料的熔点只有600℃左右。

而且铝合金焊接作业时,表面会产生一层氧化膜,这层氧化膜的熔点约为2000℃左右,这也是铁材料焊接时不会遇到的麻烦情况。

三木与其“接班人”,即1992年进入公司,隶属于造物研发综合部的钢板焊接匠人中元繁一同,实际演示了铝合金板的焊接。

铝合金板的焊接

中元是负责为学员们指导钢板焊接的教学师傅。但焊接铝合金材料时感觉完全不同,即便是焊接经验丰富的他,也出现了铝板熔化出一个洞的问题。

面对这种情况,铝合金焊接技术水平与钢板焊接一样优秀的三木,便通过与中元相视而坐,手把手教学的方式指导中元铝合金焊接技巧。在指导下,这次中元终于没有熔化铝板,顺利完成了焊接。

三木

想要传达焊接时微妙的技巧,用这种直接上手的教学方法效果最佳。总之,主要目的还是想让焊接的人自己掌握铝与铁完全不同的手感。

上图左侧是三木焊接后的焊道,右边是中元在厚度为0.8mm的铝板上焊接的焊道。可以看出,中元焊接的铝板上有一处熔化而成的空洞。

造物人才育成中心的角落里,有个展示传授手工焊接技能的焊接技术展示台,那里摆放着一些三木以其卓越的技能制作而成的作品。

对于了解焊接技能的人来说,每件作品都令人瞠目结舌。其中,最吸引时报记者的是,在铝合金板材上以堆焊的方式写出“ToyotaTimes”字样的一件作品。

上图为三木以堆焊的方式制作的丰田AA型乘用车迷你模型,以及写着“ToyotaTimes”字样的名牌板。最令人意想不到的是,它们都是用铝合金材料制造而成。

活跃在全世界的焊接弟子们

为学会最高水平焊接技术而求教三木的员工,不分国界,遍布日本国内至世界各地的工厂。

正如前篇所述,三木的专长是冲压模具的堆焊。该技能在通过冲压加工制造车身面板时必不可缺。

丰田在世界各国的工厂都有冲压加工车身面板的生产线,也就意味着世界各地的工厂都需要这些具备先进焊接技能的技术人员。

造物人才育成中心的墙壁上装饰着一张世界地图和几十张照片,是该中心以三木为首的匠人们和其学生的合照,如今,这些焊接弟子活跃在全世界。

此外,三木还不时到海外工厂长期出差,提供技术支持和指导。

他曾在2010年和2012年,分别前往位于阿根廷的丰田阿根廷和位于泰国的丰田泰国,提供现场指导。

换句话说,三木不仅在日本,而且在世界各地都有着数百名“焊接弟子”。

世上最有趣的工作……

如今,三木担任教学师傅,举办讲座,向公司内不同部门的后辈们传授各种焊接技能。通过实践指导等活动,努力将自己掌握的焊接技能传递和传承下去。

同时,他还为公司内的各个工作区提供技术指导,提供各类焊接工作如何进行的建议。然而,他即将迎来65岁,即退休年龄。

三木

迄今为止,最令人难忘的工作是焊接一块3.2毫米厚的铁板,并制造出一块约6米长、2.5米宽的巨大熔池。

冲压模具会在最后进行淬火,使其表面变硬,但只需硬化其中一部分。因此,模具被浸没在熔池中,只有没有浸入液体的部分才会被淬火,这就是熔池的作用。

当时我参与并出色地完成了淬火工作,是我的美好回忆之一。

三木自18岁进入公司以来一直专注于焊接。回顾自己的职业生涯,他表示,没有比焊接更有趣的工作了。

三木

焊接将金属与金属完美地结合在一起。虽然这是一个背地里卖力气,不起眼的工作,但在我看来,没有比焊接更有趣的技能。

我个人认为“焊接是世界上最有趣的工作”。我希望更多的人知道这项技能是多么有趣,并努力学习这项技能。

此外,三木对使用了焊接和淬火技术的金属产品也很感兴趣。例如东京晴空塔,其基础结构部件便是手工焊接而成;又或者是铁路车辆,也依靠焊接技术;亦或者是日本刀,同样也是活用淬火技术制造而成。

三木

我不认为自己的焊接事业已做到了极致。但我对自己说,退休之前,我已经做得很好了。我喜欢弹吉他,喜欢民谣音乐,所以我的下一个挑战是弹钢琴,并且已经购入了一架钢琴。

三木在其整个匠人生涯中培养起来的先进焊接技术,今后将由他活跃在世界各地的学生们传承并进一步进化。

(文章:涩谷康人 照片:高柳健)

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