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目錄
? 對(duì)于造車來說不可或缺的技術(shù)
? 這里的每件工作都不一樣
? 豐田的首次壯舉
? 為什么沖壓模具鑄件的“堆焊”難度最高?
現(xiàn)在，以3D打印、AI技術(shù)為代表，數(shù)字化備受矚目。汽車行業(yè)生產(chǎn)一線卻依舊存在著一些依靠“老手藝”而運(yùn)轉(zhuǎn)的部門。
ToyotaTimes將聚焦這些用其自身精湛技藝支撐起汽車行業(yè)的“匠人”們，并開啟一個(gè)直指日本制造業(yè)精髓的新特輯“支撐日本汽車制造業(yè)的匠人們”。
在造車過程中，焊接技術(shù)不可或缺。譬如調(diào)整巨大的沖壓模具時(shí)需要使用“沖壓模具堆焊”，制造鋁合金車架時(shí)需要用到鋁合金焊接技術(shù)。本篇為“焊接匠人”特輯前篇，將為您介紹焊接技能爐火純青的三木昭的故事。
第13期 在5000℃的超高溫下以0.1mm的精度進(jìn)行焊接的“焊接匠人”：三木昭
豐田汽車 造物研發(fā)綜合部 技能育成推進(jìn)組 專家組
坐在工作臺(tái)前的匠人頭戴鐵制面具般的焊接頭盔，身穿焊接工作服，手上戴著電焊手套，把焊接棒放在了金屬板上。
伴隨著肉眼無法直視的強(qiáng)烈閃光出現(xiàn)，焊接棒前端的堅(jiān)硬金屬熔化成一片紅色，焊接棒也一起熔化并逐漸變短，這就是焊接作業(yè)。即使在機(jī)械加工里，也鮮少有如此具有視覺沖擊力的工作。
焊接頭盔內(nèi)設(shè)有專用護(hù)目鏡，這是進(jìn)行電弧焊接時(shí)的必需品。
強(qiáng)烈的閃光伴隨“嗶”的聲音持續(xù)了數(shù)十秒，隨后焊接兩塊鋼板的工作便完成了。
焊接的部分會(huì)覆上一層由“熔渣”這種金屬產(chǎn)生的黑色殘?jiān)?，但只要用鋼絲刷清理掉它們，就能看到一條隆起的美麗接縫，它就是“焊道”，而鋼板之間通過焊道牢固地接合在了一起。
無論是什么類型的造物，都需要將材料進(jìn)行“接合”。“焊接”是幾種熔化后的金屬通過原子之間的結(jié)合連接成一體的工藝過程，是造車過程中必不可缺的技術(shù)。
其實(shí)焊接的歷史非常悠久。據(jù)說公元前3000年左右的埃及、美索不達(dá)米亞，以及中國(guó)殷周時(shí)期所使用的青銅器，已經(jīng)使用了焊接技術(shù)。
另外，現(xiàn)代焊接中常見的“電弧焊”其實(shí)是在距今約100年前才被研發(fā)出來的，這是一種什么類型的焊接呢？
具體來說，一旦焊接對(duì)象和焊接電極棒接觸并通上電流，再離開電極時(shí)，材料和電極之間會(huì)產(chǎn)生電弧放電現(xiàn)象，該部分的氣體會(huì)發(fā)生電離，產(chǎn)生等離子體。
通常情況下，氣體中的電流無法流動(dòng)。但材料和焊接棒之間的電流可達(dá)5000℃至6000℃的高溫，并伴隨有閃光，電弧焊利用了等離子體的高溫，在一瞬間讓金屬以及起連接作用的焊接棒在瞬間熔化并完成接合。
因?yàn)槭峭ㄟ^熔化金屬材料實(shí)現(xiàn)融合，并在冷卻的過程中發(fā)生結(jié)晶結(jié)構(gòu)這一原子級(jí)別的變化后進(jìn)行的接合，所以材料與材料之間才可以完全融為一體。
在豐田，有一位將焊接技術(shù)練到爐火純青的匠人。他就是來自造物研發(fā)綜合部技能育成推進(jìn)組專家組的三木昭。
1958年12月28日，三木出生于香川縣觀音寺市。少年時(shí)期，他熱愛造物，喜歡摩托車的華美外觀，并熱衷于制作塑料模型。因?yàn)楦赣H工作的關(guān)系，后來他們搬家到了三重縣四日市市，隨后便就讀于四日市市內(nèi)的工業(yè)高中。
