汽車車身板件焊接操作技術解析
——以對接焊、填孔焊為例

廣州市交通運輸職業學校 李賢林

隨著汽車技術的不斷發展，小型客車車身的結構由車架式車身逐步轉變到整體式車身結構，整個車身形狀都是由薄鋼板沖壓制成，再通過各種連接方式形成一個整體。在車身材料的選擇方面，20世紀70年代中期以后，高強度低合金材料、超高強度材料、鋁合金材料及鍍層材料逐漸代替了原有的低碳鋼板材質。鋼材的厚度也發生了很大的變化，外板材零件的厚度由0.9 mm下降到0.7 mm, 結構零件的板材從3 mm下降到1.2 mm～2 mm。

以一臺后部發生撞擊的事故轎車為例，后翼子板（厚度通常為0.7 mm）發生嚴重變形，需要重新更換該零件，車身的整個側圍是一個整體，整體更換側圍工時和成本均較高，因此，維修改事故車采用切割更換的方式，在后翼子板的C柱上端位置和車門檻和后尾燈等位置需要切割變形零件，新的零件采用氣體保護焊對接焊及填孔焊完成焊接作業，本文對氣體保護焊對接焊、填孔焊操作技術進行解析。

1 焊接種類及其在車身維修中的應用

汽車車身板件維修應用焊接時，根據焊接接頭所處的狀態不同，可分為壓焊、熔化焊和釬焊。

（1）壓焊。先對金屬施加壓力使其壓緊，同時通過大電流形成的電阻熱將被焊金屬熔化形成焊點。壓焊焊接時，從操作方式來說，加熱和加壓并存。在各種壓焊方法中，電阻點焊（壓焊中的一種）是汽車制造業不可缺少的焊接方法，在汽車修理業中應用也較為廣泛。

（2）熔化焊。將金屬件加熱到熔點，形成熔池，然后冷卻結晶，形成焊點。實施熔化焊時，只需將金屬加熱形成熔池，不需要加壓。目前，在車身維修作業中，氣體保護焊（熔化焊中的一種）應用最為廣泛。

（3）釬焊。在需要焊接的板件上，將熔點比它低的焊料熔化（被焊板件不需熔化），而使被焊板件形成連接。根據釬焊材料的溫度，可分為軟釬焊和硬釬焊。汽車車身維修中，應用的主要是銅焊，用于車身零件接口處密封，可防止水分和灰塵滲入，使用黃銅焊條作為焊料，屬于硬釬焊。

2 焊接在車身零件連接中的優缺點

（1）由于焊接的形狀不受限制，它適合于連接整體式車身結構，焊接后仍保持車體的完整性。

（2）可減輕重量（不需要增加接合件）。

（3）對空氣和水的密封性好。

（4）生產效率高。

（5）焊接接頭的強度很大程度上受到操作者技術水平的影響。

（6）如果過多地加熱，周圍板件將會變形。

3 焊接方法及其對應的操作要領和質量標準

對汽車車身板件實施焊接，對接焊和填孔焊是最常見的焊接方法。對接焊用來實施零件接口位置焊接，根據操作方式和板材厚度不同可分為連續焊和連續點焊。填孔焊用來實施零件邊沿重疊位置焊接，根據操作方式和板材厚度不同可分為5 mm孔徑填孔焊和8 mm孔徑填孔焊。

3.1 對接焊-連續焊

（1）操作要領。在實施對接連續焊時（圖1），首先是板件的定位與裝夾，保證板件裝夾的平面一致性，正式焊接時，焊絲對準焊縫的中心，平穩拉動焊槍，勻速移動，保證電弧的平順燃燒，為防止焊穿，通常每段焊接長度為25 mm～38 mm。

圖1 對接連續焊操作

（2）質量檢驗標準。焊疤長度為25 mm～38 mm/段；焊疤高度＜2 mm；焊疤寬度5 mm～10 mm；焊疤的正面高度和寬度一致；焊點背面面高度＜1.5 mm；焊點背面的熔深有且連續；焊點正背面無氣孔；焊點正背面無裂紋、夾渣。

