焊接工艺技术

时间：2022-10-02 百科知识版权反馈

【摘要】：焊接是对焊件进行局部或整体加热，使焊件产生塑性变化，形成焊件间的原子结合，从而实现永久连接的工艺方式。而焊接是汽车钣金件修复工作中必不可少的一项工作，它是将多块金属板件加热，使其按照要求的形状熔融到一起。软钎焊的钎焊材料熔化温度低于455℃，硬钎焊的钎焊材料熔化温度高于455℃。新的焊接技术和设备已进入车身修理厂，它们取代了曾经流行的电弧焊和氧乙炔焊。

焊接是对焊件进行局部或整体加热，使焊件产生塑性变化，形成焊件间的原子结合，从而实现永久连接的工艺方式。在严重碰撞的修理工作中，车上很多钣金件都必须进行更换并通过焊接固定，这需要一定的技术和耐心。车辆结构的整体性就取决于焊接和安装技术的好坏。

在项目二中对车身钣金件的连接有过详细的介绍，常见的汽车钣金件的连接方式有机械连接、化学连接和焊接等。而焊接是汽车钣金件修复工作中必不可少的一项工作，它是将多块金属板件加热，使其按照要求的形状熔融到一起。焊接可以分成三大类:

1. 压焊

金属通过电极加热而变软。施加压力后，金属连接到一起。在各种压焊类型中，电阻点焊是汽车制造业中不可或缺的焊接方法，但是在汽车修理行业中应用的少一些。

2. 熔焊

金属板件受热至熔点，连接到一起 (通常采用焊条)，然后再冷却。

3. 钎焊

需要在焊接的金属件上，将熔点比它低的金属熔化 (但不需要熔化金属件)，根据钎焊材料熔化的温度，钎焊被分成软钎焊和硬钎焊。软钎焊的钎焊材料熔化温度低于455℃，硬钎焊的钎焊材料熔化温度高于455℃。

焊接方式的特点有以下几点:

(1) 由于焊接的形状不受限制，它适合于连接整体式车身结构，焊接后仍可保持车体的完整性。

(2) 可减轻重量 (不需要增加接合件)。

(3) 对空气和水的密封性能好。

(4) 生产效率高。

(5) 焊接接头的强度受到操作者技术水平的影响比较大。

(6) 如果焊接中产生的热量过多，周围的板件将会变形。

车身组件多由钢板或型钢组成，常用的焊接方法有二氧化碳保护焊、气焊和手动电弧焊及等离子焊接等。但气焊和电弧焊是属于熔化焊接，这两种方法将金属件加热至高温，直至其熔化，然后再将其连接在一起，经过这两种工艺以后钢材的强度降为铁材的强度，在下次碰撞时也就不产生保护作用，因此这两种焊接现在已经不提倡使用了。

新的焊接技术和设备已进入车身修理厂，它们取代了曾经流行的电弧焊和氧乙炔焊。其原因是，当今汽车上使用的新型合金钢不能用上述两种方法焊接。熔化极气体保护焊(GMAW) 通常又称作熔化极惰性气体保护焊 (MIG)，在焊接整体式车身上的高强度钢和低合金钢方面比其他方法更具优点，高强度钢和低合金钢多用于车身结构件、加强筋、支架和底座，不用于大型的壁板和外部面板。与传统的焊条电弧焊相比，惰性气体保护焊有许多优点。所以，现在汽车制造商建议不仅将它用在高强度钢构件和整体式车身的修理，还应用于所有车身结构的碰撞修理。这项建议对于独立的碰撞修理厂也有效。因此本书对在现阶段汽车维修行业使用较少的手动电弧焊和氧乙炔焊不做详细介绍，而对汽车维修企业常用的惰性气体保护焊、电阻点焊以及钎焊重点讲解。

一、惰性气体保护焊

现代车身中的纵梁、横梁、立柱等结构件都是应用高强度钢或超高强度钢制造，熔化极惰性气体保护焊 (MIG) 在焊接整体式车身上的高强度钢板方面比其他常规焊接方法更适合，当今汽车上使用的新型高强度钢不能用氧乙炔焊或电弧焊进行焊接，而广泛应用惰性气体保护焊。

1. 惰性气体保护焊的特点

(1) 操作方法容易掌握。操作者只需受到几个小时的指导并经过练习，就可学会并熟练掌握MIG设备的使用方法。与高级电焊工采用传统的焊条电弧焊相比，普通的MIG焊工都可以做到焊接的质量更高、速度更快、性能更稳定。

(2) MIG可使焊接板件100％地熔化。因此，经MIG焊接过的部位可修平或研磨到与板件表面同样的高度 (为了美观)，而不会降低强度。

(3) 在薄的金属上焊接时，可以使用弱电流，预防热量对邻近部位的损害，避免了可能发生的强度降低和变形。

(4) 电弧平稳，熔池小，便于控制。确保熔敷金属最多，溅出物最少。

(5) MIG焊接更适合焊接有缝隙和不吻合的地方。对于若干处缝隙，可迅速地在每个缝隙上点焊，不需要清除熔渣，焊后可以很方便地将这些部位重新上漆。

(6) 一般车身钢板都可以用一根通用型的焊丝来焊接。

(7) 车身上不同厚度的金属可用相同直径的焊丝来焊接。

(8) MIG焊机可以方便地控制焊接的温度和焊接的时间。

(9) 采用MIG焊接，对需要焊接的小区域的加热时间较短，因而减少了板件的疲劳和变形。因为金属熔化的时间极短，所以能够轻松进行立焊和仰焊操作。

汽车制造业现在大量使用高强度钢板，而高强度钢板和其他薄钢板比较好的焊接方法就是MIG焊接法，所以现在车身修理中广泛应用惰性气体保护焊 (MIG)。在用惰性气体保护焊进行车身修理时，能够达到快速、高质量的焊接要求。

惰性气体保护焊不局限于车身的修理，还可以焊接排气结构、各种机械的底座、拖车的牵引装置、载货车的减振装置以及其他可用电弧焊或气焊的地方，都能达到良好的焊接效果。惰性气体保护焊还可用于铸铝件的焊接，如各种破裂的变速箱、汽缸头和进气管等。

2. 惰性气体保护焊的原理

惰性气体保护焊使用一根焊丝，焊丝以一定的速度自动进给，在板件和焊丝之间出现电弧，电弧产生的热量使焊丝和板件熔化，将板件熔合连接在一起，这就是惰性气体保护焊的焊接过程 (图3－69)。

图3－69 惰性气体保护焊基本原理

在焊接过程中，惰性气体对焊接部位进行保护，以免熔融的板件受到空气的氧化。惰性气体的种类由需要焊接的板件而决定，钢材都用二氧化碳(CO2) 或二氧化碳和氩气的混合气作为保护气体。而对于铝材，则根据铝合金的种类和材料的厚度，分别采用氩气或氩、氮混合气体进行保护。如果在氩气中加入4％~5％的氧气作为保护气，就可以焊接不锈钢。

惰性气体保护焊有时又称作二氧化碳保护焊。其实惰性气体保护焊 (MIG) 采用完全的惰性气体 (例如氩气或氮气) 作为保护气体。惰性保护气体由25％二氧化碳和75％的氩气组成。二氧化碳不完全是惰性气体，准确地说二氧化碳保护焊应该称为活性气体保护焊(MAG)。大多数车身修理中都采用二氧化碳或二氧化碳和氩气的混合气作为保护气体，人们还是习惯用惰性气体保护焊来概括所有的气体保护电弧焊接。许多焊接机都是既可使用二氧化碳 (活性气体)，又可使用氩气 (惰性气体)，只需要更换气瓶和调节器就可以了。

一般来说，现代钢制承载式车身钣金件通常采用0.58mm的MIG焊丝进行焊接，如果车身更薄、更轻，可采用更细的焊丝。在分割中等厚度液压成型车架或全周边式车架时，可以采用0.76mm的焊丝。如果焊接的是铝合金车身部件，那么多数维修厂商推荐使用0.76~0.89mm的焊丝。当然，焊接的时候也需要核对原厂的规范标准。

惰性气体保护焊焊接的工作过程如下:

