焊接是一种使用热、压力或两者结合的方式接合金属或其他热塑性材料如塑料的制造工艺及技术。受科技发展的影响，焊接工艺日益完善，机械焊接技术在汽车制造中得到广泛应用，从传统的电阻点焊到现代的气体保护焊接、激光焊接等，机械焊接技术不断创新和发展。然而，在实际焊接过程中仍存在焊接材料、工艺、人员、设备及环境等多种影响因素，这些因素对焊接质量产生重要影响，因此，深入了解质量影响因素，坚持高标准与高要求，提高机械焊接质量已成为汽车制造企业亟待解决的问题。

1汽车制造中常见的机械焊接技术

1.1CO₂气体保护焊接技术

在当前汽车制造中，CO₂气体保护焊接技术是最常见的机械焊接技术之一，该技术使用CO₂气体作为保护气体，防止焊缝在焊接过程中被氧化，焊接时，焊丝经过送丝机构送入焊枪，并在电弧的作用下熔化，形成熔池，然后CO₂气体从焊枪喷嘴中喷出，形成保护气流，使熔池和电弧区与空气隔离。CO₂气体保护焊接技术具备成本低，变形小的优势，通常用于钢材焊接，但焊接过程中一旦工艺发生细微变更，将会导致焊接效果出现显著差异，因此需要选择专用焊机，根据实际焊接情况调整合适参数，采用正确的焊接方法，提高焊接稳定性和焊缝质量^[1]。

1.2激光焊接技术

激光焊接技术是一种高精度、高效率的焊接方法，利用激光作为热源，在零件上聚焦大量热源，提高焊接速度，使金属特定部位加热速度提升和金属表面汽化，迅速达到材料融化点，实现焊合。激光焊接技术被广泛应用于汽车制造中汽车车身触媒转换器、排气管等部位的焊接，由于激光束易于聚焦、对准及受光学仪器导引，并且不受电磁场影响，因此可以实现精确焊接。与传统的电弧焊相比，激光焊接不需要使用电极，没有电极污染或受损的问题，可以实现高速自动化焊接，适用于焊接薄材和细径线材，不会产生回熔现象。

1.3焊接新技术

随着科技的进步，汽车制造中不断涌现出新的焊接技术，如激光复合焊接技术、激光远程焊接技术等。激光复合焊接技术以激光焊接技术为基础，融合了激光和其他热源，实现焊接效果、速度、焊接与桥接能力的提升；激光远程焊接技术通过光纤激光传输技术将激光焊接头与激光发生器隔离，实现远距离焊接。这些新技术的出现，为汽车制造中的机械焊接提供了更多的选择和可能性，有助于提高焊接质量和效率^[2]。

2机械焊接技术的控制要点

2.1作业前预热

作业前预热是机械焊接过程中的重要环节。在焊接前依据焊接碳钢时的要求对母材进行预热，可以提高焊接部位的温度，降低焊接时的热应力，减少焊接变形和裂纹的产生，并改善焊缝的冶金性能，优化母材接头的塑性，提高焊缝的强度和韧性。预热的温度应根据规定选择，一般来说，对于35~45#钢，预热温度应在150~250℃之间；对于45#钢，预热温度应在250~400℃之间^[3]。

2.2确定坡口方式

在汽车制造中，机械焊接具有严格的焊接要求，当焊接材料厚度在4mm以上时，需要处理坡口，优质的坡口处理，可以确保焊缝的强度和密封性，降低焊缝碳元素含量和裂缝发生的概率。常见的坡口方式有K型、I型、V型、X型、U型等，选择坡口方式时，应考虑材料的厚度、焊接质量要求等因素。当焊件厚度增大时，可以采用双Y型代替V型坡口，减少焊缝金属量，实现对称施焊。

2.3焊接后热处理工艺

焊接后热处理工艺是机械焊接过程中的重要环节，旨在消除焊接应力和提高焊缝的强度和韧性，提高焊接质量，使汽车制造更加安全和可靠。常见的焊接后热处理工艺有退火、回火、淬火等。退火是将焊接接头加热到一定温度并保温一段时间，然后缓慢冷却的过程，可以消除组织缺陷和内应力，提高焊缝组织和性能；回火是将焊接接头加热到低于临界点的温度并保温一段时间，然后快速冷却到室温的过程，可以消除内应力和脆性，，提高焊缝硬度和韧性。淬火是将焊接接头加热到临界温度以上，保持一定时间后迅速冷却到Ms点以下的过程，可以显著提高焊缝的硬度和强度，但会降低塑性和韧性，因此一般用于对强度要求较高的部件。在选择焊接后热处理工艺时，应综合考虑材料的种类、焊接接头的结构、焊接方法和焊接条件等因素，严格控制热处理温度和保温时间，提高热处理效果。