3.2 對接焊-連續點焊

（1）操作要領。在實施對接連續點焊時，先對板件進行定位點焊，通常定位點焊的距離為10倍～30倍板件厚度，板件越薄，定位焊點的距離越小。正式焊接時，焊槍傾斜10°～15°，形成第一個焊點的熔池后，下一個焊點焊接時，焊絲對準上一個焊點的邊緣，聽到電弧平順燃燒的聲音后再焊接下一個焊點（圖2）。要點：每一個焊點的焊接時間盡量相同，保持勻速的焊接節奏。

圖2 對接連續點焊操作

（2）質量檢驗標準。焊點直徑為5 mm～6 mm；焊點正面高度＜2 mm；焊點背面面高度＜1.5 mm；焊點背面的熔深是否有且連續；焊點重疊1/3～1/2；6焊點正背面無氣孔、裂紋、夾渣；對接焊區域是否存在拱起或者凹陷變形；焊疤的正面高度和寬度是否一致。

3.3 5 mm孔徑填孔焊

（1）操作要領。在實施直徑5 mm的填孔焊時，焊槍垂直對準孔徑的中心，引燃電弧，觀察焊接位置是否性形成直徑約為7 mm左右的紅圈，填滿孔口以后稍作停留再松開焊槍扳手，一次焊接成型，避免二次焊接（圖3）。

（2）質量檢驗標準。焊點正面直徑為7 mm～8 mm；焊點背面直徑＞2.5 mm；焊點正面高度＜2 mm；焊點背面高度＜1.5 mm；焊點正背面無氣孔；焊點正背面無裂紋、夾渣；是否存在燒穿或者未熔合；焊接面是否存在扭曲變形。

3.4 8 mm孔徑塞焊

（1）操作要領。在實施直徑8 mm或以上的填孔焊接時，建議采用螺旋運槍法。如果內外板的板件厚度一致，在孔的邊緣靠中1 mm處位置引燃電弧，然后均勻緩慢移動電弧作圓周旋轉，填滿孔口后松開焊槍扳機。若內板的厚度較外板的厚度大，建議由焊點的中心起弧，移動電弧均勻緩慢向外旋轉，填滿孔口后松開焊槍扳機，這樣做的目的是分配大多數熱量給內板，保證外板和內板的連接強度。操作要點：進行一個孔的焊點塞焊時要求一次完成，8 mm孔徑塞焊操作（圖4）。

（2）質量檢驗標準。焊點直徑為9 mm～12 mm；焊點正面高度＜2 mm；焊點背面面高度＜1.5 mm；焊點背面直徑為8 mm～10 mm；焊點正背面無氣孔；焊點正背面無裂紋、夾渣；焊點是否失圓（最大直徑和最小直徑只差超過1 mm）；是否存在燒穿或未熔合（圖5）。

4 影響焊接質量的工藝參數

4.1 焊接電流

焊接電流越大，焊珠寬度越寬，同時焊珠的表面容易塌陷，因此焊接表面容易過低。當然，因為電流足夠大，焊接的熔入深度也會更深。 焊接電流越小，電流過小導致焊絲和焊接鋼板未能夠充分熔合，所以焊珠寬度越窄，同時，鋼板沒有充分熔合，導致焊絲金屬堆積在鋼板表面，從而造成焊縫高度過高（圖6）。

圖3 5 mm孔徑塞焊操作示意

圖4 8 mm孔徑塞焊操作示意

操作要點：焊接電流在氣體保護焊接操作中，不是一個獨立的調節參數，因為每一個焊點都是經過了金屬溶化、形成熔池、冷卻結晶的過程，所以，焊接電流的調節需要搭配送絲速度，才能形成穩定燃燒的電弧。

