汽车与重工焊接的下一个突破口,会是柔性和免示教吗?


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“一次产品换型,需要2至3名车间工人或研发工程师在现场调试约15天。”中车四方所焊接机器人产品线总监李正浩给出的这一项目经验,揭示了焊接产线的实际成本:设备具备自动化焊接能力后,产品切换仍要投入大量调试时间。
高工机器人产业研究所(GGII)数据显示,2025年全球智能焊接机器人销量为0.92万台,市场渗透率为8.2%。船舶、钢结构是当前主要增量市场,未来在汽车及汽车零部件、金属加工、重工机械、能源、航天航空以及其他一般工业领域的应用也将日益广泛和深入。如何把潜在需求转为实际应用,是产业链需要共同回答的问题。
在高工机器人主办的2026(第五届)高工智能焊接机器人技术与应用峰会上,由麦格米特冠名的圆桌对话以“重工与汽车焊接的规模化落地瓶颈和突围路径”为主题展开。蕴硕物联CEO崔斌作为本场圆桌主持人,提出了三个问题:汽车行业在点焊之外还有哪些工艺空间?重工行业当前最迫切的工艺需求是什么?免示教技术在企业中的应用现状与痛点如何?
参与到圆桌对话的八家企业中,麦格米特、集萃智造、华工赛百代表了智能焊接技术供应商,安徽万安、长安汽车、中车四方所、佩纳沙士吉打代表了终端客户。技术方与客户方同台,使这场对话成为一次直接的需求对接。


点焊之外,工艺的变量来自于材料
崔斌指出,汽车行业的点焊应用已经高度成熟,一个白车身上通常有数千个焊点,那么点焊的提升空间是否已经不大?点焊之外,还有哪些工艺会有更明显的新空间?
麦格米特汽车行业总监张金权2010年就进入焊接行业,在他看来,对点焊真正的冲击可能并非来自焊接行业内部,而是来自其他行业的“跨行打击”,比如一体化压铸或者胶粘等工艺。随着汽车核心部件的集成度提高,焊接企业需要重新判断工艺的应用空间,在成本、安全性和连接稳定性之间找到适合客户的方案。

麦格米特汽车行业总监 张金权
安徽万安副总经理张昊指出,在汽车领域,点焊和弧焊两种工艺存在一个不绝对但明显的分水岭:薄板件用点焊,厚板件用弧焊。原因在于薄板采用弧焊容易焊穿、热量不易控制,而厚板采用点焊则对设备能力要求过高。

安徽万安副总经理 张昊
车身件基本为薄板,以点焊为主;底盘件则经历了从点焊为主、点焊与弧焊结合,到如今几乎不再使用点焊的过程,张昊认为弧焊在轻量化和焊接强度上更具优势,且点焊设备投资成本更高,如今底盘结构件已几乎没有点焊,但弧焊用量依然非常大。
至于新方向,张昊将焦点放在钢铝混合连接上。他举了一个反直觉的案例:客户的铝合金副车架方案改为钢材之后反而更轻。原因在于铝合金延伸率不如钢,而车架需要参与碰撞吸能,对延伸率要求很高,铝件必须做得很厚才能满足要求,重量优势反而被抵消。
他判断,如果未来在底盘结构件领域,能够在钢铝混合连接的工艺稳定性和成本上实现突破,将具备极大的市场前景。
长安汽车制造中心制造技术研究所所长陈浩铭则强调:“对连接工艺影响最大的,是材料的发展。”他指出了两大趋势:

长安汽车制造中心制造技术研究所所长 陈浩铭
第一是镁合金。铝合金的应用尚未尘埃落定,整个行业已经在研究镁合金一体压铸。原因有两方面,一是中国是全球镁资源和镁产能的主导国,二是镁价长期低于铝价。长安汽车已联合重庆大学和上海交通大学开发出两款镁合金产品,后续可能上车应用。
第二是“以塑代钢”重新受到关注。这一思路多年前曾被提出,此前的障碍是塑料件涂装表面难以达到金属漆面效果,如今模内喷涂和模内贴膜两种工艺已解决这一问题。点焊的空间是否已经不大?陈浩铭的回答是:它可能会以新的形式或新的形态出现,而非消失。
柔性,是绕不开的基本盘
在重工行业,焊接面临的问题则更为直接:产品批量小、尺寸大、精度低,柔性焊接成了避不开的一道坎。
集萃智造副总经理陈芳洁认为,对重工行业而言,弧焊和激光焊是绕不开的两条线,尤其是弧焊,占据了中国重工行业的基本盘。用户在工艺层面真正强调的是柔性,比如减少工装的使用,缩短换产调试的时间,降低产线换产的成本。

集萃智造副总经理 陈芳洁
激光焊则主要集中在高强钢等特殊材料和箱型薄板焊接上,成型好、效率高,但重工行业尺寸偏差和装配间隙均较大,难以保证激光焊所需的精度,因此目前仍在逐步渗透。集萃智造目前仍以弧焊为主,方向是以免示教、多模态感知打造柔性焊接解决方案,与激光焊形成互补。
中车四方所焊接机器人产品线总监李正浩表示在设备层面,轨交行业引入智能焊接设备的时间很早,约从1997、1998年起开始使用IGM的自动化焊接设备,直至今日铝合金转向架和车体焊接仍以IGM和CLOOS的焊接设备为主。原因在于转向架是承载和走行的关键部件,其厚板焊缝需要通过二级甚至一级以上的探伤,对焊接质量的一致性要求极高,长期依赖这两家进口设备。