(1) 焊丝在焊接部位经过瞬间的短路、回烧并产生电弧(图3－70)。

(2) 每一次工作循环中都产生一次短路电弧，并从焊丝的端部将微小的一滴液滴转移到熔化的焊接部位。

图3－70 惰性气体保护焊焊丝回烧过程

(3) 在焊丝周围有一层气体保护层，它可防止大气的污染并稳定电弧。

(4) 连续进给的焊丝与板件相接触而形成短路，电阻使焊丝和焊接部位受热。

(5) 随着加热的继续进行，焊丝开始熔化，变细并产生收缩。

(6) 收缩部位电阻的增加将加速该处的受热。

(7) 熔化的收缩部位烧毁，在工件上形成一个熔池并产生电弧。

(8) 电弧使熔池变平并回烧焊丝。

(9) 当电弧间隙达到最大值时，焊丝开始冷却并重新送丝，更接近工件。

(10) 焊丝的端部又开始升温，其温度足以使熔池变平，但还不能够阻止焊丝重新接触工件。因此，电弧熄灭，再次形成短路，上述过程又重新开始。

(11) 这种自动循环产生的频率为50~200次/秒。

3. 惰性气体保护焊焊接设备

如图3－71所示的惰性气体保护焊设备，主要由下列基本部分组成:

(1) 带有流速调节器的保护气体供应管道，用以防止焊接熔池受到污染(图3－72)。

图3－71 惰性气体保护焊设备构成

图3－72 带流速调节器的气瓶

(2) 送丝装置，对送丝的速度进行控制(图3－73)。

(3) 焊丝(图3－74)。车身修理中使用的焊丝的种类是AWS￣70S￣6，使用焊丝的直径为0.6~0.8mm。目前使用最多的是直径为0.6mm的焊丝。它原先是一种特制的焊丝，现在很容易可以买到。直径很细的焊丝可以在弱电流、低电压条件下使用，这就使进入板件的热量大为减少。

(4) 焊机电源。电源的核心是变压器，它把220V或380V的电压变成只有10V左右的低电压，同时电流会变得很大。鉴于焊接对电源的要求，必须使用具有稳定电压的电源。用于汽车车身修理的电源比一般工业焊机的要求要高，因为焊接薄金属板时的输出电流、电压要稳定，否则会影响焊接质量。

图3－73 单轮或双轮的送丝装置

(a) 单轮送丝结构；(b) 双轮送丝机构

图3－74 焊丝

(5) 电缆和搭铁接线装置。焊接的部位要与搭铁接线连接形成电流回路。

(6) 焊枪(也称为焊炬)。将焊丝引导至焊接部位 (图3－75)，在焊枪上有启动开关，焊枪前部主要有喷嘴和导电嘴。

图3－75 焊枪

(7) 保护气。修理车身时，焊接一般用二氧化碳或二氧化碳和氩气的混合气体 (气体的比例为: 75％的氩、 25％的二氧化碳，这种混合气体通常被称为C￣25气体) 来进行保护。采用CO2气体保护可使焊接熔深加大。但是CO2使电弧变得比较粗糙且不够稳定，焊接时的溅出物增加(图3－76)。所以，在较薄的材料上进行焊接时，最好使用Ar/CO2混合气。

(8) 控制面板。通过控制面板可进行电压、电流、送丝速度调节，同时可以进行点焊和脉冲点焊功能的控制(图3－77)。

图3－76 不同气体配比的焊接效果对比

图3－77 焊机的控制面板

4. 惰性气体保护焊焊机的安装调整方法

(1) 按照焊机说明书的规定，将惰性气体保护焊焊机的电缆与电网相连接。

(2) 气瓶内有高压，在搬动时要注意不要碰撞气瓶。最好用链条或带子将气瓶固定在底座上，使气瓶和惰性气体保护焊机连接在一起。也可将气瓶安装在墙壁、柱子等处。安装调节器时，一定要遵守安全规则。

(3) 将搭铁安放在车身金属件焊接部位附近清洁的表面上，形成一个从焊机到工件，然后再回到焊机的焊接回路。不能将搭铁当作接地装置，焊机应自带地线。

(4) 按照设备说明书的规定安装并调整送丝装置中的各元件。对送丝装置的调整通常可按下列步骤进行:

图3－78 焊丝的安装

①安装焊丝。图3－78所示为焊丝的安装，应用手将焊丝送进约300mm，保证焊丝能够顺利地通过送丝管和焊枪。

②适当调整送丝轮压力，使焊丝得到足够的推力，能够离开焊丝盘并穿过送丝管及焊枪。确保送丝轮轴槽、焊丝导向装置、送丝管和焊枪的导电嘴的尺寸都与所使用的焊丝的尺寸相一致。调节送丝轮的压力，当焊丝在喷嘴受阻不能进给时，焊丝可以在送丝轮上打滑。但送丝轮的压力不能太大，如果压力过大焊丝会变形，在送丝管内产生螺旋效应，会导致送丝不稳定。

5. 惰性气体保护焊焊接参数的调整

修理人员在焊接时，需要对下列参数进行调整 (有些参数的数值是可调的): 焊机输入电压、焊接电流、电弧电压、导电嘴到板件的距离、焊炬角、焊接方向、保护气体的流量、焊接速度和送丝速度。大多数制造厂都提供一份表格，列出了焊机各种参数的调整范围。

(1) 焊接电流。

焊接电流的大小会影响板件的焊接熔深、焊丝熔化的速度、电弧的稳定性、焊接溅出物的数量(图3－79)。随着电流强度的增加，焊接熔深、剩余金属的高度和焊缝的宽度也会增大。表3－1给出了不同板厚的材料和不同粗细的焊丝所需要的焊接电流。

图3－79 焊接参数

表3－1 焊丝直径、金属板厚度和焊接电流之间的关系

(2) 电弧电压。

高质量的焊接有赖于适当的电弧长度，而电弧长度是由电弧电压决定的。

电弧电压过高时，电弧的长度增大，焊接熔深减小，焊缝呈扁平状。

电弧电压过低时，电弧的长度减小，焊接熔深增加，焊缝呈狭窄的圆拱状。

由于电弧的长度由电压的高低决定，电压过高将产生过长的电弧，从而使焊接溅出物增多；而电压过低会导致起弧困难 (图3－80)。

(3) 导电嘴到板件的距离。

导电嘴到板件的距离是高质量焊接的一项重要因素 (图3－81)。标准的距离为7~15mm。如果导电嘴到板件的距离过大，从焊枪端部伸出的焊丝长度增加而产生预热，就加快了焊丝熔化的速度，保护气体所起的作用也会减小。如果导电嘴到板件的距离过小，将难以进行焊接，并会烧毁导电嘴。

图3－80 不同焊接电压的焊接效果

图3－81 导电嘴到母材的距离

(4) 焊接时的焊枪角度。

焊接方法有两种，即正向焊接和逆向焊接 (图3－82)。正向焊接的熔深较小且焊缝较平。逆向焊接的熔深较大，并会产生大量的熔敷金属。采用上述两种方法时，焊枪角度都应在10°~30°之间 (图3－83)。

图3－82 焊接方向

图3－83 焊枪角度

(a) 正向焊接；(b) 逆向焊接

(5) 保护气体的流量。

如果保护气体的流量太大，将会形成涡流而降低保护层的效果。如果流出的气体太少，保护层的效果也会降低。应根据喷嘴和板件之间的距离、焊接电流、焊接速度以及焊接环境(焊接部位附近的空气流动) 来调整保护气体的流量。

(6) 焊接速度。

焊接时，如果焊枪的移动速度快，焊接熔深和焊缝的宽度都会减小，而且焊缝会变成圆拱形。当焊枪移动速度进一步加快时，将会产生咬边。而焊接速度过低则会产生许多烧穿孔。一般来说，焊接速度由母材的厚度和焊接电压两种因素决定。

(7) 送丝速度。

如果送丝速度太慢，随着焊丝在熔池内熔化并熔敷在焊接部位，将可听到嘶嘶声或啪哒声。此时产生的视觉信号为反光的亮度增强。当送丝速度较慢时，所形成的焊接接头较平坦。

如果送丝速度太快将堵塞电弧，这时，焊丝不能充分地熔化。焊丝将熔化成许多金属熔滴并从焊接部位飞走，产生大量飞溅。这时产生的视觉信号为频闪弧光。

在仰焊时，过大的熔池产生的金属熔滴可能会落入导电嘴或进入气体喷嘴，导致喷嘴或导电嘴烧损。仰焊操作时，要采用较快的送丝速度、较短的电弧和较小的金属熔滴，并使电弧和金属熔滴互相接近。将气体喷嘴推向工件，以确保焊丝不会向熔池外移动。如果焊丝向熔池外移动，熔化的焊丝将会产生金属熔滴，直到形成新的熔池来吸收这些熔滴。