4.2 焊接電壓

電弧電壓適當時，可以獲得良好的焊珠效果。電弧電壓太低時，電弧的長度縮短，焊接熔入深度增加，焊珠正面高度過高，焊珠寬度減小。電弧電壓太高時，電弧的長度縮伸長，焊接熔入深度降低，焊珠正面高度減小，焊珠寬度增大（圖7）。

操作要點：當電弧電壓正常時，會聽到很流暢的“吱吱”聲，同時產生很明亮的電弧。若電弧電壓太高，電弧長度會變長，電弧燃燒不穩定，“吧嗒”的聲音會增多。若電弧電壓太低，焊絲可能不會產生電弧，焊絲粘在鋼板上產生“嘭嘭”聲。

4.3 電極到母材的距離

電極到母材的距離太近，遮住了焊接位置的視線，且容易造成焊絲回燒，造成電極頭堵塞。電極到母材的距離太遠，電弧被拉長，容易造成焊絲熔深不夠，電弧燃燒不穩定。通常，電級到母材的距離為8 mm～15 mm（圖8）。

操作要點：從圖8可以看出電極到母材的距離包含焊絲伸出長度和電弧燃燒的長度，要調節電極到母材的距離，使之達到標準，首先要調節焊絲的

伸出噴嘴的長度（便于測量），通常為3 mm～5 mm，同時，在焊接時，保持焊槍在運行過程中，縱向的高度一致，才能確保電弧燃燒時電弧長度一致。

4.4 保護氣體的流量

保護氣體的流量根據鋼板的焊接厚度來確認，鋼板的厚度越大，焊接所需要的熱量越大，所需的保護氣體流量越多。通常，對于2 mm以下的鋼板，推薦將保護氣體流量調整到10 L/min～15 L/min（圖9）。保護氣體流量過大，造成氣體浪費，容易在焊接位置形成渦流，過快冷卻焊接部位，容易造成氣孔；保護氣體流量太小，保護效果不夠，焊接部位容易氧化。

操作要點：調節保護氣體流量時，先打開氣瓶減壓器閥門，再調節流量計，使之達到目標值，每次焊接結束時，關閉減壓閥后，當流量計存留殘余氣體時，使用焊槍開關放凈流量計中的殘余氣體。

圖5 8 mm孔徑塞焊焊疤形態

圖6 焊接電流影響焊疤形態

圖7 不同焊接電壓形成的焊疤

圖8 電極到母材的距離

4.5 焊接方向

焊接過程中焊接方向一般分為前進法和后退法兩種（圖10）。

（1）前進法。焊槍指向未焊接部分，方便于在焊接時判斷焊接位置，但因為焊接指向未焊接部分，焊接得到的熔深較淺，焊縫扁平。

（2）后退法。焊槍的焊接方向與焊槍傾斜方向相反，焊槍指向已焊部位，焊接位置金屬融化比較充分，熔深較大。

操作要點：實施前進法焊接時，較容易出現焊接熔深不足，焊點正面過高的缺陷，故適宜采用較大電流、較慢的焊接速度。反之，后退法焊接時，因熱量較集中，故適宜采用較小的焊接電流，焊接速度不宜過慢，防止燒穿。

4.6 焊接速度

焊接速度取決于焊接電流的大小、鋼板厚度和個人的操作技術。若電流大小不變，焊接速度過慢，導致焊接熱影響區增大，板件產生過大的熱變形，還可能導致燒穿。焊接速度過快，焊點直徑小，熱影響區域小，但過快可能導致焊接熔深不足。在保證焊接熔深的前提下，為抑制焊接熱變形，建議采用小電流、較快速度焊接（圖11）。

操作要點：焊接速度因人而異，并沒有絕對的參考值，在實施過程中，確保電弧的穩定燃燒，每個焊點的焊接頻率盡量保持一致。

5 對接及填孔焊常見焊疤缺陷及其引發原因

對車身板件實施對接焊及填孔焊時，若操作不當，容易引發焊疤各種缺陷，這些缺陷非但影響到焊疤的美觀，更容易造成被焊零件的連接強度缺失，如果返工，則造成車身鋼板二次損傷，同時增加維修成本。