中车四方所焊接机器人产品线总监 李正浩
对于长直焊缝和转向架内侧焊缝,现有示教式焊接基本能够满足要求,但最大的问题在于换型。每换一种车型,需要2到3名车间工人或研发工程师现场调试15天左右,所以中车四方所也在思考能否以更柔性的免示教方式解决。
上海佩纳沙士吉打机械有限公司技术中心主任杨智表示,他们面临的第一大痛点是降本增效,焊工短缺、招工困难和焊接质量不稳定等因素,对生产影响很大。第二大痛点是焊接质量的把控,批量生产可以靠抽检和迭代保证质量,但单件小批量的生产只能靠过程可靠来保证结果可靠,这也是佩纳沙士吉打坚持做焊接质量监控的原因。

上海佩纳沙士吉打机械有限公司技术中心主任 杨智
华工赛百焊接产品线负责人方明从集成商的角度补充了两个在重工领域尚未解决的焊接工艺问题。第一是多层多道焊的免示教:在钢结构、船舶海工等行业,厚板开坡口后需要多层多道焊接,目前常规小组立单道焊缝的免示教已比较成熟,但多层多道时只有第一道能够免示教,第二道、第三道的常规做法仍是人工介入。

华工赛百焊接产品线负责人 方明
第二是弧焊与激光焊在重工的边界。弧焊仍占绝对主导,激光焊在薄板上有优势:以船舶行业为例,平面片体拼板厚度≤12mm时,激光焊接方案没有问题,超过12mm则成功率较低,难以满足客户要求。这些也是华工赛百在重工焊接场景中希望进一步解决的问题。
免二次示教,是否可行?
免示教焊接技术作为本届峰会被提及最多的技术之一,它在汽车、重工企业中的应用情况、难点与感受究竟如何?
张昊给出了一个与主流叙事不同的命题。他认为对于底盘这类复杂结构件,一次性全面免示教“至少在目前的3到5年内还有难度”,但可以先考虑“免二次示教”。
他表示第一次示教可以由专门的技术团队将焊缝调整到位,将夹具制造差异、焊枪碰转这样的波动因素做到免二次示教,这样对于安徽万安这种每月几十万件产品下线的生产而言,可以显著节约成本和时间。在他看来,这一目标比全面免示教更容易实现。
陈芳洁的回应直接落在技术路径上。她认为张昊提出的是“一个非常实际的应用”,但要实现它,仅依靠3D视觉“远远不够”。原因在于视觉只能看到工件的几何位置,看不到工艺状态:必须在第一道焊缝焊接时监测其成形情况,将信息传给机器人进行补偿算法运算,再结合二次扫描的视觉数据修正轨迹,二次焊接过程中还要同步调整电流、电压乃至行走速度。
换言之,这对机器人本体的控制算法提出了很高的要求,一定是视觉加上具体场景的开发,才能达到这种效果。她同时重申了自己的判断:现阶段的免示教,尚未达到适用于各个行业的程度。
方明认同陈芳洁的看法,华工赛百近五年开始研究焊接及免示教相关算法,他的体会是:免示教焊接涉及决策层、视觉感知层和算法层,是一个系统工程,缺一不可。而针对复杂工件乃至免二次示教,仍需依工件具体情况分析。
汽车行业的工件均带批量,同一工件反复出现,视觉识别和路径规划的规则可以在批量中收敛,免示教相对容易。重工行业如船舶、钢结构则是小批量多品种,每件工件都可能是新问题,尤其是结构死角处的焊缝,要做到真正的免示教,还需要AI技术上的进一步迭代。
作为整车厂代表,陈浩铭确认了汽车行业的现状:较为通用的工艺已经能够免示教,但形状复杂、物理机理复杂的部位,同样的问题依然存在。他抛出一个观点:当难以找到关键影响因子时,不妨往大模型和AI的方向去找。
他坦言此前一度认为大模型无法渗透到专业领域,长安汽车多年来也坚持专用模型、垂直模型的路线;但从近期一些问题的解决来看,大模型对底层语义的解读有天然不可替代的优势,再加上算力加持,以最基础的工艺参数求解为例,人工无法穷尽的计算交给算力,“效率会成百倍、成千倍提升”。
需求背后的答案
三个问题,指向三个层面的答案。
关于汽车焊接:点焊不会消失,但其边界正在被一体化压铸和材料替代重新划定。弧焊在底盘结构件上仍是主流,而钢铝混合连接、镁合金连接这些由材料驱动的新需求,或许才是工艺创新真正的增量所在。
关于重工焊接:弧焊是基本盘,激光焊、搅拌摩擦焊在各自边界内渗透,但用户最迫切的诉求并不在于某一种新工艺,而在于柔性。更短的换型调试周期、更少的工装依赖,以及单件小批量生产下可控的焊接质量。
关于免示教:批量件的通用焊接工艺已经可以免示教,但小批量多品种的复杂焊缝仍需算法和AI迭代。无论是“免二次示教”,还是“大模型”,都有可能成为未来的突破方向。
焊接过程中涉及到大量参数的底层变化,过去依赖人的经验和焊接工艺规程(WPS)试验去寻找规则,很多现象难以被完全解释。而如今通过AI和数据驱动,或许能够解释“人能做好焊接而机器人难做到”的根本原因。
*封面为AI配图
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