一般在焊接中会在气体喷嘴的附近产生氧化物熔渣，必须将它们仔细地清除掉，以免落入喷嘴内部并形成短路。当送丝速度太慢时，还必须清除掉因送丝速度太慢而形成的金属微粒，以免短路。

表3－2概述了几个焊接参数对焊接质量的不同影响，以及为改变各种焊接特性所需进行的调整。

表3－2 焊接参数的调整

(8) 焊枪喷嘴的调整。

焊机的焊枪有两个主要功能: 一是提供合适的气体保护；二是给工作部位加压，以防止焊丝移出熔池。

如果绝缘有问题 (如喷嘴落入熔滴)，应流入焊丝的电流便转移到了气体喷嘴上，引起焊丝的燃烧和飞溅，会将喷嘴烧掉。在脏的或生锈的金属上进行焊接时，会对喷嘴产生严重冲击，应先进行清洁，再进行正常的焊接。在锈蚀的表面进行焊接时，应将送丝速度减慢。

在惰性气体保护焊焊机的几个主要组成部分中，喷嘴最为关键，其次是送丝机构，受到堵塞或损坏的管道将造成送丝速度不稳定，并产生许多金属熔滴，造成气体喷嘴的短路。

使用气体喷嘴的注意事项:

①距离调整。调整导电嘴到喷嘴的距离大约为3mm，焊丝伸出喷嘴5~8mm (图3－84)。将焊枪的导电嘴放在靠近母材的地方，焊枪开关被接通以后，焊丝开始送进，同时保护气体也开始流出。焊丝的端部和板件相接触并产生电弧。如果导电嘴和板件之间的距离稍有缩短，将比较容易产生电弧。如果焊丝的端部形成了一个大的圆球，将难以产生电弧，所以应立即用偏嘴钳剪除焊丝端部的圆球(图3－85)。在剪断焊丝端部的圆球时，不可将导电嘴指向操作人员的脸部。

图3－84 喷嘴和导电嘴的调节

②喷嘴溅出物的处理。如果溅出物黏附于喷嘴的端部，将使保护气体不能顺利流出而影响焊接质量，应迅速清除焊接溅出物。可以使用防溅剂来减少黏附于喷嘴端部的溅出物(图3－86)。导电嘴上的焊接溅出物还会阻碍焊丝进给，接通送丝开关后，但焊丝无法顺利地通过导电嘴，焊丝就会在焊机内扭曲。用一个合适的工具 (例如锉刀) 清除掉导电嘴上的溅出物，然后检查焊丝是否能够平稳地流出。

图3－85 焊丝长度的调节

图3－86 在喷嘴喷防溅剂

③导电嘴的检查。坏了的导电嘴应及时更换，以确保产生稳定的电弧。为了得到平稳的气流和电弧，应适当拧紧导电嘴(图3－87)。

(9) 电源的极性调整。

电源的极性对于焊接熔深起着重要的作用。直流电源的连接方式一般为直流反向极性连接，即焊丝为正极，工件为负极。采用这种连接时，焊接熔深最大。如果需焊接的材料非常薄，应以正向极性连接方式进行焊接，焊丝为负极而工件为正极，焊接时在焊丝上产生更多的热量，工件上的焊接熔深较浅。采用正向极性的缺点是:它会产生许多气泡，需要更多的抛光。

图3－87 导电嘴和喷嘴的检查

6. 焊接用固定夹具

大力钳、 C形夹钳、薄板螺钉、定位焊夹具或各种专用夹具 (图3－88)，都是焊接过程中必不可少的工具。在焊接前要用焊接夹具把所要焊接的部件正确地夹在一起 (图3－89)。在无法夹紧的地方，常用锤子和铆钉将两块金属板固定在一起 (图3－90)。

图3－88 焊接夹钳及用法

图3－89 焊接夹钳的使用

图3－90 焊接前的夹钳定位

在有些情况下，一块金属板的两边不能同时夹紧。这时，可采用一种简单的方法，就是用一些薄板金属螺钉将两块金属板固定在一起，以便在焊接过程中得到适当的定位。在用薄板金属螺钉将两块金属板固定在一起之前，应在两块金属板上打一些孔，一般将孔打在金属板上离操作者最近的地方。焊接完成后，要对这些孔进行塞焊。在某些情况下，虽然焊接夹具将需要焊接的两块金属板对准了，但是不能保持焊接部位所需要的夹紧力，这时应采用一些另外的夹紧装置来确保两块金属板能够紧密地固定在一起。

7. 惰性气体保护焊的焊接位置

在车身修理时，焊接位置通常由汽车上需要进行焊接部件的位置决定 (图3－91)，焊接参数的调整也会受到焊接位置的影响。

图3－91 各种典型的焊接位置

(1) 平焊。平焊一般容易进行，而且它的焊接速度较快，能够得到最好的焊接熔深。对从汽车上拆卸下的零部件进行焊接时，尽量将它放在能够进行平焊的位置。

(2) 横焊。水平焊缝进行焊接时，应使焊炬向上倾斜，以避免重力对熔池的影响。

(3) 立焊。垂直焊缝进行焊接时，最好让电弧从接头的顶部开始，并平稳地向下拉。

(4) 仰焊。最难进行的焊接是仰焊。仰焊容易造成熔池过大的危险，而且一些熔融金属会落入喷嘴而引起故障。在进行仰焊时，一定要使用较低的电压，同时还要尽量使用短电弧和小的焊接熔池。将喷嘴推向工件，以保证焊丝不会向熔池外移动。最好能够沿着焊缝均匀地拉动焊炬。

在实际的车身焊接操作中，尽量要采用平焊或横焊的方式来操作，以达到最好的焊接效果。有时不能进行这两种焊接操作的，只要把焊接部件转换一个角度就可以进行了。

8. 惰性气体保护焊的各种基本焊接方法

(1) 惰性气体保护焊的6种基本的焊接方法。

①定位焊。这种方法实际上是一种临时点焊 (图3－92)，就是在进行永久性焊接前，用很小的临时点焊来取代定位装置或薄板金属螺钉，对需要焊接的工件进行固定。与定位装置或薄板金属螺钉一样，定位焊是一种临时性的措施。各焊点间的距离大小与板件的厚度有关，一般其距离为板件厚度的15~30倍 (图3－93)。定位焊要求板件之间要正确地对准。

图3－92 定位焊

图3－93 定位焊的焊点间距

②连续焊。焊枪缓慢、稳定地向前运动，形成连续的焊缝 (图3－94)。操作中保持焊枪的稳定进给，以免产生晃动。采用正向焊法时，连续地匀速移动焊炬，并经常观察焊缝。焊炬应倾斜10°~15°以便获得最佳形状的焊缝、焊接线和气体保护效果。导电嘴到板件之间应保持适当的距离，焊枪应保持正确的角度。如果不能正常进行焊接，原因可能是焊丝太长。焊丝过长，金属的焊接熔深将会减小。为了得到适当的焊接熔深，以提高焊接质量，应使焊枪靠近板件。平稳、均匀地操纵焊炬，将得到高度和宽度恒定的焊缝，而且焊缝上带有许多均匀、细密的焊波(图3－95)。

图3－94 连续焊

图3－95 连续焊的焊缝

③塞焊。进行塞焊时 (图3－96)，应在外面的一个或若干个板件上打一个孔，电弧穿过此孔，进入里面的工件，这个孔被熔化的金属填满(图3－97)，板件被焊接在一起。

图3－96 塞焊

图3－97 塞焊的效果

④点焊。当送丝定时脉冲被触发时，将电弧引入被焊的两块金属板(图3－98)，将两层金属板熔化熔合焊接在一起。

惰性气体保护点焊又称做可熔性点焊，因为焊丝在焊接处熔化。可熔性点焊有多种操作方法，在所有的车身部位借助各种喷嘴都可进行可熔性点焊。当对厚度不同的金属进行点焊时，应将较轻的金属焊接到较重的金属上。

