焊接技术在车身制造及修复中的应用贾华侨摘要：在汽车制造和维修作业中，焊接一直是必不可少的生产作业手段。

传统的氧—乙炔焊(气焊)在以往的车辆挖补、事故车修复拉焊补等工作中发挥了巨大的作用。

但生产效率低,操作难度大。

由于其焊接热量难以集中、变形大、焊接质量差、易氧化等缺点在汽车维修行业中将会逐步被淘汰。

一些规模较大的维修企业、4S店等已相继制定出对其使用时间、操作部位等方面的限制，适用范围也仅局限于对车辆修复时的热收缩、钎焊、表面清洁、切割非结构性部件等。

取而代之的是一些具有高速、低耗、变形小、易操作、使用范围广、焊接质量高等优点的如二氧化碳气体保护焊（MIG、惰性气体保护焊）、电阻焊等，它们的功用在事故车修复工作中越来越突现。

关键词：焊接车身修复车身制造我国汽车保有量逐年增加，国产轿车和进口轿车越来越多。

随着交通和公路条件的改善，汽车行驶速度随之提高，轿车的日行驶里程也在增加.轿车车身的损坏成为普遍现象.现代中高档轿车车身损坏的修复主要是车身钣金的修复，车身钣金件的总成更换，以及发动机罩、前叶子板、车门、后行李箱及底盘等金属制件的更换和修复。

对于车身的修复主要靠钣金与焊接工艺装备来保证，本文着重说一下焊接在车身修复中的应用.一、焊接的种类及应用按照焊接过程的物理特性不同，焊接方法可归纳为三大类，即:1.熔化焊2.压力焊3.钎焊（一）、熔化焊是将被焊金属在焊接部位加热到熔化状态，并向焊接部位加人熔化状态的填充金属（焊条），冷凝以后，两块被焊件即形成整体的焊接方法。

根据熔化方式不同，熔化焊又分成气焊、电弧焊、电渣焊、等离子焊等六种方法。

其中气焊、电弧焊在汽车修理中使用最多。

1、普通电弧焊是利用电极之间放电电弧所产生的高温，使金属基体熔化，经冷却后将金属件焊接在一起的焊接方法。

电弧焊机简称为电焊机，有交、直流电焊机之分。

2、气焊是利用可燃气体与氧气燃烧的火焰加热金属的一种熔化焊。

我们通常说的气焊是氧—乙炔焊。

传统的氧—乙炔焊是熔焊的一种，是以往的维修企业最常用的一种焊接种类。

焊接质量与工人的焊接手法、板材的接头方式、母材的含碳量、合适型号的焊丝和火焰等有相当大的关系。

常见的焊接缺陷是气孔、夹渣、咬边、没焊透或过烧等。

焊接人员一般对此类焊接都比较熟悉，笔者对此着重强调的注意事项就是在进行氧—乙炔焊时，焊丝应在熔池内均匀搅动，充分让内部气体逸出。

在焊接中断或完成时，一定要缓缓抬起火焰，使熔池慢慢冷却，让气体充分排出，避免发生气孔现象，确保焊接质量。

（二）、压力焊用电极对金属焊接点加热使其熔化并施加压力，使之焊接在一起的方法称为压力焊。

各种压力焊中，电阻焊的点焊方法在汽车制造业中是不可缺少的（如车身点焊）。

因为点焊不会使焊件产生变形，在汽车修理中获得广泛地应用。

电阻焊时，不能沿着一个方向连续焊接，避免板材因温度过高而产生变形。

对角落的半径部位不要焊接，因为容易产生应力集中而导致开裂。

（三）、钎焊钎焊是采用熔点低于母材的钎料（钎焊填充材料）加热熔化滴在焊接区域，将工件焊接成一体的焊接方法，如铜焊、锡焊。

气焊和手工电弧焊是传统的焊接方式。

在现代轿车的制造和修理中，传统的焊接工艺已经不能满足新的要求例如，汽车上使用新型的合金钢、高强度钢、低合金钢的车身构件和加强筋、支架及底座等的焊接都不能用传统的电焊、气焊，而要采用气体保护焊。