三木
在我們那個(gè)時(shí)代，高中畢業(yè)后幾乎所有人都會(huì)選擇直接就業(yè)。我也是考慮到“工業(yè)高中畢業(yè)比較方便就業(yè)”這一點(diǎn)，所以決定進(jìn)入了工業(yè)高中的機(jī)械專業(yè)學(xué)習(xí)。
我之所以選擇在豐田就職，是因?yàn)槲蚁矚g汽車，想從事組裝汽車的工作。
三木希望去和組裝汽車有關(guān)的部門，但是，1977年4月1日進(jìn)入公司的三木被分配到了第2機(jī)械工業(yè)部，也就是現(xiàn)在的移動(dòng)旅行部的焊接組。順帶一提，他僅僅是在工業(yè)高中實(shí)習(xí)時(shí)，有過焊接經(jīng)驗(yàn)。
三木
當(dāng)時(shí)，焊接組被稱為“又累又臟又危險(xiǎn)”的地方，我也一度懷疑過自己是否真的能做到焊接。
我記得那會(huì)兒連培訓(xùn)都沒有，我們直接去了一線。但那也是一個(gè)只要好好觀察上司和前輩工作時(shí)使用的技能，就能偷學(xué)到真東西的地方。
為什么說要“偷學(xué)”呢？因?yàn)榧幢阄胰ヌ撔恼?qǐng)教，前輩們也不會(huì)把重要的地方傳授給我，以前的匠人都是這樣的。
剛進(jìn)公司的三木拿到的第一個(gè)課題是焊接鐵板，然后制作一個(gè)箱子，用來裝自己使用的工具，比如錘子、鉗子，以及當(dāng)時(shí)還在使用的氣焊槍等。
為了進(jìn)一步提高工作效率，三木還學(xué)會(huì)了用來“改善”作業(yè)效率的箱子、將鐵板組合成小模具等，學(xué)了一身的焊接本領(lǐng)。
三木
雖然焊接工作確實(shí)又累又臟還危險(xiǎn)，但在工作的過程中，我對(duì)它越來越感興趣了。
我最初做的那個(gè)工具箱是什么樣的？是讓我覺得不好意思拿出來展示的程度。我意識(shí)到前輩們掌握的技能真的很厲害，后來抱著“一定要超越他們”的想法拼命努力了。
三木在工作結(jié)束后，會(huì)獨(dú)自留下來繼續(xù)努力練習(xí)。除此之外，他還負(fù)責(zé)通過“堆焊”和淬火修正沖壓模具的問題、熔化10mm至200mm厚度的鐵板進(jìn)行切割作業(yè)等。三木積極主動(dòng)地參與到了造車中不可或缺的焊接工作中來，并不斷磨練這項(xiàng)技能。
三木
在這里，每次的工作內(nèi)容都是不同的。因此每次動(dòng)手制造時(shí)，都必須思考“這次該怎么做”。這真的很有趣，非常適合我。
就這樣，三木每天享受著焊接帶來的樂趣并勇于挑戰(zhàn)新的難題。在他進(jìn)入豐田的第9年，也就是1986年，一個(gè)重大的轉(zhuǎn)機(jī)出現(xiàn)了。當(dāng)時(shí)，三木的領(lǐng)導(dǎo)認(rèn)可了他的能力，于是問他“要不要參加焊接技術(shù)大賽”。
一年一度的焊接技術(shù)大賽始于1954年，由日本焊接協(xié)會(huì)舉辦，旨在振興所有工業(yè)領(lǐng)域中不可或缺的焊接技術(shù)。每次舉辦時(shí)，來自日本各地的焊接技能人員都會(huì)齊聚一堂，在這項(xiàng)比賽中角逐冠軍。
雖然此前豐田也參加過焊接技術(shù)大賽，但沒能在全國(guó)比賽中進(jìn)入前3名，最厲害的一次也不過是第4名。后來，三木從公司里選拔出來的30名技能者中脫穎而出，成為前往愛知縣參加比賽的4人之一，但遺憾的是，他在該場(chǎng)比賽中只獲得了第6名，無緣全國(guó)大賽。
三木