图3－98 点焊

与脉冲焊接相比，点焊通常需要较多的热量。对点焊工艺参数进行调整时，最好借助于金属样品。为了检验点焊的质量，可将焊接在一起的两个样品拉开。高质量的焊接接头会在底层的试样上裂开一个小孔。如果焊接接头很容易被拉开，则应延长焊接时间或提高焊接温度。每完成一次点焊，都应断开触发器，然后再将触发器合上，以便进行下一次点焊。惰性气体保护点焊有一个优点，即完成焊接后，容易对焊缝的隆起部分进行抛光，而且抛光不会产生任何需要重新填满的凹坑。

脉冲控制使得在金属材料上连续进行的焊缝很少产生烧穿或变形。脉冲控制可按预定的时间启动并停供焊丝，不需要松开触发器。可按操作者的习惯和板件的厚度来调整两次脉冲焊接的时间间隔。

⑤搭接点焊。搭接点焊法是将电弧引入下层的金属板，并使熔融金属流入上层金属板的边缘(图3－99)。

⑥连续点焊。连续点焊就是一系列相连的或重叠的点焊，形成连续的焊缝(图3－100)。

图3－99 搭接点焊

图3－100 连续点焊

(2) 车身板件焊接的基本操作方法。

车身修理所用的惰性气体保护焊包括各种对接焊、搭接焊、塞焊和点焊。每种类型的焊缝都可用几种不同的方法进行焊接。主要根据给定的焊接条件和参数来决定采用哪种方法。这些条件和参数包括金属的厚度和状态、被焊接的两个金属工件之间的裂缝的数量 (如果有裂缝)、焊接位置等。例如，可采用连续焊或连续点焊的方法进行对接焊。在进行永久性的连续焊或连续点焊时，也可以沿着焊缝上的许多不同点进行定位焊，用这种方法来固定需要焊接的工件。搭接和凸缘连接可采用上述6种焊接技术。

①对接焊。对接焊是将两个相邻的金属板边缘安装在一起，沿着两个金属板相互配合或对接的边缘进行焊接的一种方法。

•连续焊在对接焊中的应用

进行对接焊时必须注意 (尤其是在薄板上)，每次焊接的长度最好不超过20mm。要密切注意金属板的熔化、焊丝和焊缝的连续性 (图3－101)。还要注意焊丝的端部不可偏离金属板间的对接处。如果焊缝较长，最好在金属板的若干处先进行定位焊 (连续点焊)，以防止金属板变形。图3－102显示在焊缝的终点前面距离很近的地方产生电弧，然后立刻将焊枪移动到焊缝的起点处。在焊接过程中，焊缝的宽度和高度将保持一定。

图3－101 对接焊缝隙宽度

图3－102 连续焊时的焊枪运动轨迹

焊接时要采用分段焊接，让某一段区域的对接焊自然冷却后，再进行下一区域的焊接 (图3－103)。

尽管外层低碳钢金属板对接焊的敏感性较小，焊接时也要分段焊接，以防止由于温度升高而引起弯曲和变形。为了将间隔开的焊缝之间的间隙填满，可先用砂轮磨光机沿着金属板表面进行研磨，然后再将间隙中填满金属 (图3－104)。如果焊缝表面未经研磨便将焊接金属填入，则会产生气泡。

图3－103 分段焊接

图3－104 填满隔开的焊缝之间的间隙

在焊接金属薄板时，如果薄板厚度为0.8mm以下，必须采用不连续的焊接 (即连续点焊)，以防止烧穿薄板。保持适当的焊炬角度，并按正确的顺序操作，便可得到高质量的焊缝。可采用逆向焊法来移动焊炬，这样比较容易对准焊缝(图3－105)。

图3－106显示了安装替换金属板时采用的典型对接焊的过程。如果采用这种焊接方法没有得到预期的效果，其原因可能是导电嘴和板件金属之间的距离过大。焊接熔深随着导电嘴和板件金属之间距离的增大而减小。操作时，试将导电嘴和板件金属之间的距离保持几个不同的值，直至获得理想的焊缝，这时的距离值即为最佳值。

焊枪移动得过快或过慢，都将使焊接质量下降。焊接速度过慢将会造成熔穿；相反，焊接速度过快将使熔深变浅而降低焊接强度。图3－107从左到右分别显示焊接速度从快、正常到慢的焊接效果。

即使在接焊的过程中形成了理想的焊缝，但是如果从金属的边缘处或靠近边缘的地方开始焊接，金属板仍会产生弯曲变形(图3－108)。因此，为了防止金属板弯曲，应从工件的中心处开始焊接，并经常改变焊接的位置，以便将热量均匀地扩散到板件金属中去。金属板的厚度越小，焊缝的长度应越短。

进行对接焊时，熔深一定要达到焊缝的背部。当对接焊的金属厚度为1.6mm以上时，必须留一个坡口，以确保有足够的熔深。如果实际需要焊接的地方没有坡口，可在焊缝处磨出一个V形坡口，使熔深到达焊缝的背部。

图3－105 焊接操作

对接焊完成后不需要再加固。因为在加固过的地方会产生应力集中，使加固过的焊缝强度低于未经加固的焊缝强度。

•脉冲点焊在对接焊中的使用

可采用惰性气体保护焊焊机进行脉冲点焊操作。现在大多数车身修理用气体保护焊焊机都带有内部定时器，在一次点焊后，便会切断送丝装置并关闭电弧 (图3－109)，间隔一定时间后重新进行下一次点焊。间隔时间的设定值取决于工件的厚度。

用气体保护焊焊机进行点焊操作时，最好用一个专用喷嘴(图3－110) 来代替一般的喷嘴。将具有点焊控制、焊接热量及回烧时间控制功能的焊枪安装到位，然后将喷嘴指向焊接部位并启动焊枪。经过很短的时间以后，送丝时间脉冲被触发，焊接电流被接通，与此同时，电弧熔化外层金属并进入内层金属。然后焊枪自动关闭。无论将焊枪开关触发多长的时间，都不起作用。但是，如果将触发器松开，然后再次施压，便可得到下一个点焊脉冲。

图3－106 对接焊的操作方法

图3－107 焊接速度对焊接效果的影响

由于条件上的差异，难以确定惰性气体保护点焊的质量。因此，在承受载荷的板件上，最好采用塞焊或电阻点焊方式来焊接。在焊接各种薄型的非结构性金属板和外壳上的搭接缝与凸缘时，搭接点焊是一种常用的快速有效的方法。这种方法也是设定点焊时间脉冲，但要将点焊喷嘴放在外层金属板凸缘的上方，角度大约为90°。这就使它能同时接触两层金属板。电弧熔入凸缘，然后进入下层金属板 (图3－111)。

图3－108 防止金属板弯曲变形

图3－109 面板上的脉冲点焊控制

图3－110 专用脉冲点焊喷嘴

图3－111 脉冲点焊焊接效果

•连续脉冲点焊在对接焊中的使用

气体保护连续点焊使用一般的喷嘴，不使用点焊喷嘴。进行连续点焊时，要将点焊的方法和连续焊的焊炬操作和运行方法结合起来。焊接操作可以看作是焊接—冷却—焊接—冷却的过程，在电弧关闭的时间内，刚才焊接过的部位会稍有冷却并开始凝固，然后再进行下一个部位的焊接。这种间歇方式所产生的变形较小，熔透和烧透的现象较少。连续点焊的这些特征使它适用于薄型装饰性金属板的连续焊接。在图3－112中，从左到右的焊缝的焊接电流逐渐变大，从图3－113中打磨后效果可以看出，随着电流变大钢板产生变形越大。

图3－112 不同电流的连续点焊

图3－113 不同电流的点焊效果

连续点焊的间歇式冷却和凝固使它的变形比连续焊接小。对立焊或仰焊缝进行连续点焊时，焊接熔池不会过热而导致熔融金属流淌。

②搭接焊。搭接焊是在需要连接的几个相互重叠的金属板上表面的棱边处将两个金属表面熔化。这种操作方法与对接焊相类似，所不同的是其上表面只有一个棱边。搭接焊只能用于修理原先在制造厂进行过这种焊接的地方，或用于修理外板和非结构性的金属板。当需要焊接的金属多于两层时，不可采用这种方法。搭接焊操作时也要采用对接焊中所采用的温度控制方法，不能连续进行焊接，应按照能使焊接部位自然冷却并预防温度上升的顺序进行焊接。