但对应力区不可采用钎焊。

钎焊在焊接过程中只熔化有色金属，而不熔化母材，类似于两个物体粘在一起，一般用于密封结构处。

由于它还有热裂纹倾向大、接头力学性能低、抗弯强度小于母材等缺点，所以只能对生产厂家进行过钎焊的部位焊接，其它部位不能焊接。

二、轿车车身的基本结构及损伤情况轿车车身主要有两种类型:承载式车身和非承载式车身。

目前，制造轿车车身的主要材料是薄钢板.多以模共冲压成型.而后焊接成整体车身车身饭金外形结构简图饭金外形主要由前翼子板l、发动机罩2、顶盖3、前车门4、后车门 5、车门支柱6、后翼子板7和行李箱盖只等大件组成。

汽车碰撞一般有正面、侧面、后面（追尾）3个方向，由于汽车车身设计时要考虑乘员的安全，通常在车身结构方面都进行了精心设计。

汽车的车身碰撞受力的大小、方向是碰撞损伤的重要因素，结合车身结构进行分析，从而对碰撞损伤部位和损伤程度得出正确的结论，是碰撞修复的重要前提。

当各个部件发生变形时我们都可以借助焊接技术来对其进行修复.三、新焊接技术在车身修复中的应用随着车身技术的发展，车身修理中的焊接方法也发生了变化。

从上世纪八十年代前的车架式车身到整体式车身的普及，车身不再有厚重钢板制造的车架，而是成为由薄钢板经过冲压加工、焊接及装配的一个整体。

在钢结构方面，车身的安全性设计应用越来越多，汽车前部和后部吸能区结构也随之出现。

吸能区的作用是在碰撞中允许其变形，以吸收大量的碰撞能量，保护车身中部结构的完整，从而保证乘客的安全。

修理时要保证恢复吸能区板件的性能，使其在二次碰撞时能及时变形吸收能量，保护乘客安全。

所以，在结构件的焊接工作中，一些传统的焊接方式已经不适合现代车身的修理作业了。

现在，车身材料方面采取了新材料、新工艺有了重大变化。

以前的汽车车身中大量使用的是低碳钢板。

由于低碳钢比较软，为了达到设计的强度，使用板件一般较厚。

低碳钢的焊接性能比较好，焊接中加热再冷却后，低碳钢的强度变化不大，所以比较适合各种焊接工艺。

从上世纪九十年代后，高强度钢和超高强度钢逐渐被大量应用在车身中。

现在的车身中高强度和超高强度钢的用量已超过70%。

高强度钢和超高强度钢的特点是对电弧热量比较敏感，否则性能会发生组织改变，甚至其强度会发生变化。

所以加热焊接方式已经不适合现代车身修复的焊接作业。

由于会降低焊接部位的强度，电弧焊和氧乙炔焊已经基本上不再应用于现代车身的焊接修理中。

现在车身中应用的焊接方法主要为惰性气体保护焊和电阻点焊。

（一）、惰性气体保护焊目前，气体保护焊在汽车维修站、修理厂的应用越来越广泛，但在实际的应用中还存在许多问题。

1、车身专用焊机的选用许多修理厂所选用的气体保护焊大多是一些工业焊机，不是车身焊接专用焊机。

车身板件厚度一般在1mm左右，焊接时电流要求小而平稳，否则容易出现焊不透或焊穿的现象。

一般的工业焊机在焊接时电流不够平稳，随着电网电压的起伏电流会有波动，这对薄板的焊接是很不利的。

2、焊材的选用现在，一些小修理厂车身焊接时焊丝的选用很随意，各种牌号的焊丝都有。

车身焊接专用的焊丝牌号应为AWS-ER70S-6，焊丝的直径为0.6mm，而许多修理厂却在使用0.8mm焊丝。

0.8mm焊丝适合焊接厚度为1.2mm的钢板，不适合整体式车身1.0mm左右厚度的板件。

3、保护气体的选用一般修理厂所选保护气体为二氧化碳气体。

二氧化碳气体在焊接时会产生较大的熔深，因为它是活性气体在焊接薄板件时容易产生熔穿等问题。

所以，保护气体应选用氩气和二氧化碳的混合气，氩气的比例为80%，二氧化碳的比例为20%，这种混合气在对车身板件焊接时效果最好。

在车身焊接时，要按照国家及制造厂提供的维修手册作业，每个板件所要求的焊接方法各有不同。