要想?yún)⒓尤珖?guó)大賽，就必須在縣級(jí)比賽中獲得冠軍，我最終沒能如愿。當(dāng)時(shí)真的很不甘心，因此決定第二年再去挑戰(zhàn)一次，目標(biāo)是參加全國(guó)大賽。
當(dāng)時(shí)，在總公司的學(xué)園主樓有實(shí)習(xí)場(chǎng)所。技術(shù)高超的人都在這里參加公司內(nèi)部選拔會(huì)，如果能進(jìn)入前4名，就可以免除一至兩個(gè)月的工作內(nèi)容，留在這里接受技能特訓(xùn)。只要在愛知縣大賽上奪冠，就能參加全國(guó)大賽。
1987年，三木再次發(fā)起挑戰(zhàn)，并在愛知縣的比賽中獲得冠軍，成功入圍全國(guó)大賽，最終獲得了第3名的好成績(jī)。這是對(duì)于豐田汽車來說首次具有紀(jì)念意義的焊接技術(shù)大賽，也是第一次有豐田人入選了前3名。
上圖為三木在焊接技術(shù)大賽全國(guó)大賽中獲得第3名時(shí)頒發(fā)的獎(jiǎng)狀。
從1988年開始，三木在人才研發(fā)部（現(xiàn)為豐田技能者培養(yǎng)所）擔(dān)任教學(xué)師傅，負(fù)責(zé)指導(dǎo)參加焊接技術(shù)大賽的后輩們，同時(shí)他也不忘繼續(xù)磨練自身的焊接技能，成為了公司里有名的“焊接匠人”。
造車過程中，焊接這一技能被應(yīng)用于各種場(chǎng)合。在諸多不同類別的焊接中，三木擅長(zhǎng)的類型之一是堆焊。為了制造車身板件，需要對(duì)長(zhǎng)數(shù)米、重達(dá)幾十噸的沖壓模具進(jìn)行堆焊，一線員工們?cè)谶@方面非常仰仗三木的技術(shù)。
另外，要想了解沖壓模具是什么、如何使用之類的詳細(xì)信息，可以瀏覽本系列連載的第5期“沖壓模具匠人”。
制造車身板件的沖壓模具的精度是以1/1000mm，即1μm為單位進(jìn)行要求的。沖壓模具匠人要多次對(duì)制造車身板件的鋼板進(jìn)行沖壓，通過仔細(xì)觀察和觸摸找出壓制出來的車身板件表面的問題，再用切削工具、銼刀、磨刀石進(jìn)行修正。
但修理沖壓模具時(shí)，只切削是不夠的，有時(shí)候還要填補(bǔ)凹陷部分。這時(shí)就要對(duì)鑄造出來的沖壓模具進(jìn)行“堆焊”。
上圖為用來對(duì)車身板件進(jìn)行沖壓加工的模具。
三木
與一般的鋼板相比，沖壓模具鑄件金屬表面坑洼較多，因此焊接更加困難。
而且大型沖壓機(jī)的模具經(jīng)常需要承受很強(qiáng)的壓力，如果不讓模具和堆焊的金屬材料完美地融為一體，就會(huì)導(dǎo)致堆焊處脫落，從而讓最后的板件出現(xiàn)問題。
另外，若是讓技術(shù)不到位的人焊接，就會(huì)因?yàn)槎逊e太多導(dǎo)致焊道凹凸不平。如果堆積過度的話，后期精加工沖壓模具時(shí)也會(huì)很麻煩。
考慮到板件最終成形的精度，要在沖壓模具上盡量薄的進(jìn)行堆焊。堆積時(shí)，考慮到最后的精加工問題，最多多堆0.1mm左右，而且必須使堆焊金屬部分和沖壓模具完全融為一體。
總之，為了最終的切削，我們需要先堆積，所以堆焊時(shí)我就像默默無聞的幕后工作人員。但是，在造車一線有很多人理解其中的辛苦和不易，所以我覺得做這件事很有意義。
沿著圖片中曲線部分進(jìn)行堆積的就是堆焊要處理的地方。通過對(duì)這個(gè)部分進(jìn)行切削和拋光，調(diào)整模具的表面。
現(xiàn)在，三木正致力于培養(yǎng)人才、挑戰(zhàn)難度最高的鋁合金焊接技術(shù)。本期特輯后篇除了為您介紹上述事宜外，還會(huì)傳達(dá)三木口中焊接技能的魅力，敬請(qǐng)期待。
(文章：澀谷康人 照片：高柳健)