③塞焊。在车身修理中，可采用塞焊来代替汽车制造厂的电阻点焊。塞焊经常用在车身上曾在汽车制造厂进行过电阻点焊的所有地方，它的应用不受限制，而且焊接后的接头具有足够的强度来承受各结构件的载荷。塞焊还可用于装饰性的外部板件和其他金属薄板上。塞焊是点焊的一种形式，它是通过一个孔进行的点焊。在需要连接的外层板件上钻 (或冲)一个孔来进行焊接(图3－114)，一般结构性板件的孔直径为8mm，装饰性板件上孔的直径为5mm，在装饰板件上孔太大会使后面的打磨工作量加大。先将两板件紧紧地固定在一起，焊枪和被焊接的表面保持一定的角度，将焊丝放入孔内，短暂地触发电弧，然后断开触发器。熔融金属填满该孔并凝固 (图3－115)。一定要让焊接深入到下面的金属板。在金属板下面的半球形隆起表明有适当的焊接熔深。

图3－114 塞焊钻孔

图3－115 塞焊焊接步骤

间断的塞焊焊接会在金属表面上产生一层氧化物薄膜，而形成气泡。如果发生这种情况，可用钢丝刷来清除氧化物薄膜。在进行一个孔的焊点塞焊时要求一次完成，避免二次焊接。

塞焊焊接过的部位应该自然冷却，然后才可以焊接相邻部位。不能用水或压缩空气对焊点周围进行强制冷却。让其缓慢、自然地冷却，会减小金属板的变形，并使金属板保持原有的强度。

塞焊还用于将两个以上的金属板连接在一起。当需要将两个以上的金属板焊接在一起时，应在每一层金属板上冲一个孔 (最下面的金属板除外)。每一层附加金属板的塞焊孔直径应小于最上层金属板塞焊孔的直径。采用塞焊法焊接不同厚度的金属板时，应将较薄的金属板放在上面，并在较薄的金属板上冲较大的孔，这样可以保证较厚的金属板能首先熔化。

进行高质量塞焊的要素是:

•调整适当的时间、电流、温度。

•把各工件紧密地固定在一起。

•焊丝与被焊接的金属相熔。

•底层金属应首先熔化。

•夹紧装置必须位于焊接位置的附近。

9. 镀锌金属的惰性气体保护焊

对镀锌钢材进行气体保护焊接时，不必将锌清除掉。如果将锌磨掉，金属的厚度降低，强度也随之降低，该区域也极易受到腐蚀。

焊接镀锌钢材时，应采用较低的焊枪运行速度，这是因为锌蒸气容易上升到电弧的范围内，干扰电弧的稳定性。焊枪运行速度较低，可使锌在焊接熔池的端部烧掉。根据镀锌层的厚度、焊接的类型和焊接的位置来决定焊枪运行速度。

与无镀层的钢相比，镀锌钢材的焊接熔深略浅，所以，对接焊时需要底部的直角边缘间隙稍大。为了防止较宽的间隙造成烧穿或过量的熔深，焊接时，应使焊枪左右摆动。焊接镀锌钢材产生的溅出物也比较多。所以，应在焊枪喷嘴的内部加上防溅剂，并且应该经常清洁喷嘴。

镀锌钢板焊接时会产生锌蒸气，而锌蒸气有毒，所以应有良好的通风条件，并且在进行焊接操作时操作人员应该戴上供气的防毒面罩。

10. 焊接质量的检查

在每一次焊接的过程中，应经常检查焊接的质量。可以用一些试验板来进行检查。在对汽车上的零部件进行焊接以前，可以先在一些金属板上进行试焊。这些金属板和汽车上需要焊接的零部件的材料相同。焊接这些试验板时，焊机的各项参数要调整适当，这样车身板件的焊接质量就有了保证。试验板的焊接处用錾子断开，以检验焊接的质量。下面是车身修理中常用的搭接焊、对接焊和塞焊焊接质量的检验标准，试验板件的厚度均为1mm。

(1) 搭焊和对接焊的焊疤的测量标准为:

①工件正面: 最短长度25mm，最长长度38mm，最小宽度5mm，最大宽度10mm。

②工件背面: 焊疤宽度0~5mm。

③对接焊工件夹缝宽度是工件厚度的2~3倍。

(2) 塞焊的焊疤的检测标准为:

①工件正面: 焊疤直径最小为10mm，直径最大为13mm。

②工件背面: 焊疤直径为0~10mm。

③焊疤不允许有孔洞或焊渣等缺陷。

(3) 焊件焊疤高度检测标准为:

焊件正面焊疤最大高度不超过3mm，焊件背面焊疤最大高度不超过1.5mm。

(4) 搭焊和对接焊的焊疤的破坏性实验检测标准为:

搭焊撕裂的工件上必须有与焊疤长度相等的孔。对接焊撕裂破坏后工件上必须有与焊疤长度相等的孔。

(5) 塞焊的焊疤的破坏性实验检测标准为:

塞焊扭曲破坏后下面工件上必须有直径不小于10mm的孔。

11. 惰性气体保护焊的焊接缺陷及原因

(1) 气孔、凹坑。气体进入焊接金属中会产生气孔或凹坑 (图3－116)。产生的原因有: 板件上有锈迹或污物；焊丝上有锈迹或水分；保护不当、喷嘴堵塞、焊丝弯曲或气体流量过小；焊接时冷却速度过快；电弧过长；焊丝规格不正确；气体被不适当封闭；焊接表面不干净等。

(2) 咬边。咬边(图3－117) 是由于过分熔化的板件而形成一个凹坑，它使板件的横截面减小，严重降低了焊接部位的强度。产生的原因有: 电弧太长；焊枪角度不正确；焊接速度太快；电流太大；焊枪送进太快；焊枪角度不稳定等。

(3) 不正确熔化。不正确熔化发生在板件与焊接金属之间 (图3－118)，或发生在两种熔敷金属之间的不熔化现象。产生的原因有: 焊枪的移动太快；电压过低；焊接部位不干净等。

(4) 焊瘤。角焊比对接焊更容易产生焊瘤(图3－119)。焊瘤会引起应力集中而导致过早腐蚀。产生的原因有: 焊接速度太慢；电弧太短；焊枪移动太慢；电流太小等。

图3－116 气孔缺陷

图3－117 咬边缺陷

图3－118 不正确熔化

图3－119 焊瘤

(5) 熔深不足。此种缺陷是由于金属板熔敷不足而产生的 (图3－120)。产生的原因有: 电流太小；电弧过长；焊丝端部没有对准两层金属板的对接位置；槽口太小等。

(6) 焊接溅出物太多。过多的溅出物在焊缝的两边形成许多斑点和凸起 (图3－121)。产生的原因有: 电弧过长；板件金属生锈；焊枪角度太大等。

图3－120 熔深不足

图3－121 焊接溅出物太多

(7) 焊缝浅。进行角焊时，在焊缝处容易产生溅出物而且焊缝浅 (图3－122)。产生的原因有: 电流太大；焊丝规格不正确等。

(8) 垂直裂纹。裂纹通常只发生在焊缝顶部表面(图3－123)。产生的原因主要是焊缝表面有脏物 (油漆、油、锈斑)。

图3－122 焊缝浅

图3－123 垂直裂纹

(9) 焊缝不均匀。焊缝不是均匀的流线型，而是不规则的形状 (图3－124)。产生的原因有: 焊枪嘴的孔被损坏或变形，焊丝通过嘴口时发生摆动；焊枪不稳定；移动速度不稳等。

图3－124 焊缝不均匀

(10) 烧穿。烧穿的焊缝内有许多孔 (图3－125)。产生的原因有: 焊接电流太大；两块金属之间的坡口太宽；焊枪移动速度太慢；焊枪到板件之间的距离太短等。

图3－125 烧穿

二、电阻点焊

1. 电阻点焊的特点

电阻点焊是汽车制造厂在流水线上对整体式车身进行焊接时最常用的一种方法(图3－126)。在整体式车身上进行的焊接中，有90％~95％都采用电阻点焊。

在修理大量采用高强度钢和超高强度钢的车身时，要求采用电阻点焊机进行焊接修理。这种焊接方式像制造厂进行焊接那样进行点焊连接。在使用点焊设备时，操作者必须选择合适的加长臂和电极，以便到达需要焊接的部位。采用挤压式电阻点焊机进行焊接时，应适当