经常使用的焊接位置有搭接焊、对接焊和塞焊，对车身板件的焊接电流要适中，控制焊接线能量，小电流快速焊接。

焊接时要采用分段焊接，使每个焊缝都能够得到充分的冷却，以防止板件变形。

图1中，车身A柱的对接焊，从左到右分别采用脉冲点焊和连续焊，电流也逐步增大，最后一段采用连续焊，焊完后打磨。

在左侧低电流焊接后打磨焊缝，使之与周边板件高度相同。

随着电流增大，焊接热量也随之增大，板件焊接后发生变形，打磨后可以看出焊缝区变形收缩低于周边板件高度。

最右一段是采用连续焊，焊接热量最大，板件变形最大。

不正确的电流选择和焊接方法选择会对焊接质量产生重要影响。

在焊接中应该采用图2所示的焊接方法分段焊接，使每段的焊缝在下次焊接前能够得到充分的冷却，避免板件变形。

（二）、电阻点焊在车身制造中被大量应用的电阻点焊，现在在修理中也逐步开始应用了。

随着汽车材料的发展，有些超高强度钢不能采用二氧化碳气体保护焊焊接。

二氧化碳气体保护焊焊接的热量会破坏超高强度钢的内部结构，使其强度降低产生焊接缺陷及焊缝失效。

所以只能采用电阻点焊来修理。

电阻点焊还有一个最大的优点是效率高操作简便，只要调整好焊接压力、焊接电流和焊接时间后，每个焊点的焊接质量基本不会发生大的偏差，焊接质量比较稳定。

在电阻点焊的修理作业中，应该注意焊接质量的控制。

一般的电阻点焊机的焊接电流能够达到6000A左右，对于车身上一般的板件都可以进行焊接。

但是对于一些超高强度钢，焊接电流可能要达到9000A以上，否则焊点不能保证足够的强度。

因为从外观看不出来板件是否焊好，在做电阻点焊之前，要找相同的材料进行试焊。

在试焊时要不断调整焊接的压力、电流和时间三个参数，然后进行破坏性试验来验证是否达到焊接强度。

图3表示电阻点焊后撕裂试验的效果，其中一片板件上的孔径必须大于5mm。

图4表示的电阻点焊后扭曲试验效果，其一片板件上也必须有一个大于4mm的孔径。

同时满足以上两点后，才可以正式焊接。

在焊接中，焊点的密度和气体保护焊不同。

气体保护焊要求与原制造中的焊缝相同，而电阻点焊的焊点要比正常的焊点多30%，而且不能在原先焊过的地方进行焊接。

焊接时焊点强度会随着密度的增大而加强。

但焊点距离小到一定程度后，强度不但不会增加，反而会下降。

图5表示焊点之间和至边缘的最小距离。

(三)、激光焊激光焊接是将高强度的激光束辐射至金属表面，通过激光与金属的相互作用，使金属熔化形成焊接。

激光焊接是激光材料加工技术应用的重要方面之一。

20世纪70年代主要用于焊接薄壁材料和低速焊接，焊接过程属热传导型，即激光辐射加热工件表面，表面热量通过热传导向内部扩散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等参数，使工件熔化，形成特定的熔池。

由于其独特的优点，已成功应用于微、小型零件的精密焊接中。

高功率CO2及高功率YAG 激光器的出现，开辟了激光焊接的新领域。

获得了以小孔效应为理论基础的深熔焊接，在机械、汽车、钢铁等工业领域获得了日益广泛的应用，同样在汽车车身修复中也得到广泛应用。

激光焊接的主要优点是：1、速度快、深度大、变形小。

2、能在室温或特殊条件下进行焊接，焊接设备装置简单。

例如，激光通过电磁场，光束不会偏移；激光在真空、空气及某种气体环境中均能施焊，并能通过玻璃或对光束透明的材料进行焊接。

3、可焊接难熔材料如钛、石英等，并能对异性材料施焊，效果良好。

4、激光聚焦后，功率密度高，在高功率器件焊接时，深宽比可达5：1，最高可达10：1。

5、可进行微型焊接。

激光束经聚焦后可获得很小的光斑，且能精确定位，可应用于大批量自动化生产的微、小型工件的组焊中。

6、可焊接难以接近的部位，施行非接触远距离焊接，具有很大的灵活性。