5.1 氣孔

（1） 缺陷現象。焊接時熔池過快冷卻，導致氣體來不及析出從而在焊疤上形成小孔（圖12）。

（2）引發原因。CO2氣體不純或供氣不足；焊接時卷入空氣；預熱器不起作用；風大保護不完全；噴嘴被飛濺物堵塞；噴嘴與工件的距離過大；焊接區表面被污染、油銹、水分未清除；電弧過長、電弧電壓過高不正確。

5.2 咬邊

（1）缺陷現象。咬邊是由于過分熔化的母材形成一個凹坑，使母材的橫截面減小，嚴重降低了焊接部位的強度（圖13）。

圖9 隔離氣體流量示意圖

圖10 前進與后退兩種焊接方向示意圖

圖11 不同的焊接速度形成的不同形態焊疤

（2）引發原因。電弧過長、電弧電壓過高；焊槍角度不正確；焊接速度太快；焊接電流過大；焊炬擺動不當；6）焊絲位置不當，沒對中。

5.3 不正確熔化

（1）缺陷現象。不正確熔化發生在母材與焊接金屬之間，或發生在兩種熔敷金屬之間的熔化不良現象（圖14）。

（2）引發原因。焊槍不對中；焊接時位置未對準；焊接時電流與板件厚度不匹配；焊接操作時不穩，電弧燃燒不平順。

5.4 熔深不足

（1）缺陷現象。板件未熔透，板件背面未見連續焊疤（圖15）。

（2）引發原因。電流過小；電弧過長,送絲不均勻；焊絲端部沒有對準兩層金屬板的對接位置；焊接速度過快；焊縫坡口角度過小，焊縫裝配間隙過小。

5.5 焊接濺出物太多

（1）缺陷現象。過多的濺出物在焊縫的兩邊形成許多斑點和凸起（圖16）。

（2）引發原因。電弧過長；焊接電流與電弧電壓配合不當；焊絲和焊件清理不良；焊接電流與電弧電壓配合不當；焊槍角度太大。

5.6 焊縫不均勻

（1）缺陷現象。焊縫寬度不一致，焊縫不是均勻的流線形，而是不規則的形狀（圖17）。

（2）引發原因。焊接工藝參數不合適；焊絲位置不當，對中差；導電嘴出絲孔被損壞或變形，導電嘴松動；送絲滾輪的中心偏移；移炬速度不穩。

5.7 燒穿

（1） 缺陷現象。焊縫被熔穿，表面形成較大的孔洞（圖18）。

圖12 氣孔

圖13 咬邊

圖14 不正確熔化

圖15 熔深不足

圖16 焊接濺出物太多

（2）引發原因。焊接電流太大；2塊金屬之間的焊縫太寬；焊槍移動速度太慢；焊槍到母材之間的距離太短；焊件上有銹、油漆或油污；焊點焊接時間過長。

6 結語

汽車車身維修作業中，車身板件切割更換、車身零件總成更換等作業形式都不可避免要應用到各種焊接方法，尤其是氣體保護焊對接焊和填孔焊。在實際的車身維修作業中，車身零件焊接質量好壞，非但影響工作效率，同時對汽車的安全性也會產生直接影響。了解氣體保護焊的焊接技術的特性，學會對接焊和填孔焊的操作要領、掌握分析和調節焊接工藝參數的方法，有助于提升車身維修從業人員氣體保護焊的操作技術水平；同時，明確焊接質量檢驗標準，可以幫助維修人員在實際工作過程中，對照標準進行焊接質量檢驗；通過焊接缺陷的現象分析，引導車身維修人員總結引起缺陷的原因，提升其對焊接技術的理解能力。

圖17 焊縫不均勻

圖18 燒穿