调整对金属板的夹紧力。在一些设备上，可同时调整电流强度和焊接时间。调整完毕后，将点焊机定位在需要焊接的金属板处，一定要使电极的极性彼此相反，然后触发开关，开始进行点焊。

电阻点焊在欧洲和日本的整体式车身修理中已使用了30多年，现在越来越多的中国汽车制造厂也指定用电阻点焊来修理焊接他们制造的汽车，作为一个车身修理人员，有必要掌握电阻点焊的操作方法。

在进行焊接前，要先查阅汽车制造厂提供的汽车维修说明书。更换车身上的各种面板和内部板件时，所有焊接接头的大小应和原来制造厂的焊接接头相类似。除电阻点焊外，更换零部件后的焊接接头的数量应和原来的焊接接头数量相等。强度和耐久性需要根据焊接到车身上的零部件位置决定。根据部件的功用、物理性能和在车身上的位置等因素，汽车制造厂都规定了修理中各部件最佳的焊接方法。

车身修理所用的电阻点焊机通常是指需要在金属板的两边同时进行焊接的设备 (双面点焊设备)，而不是指那种从同一边将两块金属板焊接起来的点焊机 (单面点焊设备)。双面点焊用于结构性部件的点焊，而单面点焊的强度比较低，一般只能用于外部装饰性面板的焊接。电阻点焊过程中产生的热量少，对板件的影响小，可以进行快速、高质量的焊接，对操作者要掌握的操作技巧的要求也比较少。

图3－126 汽车生产过程中电阻点焊的位置

电阻点焊机适用于焊接整体式车身上要求焊接强度好、不变形的薄型零部件，如车顶、窗洞和门洞、车门槛板以及许多外部壁板等部件 (图3－127)。使用电阻点焊机时，修理人员必须知道如何调整焊机，如何进行试焊和焊接。

电阻点焊焊接有下列优点。

(1) 焊接成本比气体保护焊等低。

(2) 没有焊丝、焊条或气体等消耗。

(3) 焊接过程中不产生烟或蒸气。

(4) 焊接时不需要去除板件上的镀锌层。

图3－127 电阻点焊操作

(5) 焊接接头的外观质量与制造厂的焊接接头完全相同。

(6) 不需要对焊缝进行研磨。

(7) 速度快。只需1s或更短的时间便可焊接高强度钢、高强度低合金钢或低碳钢。

(8) 焊接强度高，受热范围小，金属不易变形。

2. 电阻点焊的焊接原理

电阻点焊是利用低电压、高强度的电流流过夹紧在一起的两块金属板时产生的大量的电阻热，用焊枪(焊炬) 电极的挤压力把它们熔合在一起的(图3－128)。

图3－128 电阻点焊原理

电阻点焊的三个主要参数为电极压力、焊接电流和加压时间。

(1) 电极压力。两个金属件之间的焊接机械强度与焊枪电极施加在金属板上的力有直接的关系。当焊枪电极将金属板挤压到一起时，电流从焊枪电极流入金属板，使金属熔化并熔合。焊枪电极的压力太小、电流过大都会产生焊接飞溅物，导致焊接接头强度降低。焊枪电极压力太大会引起焊点过小 (图3－129)，并降低焊接部位的机械强度。焊枪电极压力过高会使电极头压入被焊金属软化的部位过深，导致焊接质量降低。

(2) 焊接电流。一般通过焊点部位的颜色变化就可以判断电流的大小。图3－130 (a)表示出焊接电流正常时焊点中间电极触头接触部分的颜色不会发生变化，与未焊接之前的颜色相同。图3－130 (b) 表示出焊接电流大时焊点中间电极触头接触部分的颜色变深，呈蓝色。

图3－129 焊枪电极压力对焊点的影响

(3) 加压时间。电流停止后，焊接部位熔化的金属开始冷却，凝固的金属形成了圆而平的焊点(图3－131)。焊点施加的压力合适会使焊点的结构非常紧密，有很高的机械强度。加压时间是一个非常重要的因素，时间太短会使金属熔合不够紧密，焊接操作时的加压时间一般不少于焊机说明书上的规定值。

图3－130 焊接电流影响焊点颜色的变化

(a) 电流正常；(b) 电流过大

图3－131 焊接时间

3. 电阻点焊机设备组成

电阻点焊机由变压器、控制器和带有可更换电极臂的焊枪(焊炬) 构成 (图3－132)。

(1) 变压器。变压器将低电流强度的220V或380V车间线路电流转变成低电压 (2~5V)、高电流强度的焊接电流，避免了电击的危险。小型的点焊机的变压器可安装在焊炬上，也可安装在远处通过电缆和焊炬相连。安装在焊炬上的变压器的电效率高，变压器和焊炬之间焊接电流损失很小。焊炬和变压器分离的点焊机的变压器功率必须较大，而且要使用较大的线路电流，以补偿连接变压器和焊炬的长电缆所造成的电力损失。当使用加长型或宽距离的电极臂时，高强电流会由于电缆线长度增加而降低。可调整焊机上的控制器，将输出的电流强度调高。

图3－132 电阻电焊设备和电阻点焊焊炬 (枪)

(2) 焊机控制器。焊机控制器 (图3－133) 可调节变压器输出焊接电流的强弱，并可以调节出精确的焊接电流通过的时间。在焊接时间内，焊接电流被接通并通过被焊接的金属板，然后电流被切断。一般车身修理所用的焊接时间最好在1/6~1s (10~60次循环/min)范围内。

图3－133 电阻点焊设备控制面板

焊机控制器应能够进行全范围的焊接电流调整。焊接电流的大小由需要焊接的金属板的厚度和电极臂长度来决定。当使用缩短型电极臂时，应减小焊接电流；而当使用加长型或宽距离的电极臂时，应增大焊接电流。

某些电阻点焊机上还带有另外的控制装置，当需要焊接的金属表面上产生了轻微锈蚀，这种装置可以自动提供电流补偿以达到良好的焊接质量。

(3) 焊枪 (焊炬)。焊枪通过电极臂向被焊金属施加挤压力，并流入焊接电流。大多数电阻点焊机都带有一个加力机构，可以产生很大的电极压力来稳定焊接质量。这些加力机构有的是用弹簧的手动夹紧装置或由气缸产生压力的气动夹紧装置。有些小型的挤压型电阻点焊机不具备增力机构，它完全靠操作人员的手来控制压力的大小，因此，它不能用于修理车身结构时的焊接操作。

车身修理所使用的大多数焊枪随着焊臂的加长，焊接压力会减小，焊接质量会下降。当配备100mm或更短的缩短型电极臂时，其最大焊接能力达二层2.5mm厚的钢板。一般要求配有加长型或宽距离电极臂的焊机至少可焊接二层1mm厚的钢板。

用于整体式车身修理的电阻点焊机可带有全范围的可更换电极臂装置(图3－134)，能够焊接车身上各个部位的板件。各种电极臂的选用可以焊接汽车上大多数难以焊接的部位，如轮口边缘、流水槽、后灯孔，以及地板、车门槛板、窗洞、门洞和其他焊接部位。修理人员在修理车身时，应查阅修理手册寻找合适的专用电极臂，以便对汽车上难以焊接的部位进行焊接。

4. 电阻点焊机的调整

为使点焊部位有足够的强度，在进行操作前，请按下列步骤对电阻点焊机进行检查和调整:

(1) 选择电极臂。应根据需要焊接的部位来选择电极臂 (图3－135)。电极臂选择的原则是多个电极臂都可以焊接某一个部位时，尽量选择最短的电极臂。

图3－134 焊接不同位置的焊臂

图3－135 根据不同部位选择不同电极臂

(a) 45°电极臂；(b) 标准电极臂；(c) 用于轮罩的电极臂；(d) 长电极臂；(e) 旋转电极头

图3－136 调节焊枪电极臂

(2) 调整电极臂。为了获得最大的焊接压力，焊枪的电极臂应尽量缩短 (图3－136)。要将焊枪电极臂和电极头完全上紧，使它们在工作过程中不能松开。

(3) 两个电极头的对准。将上、下两个电极头对准在同一条轴线上 (图3－137)。电极头对准状况不好将引起加压不充分，会造成电流过小，导致焊接部位的强度降低。

(4) 选择电极头直径。电极头直径增加，焊点的直径将减小。电极头直径小到一定值以后，焊点的直径将不再增大。必须选择适当的电极头直径 (图3－138)，以便获得理想的焊接深度。

图3－137 电极头的正确调整

(a) 正确；(b) 错误

在开始操作前，注意电极头直径是否合适，然后用锉刀将它锉光，以便清除掉电极头表面的燃烧生成物和杂质。当电极头端部的杂质增加，该处的电阻也随之增加，这将会减小流入母材的电流并减少焊接熔深，导致焊接质量下降。连续焊接一段时间以后，电缆线和电极头端部会因为散热不好而造成过热。这将使电极头端部过早地损坏而增大电阻，并引起焊接电流急剧下降。在使用没有强制冷却 (循环水冷却) 的电极操作时，可在焊接5~6次后，让电极头端部冷却后再进行焊接。

图3－138 确定电极头的方法

D—电极头直径；T—板件厚度

如果电极头端部损坏，要用电极头端部清理工具进行整形(图3－139)。

图3－139 用专用工具对电极头端部进行整形

(5) 调整电流流过的时间。电流流过的时间也和焊点的形成有关。当电流流过的时间延长时，所产生的热量增加，焊点直径和焊接熔深随之增大，焊接部位散发出的热量随着通电时间的延长而增加。经过一定的时间后，焊接温度将不会再增加，即使通电时间超过了这一时间，点焊直径也不会再增大，有可能产生电极端部的压痕和热变形。

许多简单的点焊机都无法调整施加的压力和焊接电流，而且其电流强度值较低。这些焊机在操作时可适当通过延长通电时间 (即让低强度的电流流过较长的时间) 来保证焊接的强度。

根据金属板的厚度来调节电极臂的长度及焊接时间，一般能得到比较好的焊接效果。如果焊机的说明书上已列有这些数值，最好在调节过后，对金属样片进行试焊，然后再检验焊接质量来调整焊接参数。

对车身上的防锈钢板进行焊接时，应将焊接普通钢板的电流强度提高10％~20％，以弥补电流强度的损失。一般简单的点焊机如果无法调节电流强度，可适当延长通电时间。一定要将防锈钢材和普通钢材区别开，因为在进行打磨准备焊接时，防锈钢板上的锌保护层不能和油漆一起被清除掉。

5. 影响电阻点焊焊接质量的操作事项

电阻点焊的操作相对比较简单，开始焊接时，修理人员拿起焊枪并将它放在适当的位置，使焊枪的电极与车身上需要焊接的部位相接触。然后触发压力开关，将焊接压力施加到需要焊接的金属板的两边。由于已经给金属板施加并保持了一个压力，加力机构便激发一个电信号，电信号进入焊接机控制器后，焊接电流被接通，经过预定的时间后又被切断。由于焊接时间通常都小于1s，整个焊接过程进行得很快。

使用电阻点焊机焊接时，除了焊机本身的电流、压力、电极臂等因素影响焊接的质量外，还有下列问题在焊接时会影响焊接的质量。

(1) 工件焊接表面的间隙。

两个焊接表面之间的任何间隙都会影响电流的通过 (图3－140)。不消除这些间隙也可进行焊接，但焊接部位将会变小而降低焊接的强度。因此，焊接前要将两个金属表面整平，以消除间隙，还要用一个夹紧装置将两者夹紧。

图3－140 焊接表面的间隙

(a) 正确；(b) 错误；(c) 错误

(2) 工件焊接表面的处理。

需要焊接的金属板表面上的油漆层、锈斑、灰尘或其他任何污染物都会减小电流强度而使焊接质量降低，所以要将这些物质从焊接的表面上清除掉。

(3) 工件焊接表面的防锈处理。

在需要焊接的金属板表面上涂一层导电系数较高的防锈底漆。必须将防锈底漆均匀地涂在所有裸露金属板上，包括金属板的端面上(图3－141)。

图3－141 焊接表面防锈处理

(4) 点焊操作。

进行点焊操作时，要做到以下几点:

①尽量采用双面点焊的方法。对于无法进行双面点焊的部位，可采用气体保护焊焊接中的塞焊法来焊接，而不能用单面点焊来焊接结构性板件。

②电极和金属板之间的夹角应呈90°。如果这个角度不正确，电流强度便会减小，会降低焊接接头的强度。

③当三层或更多层的金属重叠在一起时，应进行两次点焊或加大焊接电流。

(5) 焊点数量。

修理用的电阻点焊机功率一般小于制造厂的点焊机功率。因此，与制造厂的点焊相比，修理中进行点焊时，应将焊点数量增加30％ (图3－142)。

图3－142 焊点数量

(6) 最小焊接间距。

点焊的强度取决于焊点的间距 (两个焊点之间的距离) 和边缘距离 (焊点到金属板边缘的距离)。两层金属板之间的结合力随着焊接间距的缩小而增大。但如果再进一步缩小间距，结合力将不再增大，这是因为焊接电流将流向已被焊接过的焊点产生分流，焊接部位流过的电流变小，焊接强度下降。随着焊点数量的增加，这种往复的分流电流也增加。而这种分流的电流并不会使原先焊接处的温度升高。

(7) 焊点到金属板的边缘和端部的距离。

到边缘的距离也是由电极头的位置决定的。即使焊接的情况正常，如果到边缘的距离不够大，也会降低焊点的强度。在靠近金属板端部的地方进行焊接时，如果焊点到金属板端部的距离过小，将会降低焊接强度，并引起金属板变形。

(8) 电流的调整。

在电阻点焊焊接时，电流流过第一个和第二个焊点的电流强度不同，特别是在两层板之间有防锈剂导致导电系数的降低后，第二点流过的电流会小一些，造成第二个焊点的强度下降。如果电流调大后焊接，会造成第一个焊点电流过大。应该在正常焊完第一个焊点后，把第二个焊点的电流调大一些(图3－143)，才能得到两个焊接强度一致的焊点。

图3－143 焊接电流的调整

(9) 点焊的顺序。

不要只沿着一个方向连续地进行焊接操作。这种方法会使电流产生分流而降低焊接质量。应按图3－144所示的正确顺序进行焊接。当电极头发热并改变颜色时，应停止焊接使其冷却。

图3－144 焊接顺序

(a) 正确；(b) 错误

(10) 角落处的焊接。

不要对角落的半径部位进行焊接(图3－145)。对这个部位进行焊接将产生应力集中而导致开裂。焊接下列部位时，需要注意:

①前支柱和中心支柱的顶部角落。

②后顶侧板的前上方角落。

③前、后车窗角落。

6. 电阻点焊焊接质量的检验

焊点质量的检验可采用外观检验 (目测) 或破坏性试验。破坏性试验用于检验焊接的强度，而外观检验则是通过外观判断焊接质量。

图3－145 焊接角落处的正确方法

(1) 外观检验。

除用肉眼看和手摸来检验焊接处的表面粗糙度外，还有下列项目需要检验:

①焊接位置。焊点的位置应在板件边缘的中心，不可超过边缘，还要避免在原有的焊接过的焊点位置进行焊接。

②焊点的数量。焊点的数量应大于汽车制造厂焊点数量的1.3倍。例如，原来在制造厂点焊的焊点数量为4，4的1.3倍大约为5个新的修理焊点。

③焊点间距。修理时的焊接间距应略小于汽车制造厂的焊接间距，焊点应均匀分布。间距的最小值，以不产生分流电流为原则。

④压痕 (即电极头压痕)。焊接表面的压痕深度不能超过金属板厚度的一半，电极头不能焊偏产生电极头孔。

⑤气孔。不能有肉眼可以看见的气孔。

⑥溅出物。用手套在焊接表面擦过时，不应被绊住。

(2) 破坏性试验。

①破坏性检验。

取一块和需要焊接的金属板同样材料、同样厚度的试验板件，按图3－146所示的位置进行焊接。然后，按图中箭头所指的方向施加力，使焊点处分开。根据焊接处是否整齐地断开，可以判断出焊接质量的好坏。实际进行修理焊接时不能用这种方法来检验，试验的结果只能作为调整焊接参数的参考依据。

图3－146 扭曲试验

这种实验有两种方法:

•扭曲实验:扭曲后在其中一片焊片上留下一个与焊点直径相同的孔 (图3－147)。如果孔过小或根本就没有孔，说明焊点的焊接强度太低，需要重新调整焊接参数。

•撕裂实验:撕裂后在其中一个焊片上留有一个大于焊点直径的孔 (图3－148)。如果留下的孔过小或根本没有孔，说明焊点的焊接强度太低，需要重新调整焊接参数。

②非破坏性检验。

图3－147 扭曲试验后的效果

图3－148 撕裂试验后的效果

图3－149 非破坏性试验

在一次点焊完成后，可用錾子和锤子按下述方法检验焊接的质量:

•将錾子插入焊接的两层金属板之间 (图3－149) 并轻敲錾子的端部，直到在两层金属板之间形成2~3mm的间隙 (当金属板的厚度大约为1mm时)。如果这时焊点部位仍保持正常没有分开，则说明所进行的焊接是成功的。这个间隙值由点焊的位置、凸缘的长度、金属板的厚度、焊接间距和其他因素决定。这里给出的只是参考值。

•如果两层金属板的厚度不同，操作时两层金属板之间的间隙限制在1.5~2mm范围内。如果进一步凿开金属板，将会变成破坏性试验。

•检验完毕后，一定要将金属板上的变形处修好。

7. 点焊的其他功能

在车身修理中挤压式焊枪的应用最多，而且还配有其他的辅助工具来完成辅助的功能，一般都具有外形修复机的功能，可进行单面点焊，螺钉、垫圈、垫片的焊接，热收缩等操作。

尽量采用双面点焊的方法。对于无法进行双面点焊的部位，可采用气体保护焊焊接中的塞焊法来焊接，而不能用单面点焊来焊接结构性板件。在进行单面点焊焊接操作时，将带有两个电极的焊枪安放在非结构性的板件上。先按照制造厂的规定进行调整，然后将两个电极推向板件，并施加适当的压力，使所有缝隙闭合。按下焊接按钮开关，并一直按到焊接周期自动结束。然后将手指从焊接按钮上松开，再将电极移动到下一个焊接位置。

在进行单面点焊时，还应注意以下几点:

(1) 与所有的点焊一样，应彻底清洁焊缝的表面。如果新的替换件上涂有底漆，要用粗砂纸磨掉金属板两面的底漆，并沿着焊缝打磨。如果金属板上涂的不是底漆而是防锈薄膜，只需用干净的抹布蘸一些溶剂将焊缝的两边擦拭干净即可。

(2) 用大力钳将所有的凸缘接头固定在一起。焊接部位应靠近钳口处。

(3) 对于搭接接头，可用一些金属薄板螺钉对金属板进行定位，然后进行点焊。注意要除掉接头的油漆等污物，才可以进行焊接操作。

(4) 在较长的拼接件上进行点焊时，要先从金属板的中间开始，然后沿着一个方向进行焊接。例如，从金属板的中间开始到门柱，然后再从中间开始到后灯部位进行焊接。这样会防止金属板的变形。

(5) 要清除新切割的金属板上的毛刺，以确保两层金属板之间能够很好地接触。毛刺和凹痕会使两个相互配合的工件之间产生间隙，妨碍金属之间的可靠接触。

在有些部位还可采用双电极的单面点焊来进行焊接。不管单电极还是双电极的单面点焊都只能用在非结构性的工件焊接上，不能用于结构性工件的焊接。

对于电阻点焊机所具有的外形修复机的功能，与板件修复中所介绍的外形修复机操作没有区别，这里就不再赘述。

三、钎焊

1. 钎焊的原理

钎焊只能用在车身密封结构处。在焊接过程中只熔化有色金属 (铜、锌等)，而不熔化板件(有色金属的熔点低于金属板) (图3－150)。

图3－150 钎焊的原理

钎焊类似于将两个物体粘在一起。在钎焊过程中，熔化的黄铜充分扩散到两层板件之间，形成牢固的熔合区。焊接处强度与熔化黄铜的强度相等，小于板件的强度。因此，只能对制造厂已进行过钎焊的部位进行钎焊，其他地方不可使用钎焊焊接。

钎焊有两种类型，即软钎焊和硬钎焊 (用黄铜或镍)。在车身修理中所用的钎焊一般是指硬钎焊。

2. 钎焊的特性

(1) 钎焊过程中，两块板件是在较低的温度下结合在一起。板件不熔化，所以板件产生变形和应力较小。

(2) 由于板件不熔化，所以能够把焊接时不相熔的两种金属结合在一起。

(3) 黄铜在熔化后有优异的流动性，它能够顺利地进入板件的狭窄间隙中，很容易填满车身上各焊缝的间隙。

(4) 由于板件没有熔化，而只是在金属的表面相结合，所以钎焊接头的强度很低。

(5) 钎焊操作过程相对比较简单，操作比较容易。

图3－151 采用软钎焊或电弧钎焊的车身构造

汽车制造厂使用电弧钎焊将车顶和后顶侧板连接在一起 (图3－151)。电弧钎焊的原理与气体保护焊接相同(图3－152)。不过电弧钎焊使用氩气来代替惰性气体保护焊接中的CO2或Ar/CO2混合气，还需要专用的钎焊丝。电弧钎焊施加在母材金属上的热量很少，母材的变形或弯曲很小。与黄铜熔敷在母材金属上的钎焊方法相比，电弧钎焊缩短了焊接和抛光的时间。另外，电弧钎焊不会产生有毒物质。

图3－152 电弧钎焊示意图

3. 钎焊使用的材料

为了提高钎焊材料的焊接性能，如流动性、熔化温度、与板件的相熔性和强度等，钎焊材料都是由两种或两种以上的合金构成的。车身修理所用的钎焊条的主要成分为铜和锌。

4. 钎焊中焊剂的作用

暴露在空气中的金属表面一般都有一层氧化膜，加热会使这层氧化膜变厚。需要钎焊的金属表面上如果有氧化层或粘有外来杂质，钎焊材料就不能和板件充分粘接，而且表面张力将使钎焊材料变成球形，不黏附在板件上(图3－153)。

给板件的表面涂上焊剂后，加热会把焊剂变成液体，变成液体的焊剂会清除金属表面的氧化层(图3－153)。氧化层被清除后，钎焊材料将粘接在板件上。焊剂还可以预防板件表面进一步氧化，增加板件和钎焊材料之间的粘接强度。

5. 钎焊接头的强度

由于钎焊材料的强度低于板件的强度，接头的形状和间隙决定了钎焊接头结合的强度。钎焊接头的强度取决于需要连接的两个工件的表面积，因此需要焊接的部件应该尽量加宽搭接接头的宽度。即使同种材料之间的钎焊，钎焊接头也比其他焊接接头的表面积大。图3－154所示为基本的钎焊接头与焊接接头的比较。搭接部位的宽度一般应等于或大于金属板厚度的3倍。

图3－153 钎焊中焊剂的使用

(a) 未使用焊剂的情况；(b) 使用焊剂的情况

6. 钎焊的操作过程

(1) 钎焊操作的一般过程如下:

①清洁母材表面。如果板件的表面上粘有氧化物、油、油漆或灰尘，钎焊材料就不能顺利地流到金属表面上。尽管焊剂可以清除氧化层和大部分污染物，但还不足以清除掉所有的污染物，残存在金属表面上的污染物最终还会导致钎焊的失败。所以，在钎焊操作前要用钢丝刷对表面进行机械清洁。

图3－154 焊接接头与钎焊接头

②施加焊剂。板件被彻底清洁后，在焊接表面均匀地加上焊剂 (如果使用带焊剂的钎焊条，就不需要进行该操作)。

③对板件加热。将板件的接合处均匀地加热到能够接受钎焊材料的温度。调节焊炬气体的火焰，使它稍微呈现出碳化焰的状态。根据焊剂熔化的状态，推断出钎焊材料熔化的适当温度(图3－155)。

④对板件进行钎焊。当板件达到适当的温度时，将钎焊材料熔化到板件上，并让其流动，钎焊材料流入板件的所有缝隙后，停止对板件接合处加热(图3－156)。

图3－155 焊接母材的加热

图3－156 钎焊料的涂敷

(2) 钎焊操作的注意事项。