3汽车制造中影响机械焊接质量的因素

3.1焊接材料因素

焊接材料是影响焊接质量的关键因素。在汽车制造中，常用的焊接材料包括焊丝、焊条、焊剂等，这些材料的质量、成分和性能直接影响焊缝的强度、韧性和耐腐蚀性，如材料的热膨胀系数和热导率，会导致不同金属或合金在焊接过程中产生不同热应力，引发裂纹缺陷；材料本体的强度或韧性不足，极易造成接头区域塑性形变、裂纹等质量问题。

3.2焊接工艺因素

焊接工艺也是影响焊接质量的关键因素之一。在汽车制造中，常用的焊接工艺包括电阻焊、气体保护焊、激光焊等，这些工艺的选择和参数设置直接影响焊缝的形成、质量和性能。其中，焊接电流和电压是焊接工艺中的重要参数，焊接电流和电压的大小直接影响熔池的温度和熔深，从而影响焊缝的强度和韧性，比如，焊接电流过小时会导致熔深不够、焊缝尺寸偏小；焊接电流过大时会导致熔深过大、溅渣增多。在焊接速度和时间方面，速度过快会导致熔池不稳定、熔深不均匀；速度过慢会导致烧穿问题发生；时间过长会导致焊缝过热、变形等问题^[4]。

3.3焊接人员因素

人始终是各种活动中最活跃的因素，焊接人员的技能水平、操作经验和责任心决定着焊接质量的优劣。在汽车制造中，焊接人员需要掌握各种焊接工艺的操作技巧，熟悉焊接设备的性能和操作方法，并具备丰富的焊接经验，才能提高焊接质量。如果焊接人员综合技能水平较低，那么势必会因不科学的焊接流程、不规范的焊接操作导致各种缺陷发生，操作专业性和焊接质量降低。

3.4焊接设备与环境因素

在汽车制造中，焊接设备和环境都会影响焊接质量。焊接设备的性能、精度和稳定性直接影响焊缝的质量和效率，焊接环境中的温度、湿度、风速等因素都可能影响焊缝的质量和性能。如果焊接设备存在老化、损坏等情况，性能不稳定或精度不足，会导致焊缝出现各种缺陷，降低焊接质量；如果焊接环境恶劣会导致机械焊接容易产生焊接缺陷。

4汽车制造中机械焊接质量提升的策略

4.1严把焊接材料质量

在汽车制造中，焊接材料的选择、储存、使用和管理等环节均对焊接质量产生重要影响。第一，要严格选材，在选择焊接材料时充分考虑材料的化学成分、力学性能、耐腐蚀性、耐热性，以及材料的成本、供应情况和环保要求，购置质量获得权威部门认证的焊接材料，确保所选材料能够满足焊接接头的性能要求，材料的性价比高。第二，要规范储存与使用材料，由于焊接材料在储存和使用过程中，极易受到环境因素的影响而发生变质或污染，所以需要建立完善的焊接材料储存和使用管理制度。对于易受潮、易氧化的材料，采用防潮包装、放置干燥剂等储存措施，在使用焊接材料时严格遵守操作规程，确保焊接材料仓库干燥、整洁、通风良好、温度和湿度适宜，避免材料受到污染或损坏，最大限度的发挥材料的作用。第三，要强化材料质量检验，建立严格的质量检验制度，依据国家规定对相关材料开展必要的检测和检验活动，在焊接材料入库前进行外观检查，提升情况下委托专业机构进行化学成分分析、力学性能测试等检验，并在焊接过程中定期对焊接材料进行抽样检查，一旦发现材料存在裂痕、变形等缺陷，及时更换或退回供应商处理，确保焊接材料符合相关标准和要求。

4.2完善焊接工艺

焊接工艺的持续优化与完善是汽车制造企业显著提高机械焊接质量和整体生产水平的有效方法，在汽车制造中，应根据焊接材料的种类、厚度、形状以及焊接要求等条件，选择合适的焊接工艺，并优化焊接参数。首先，要合理选择焊接方法，根据焊接材料的种类、厚度和形状，以及焊接接头的位置和尺寸，选择合适的焊接方法。例如，对于非重要场合的薄板对接焊及补焊，选择气焊；对于铸铝件补焊及一般修理，选择手工电弧焊；对于1~20mm厚的焊接板，选择钨极氩弧焊；对于厚件，选择熔化极氩弧焊；对于焊接尺寸较小的焊件，选择真空电子速焊；对于需进行精密焊接的焊件，选择激光焊。其次，要优化焊接参数，精确控制焊接电流和电压、焊接速度和时间等，实现对熔池流动性的细致调控，焊缝的成型效果优化，确保焊接缺陷减少^[5]。最后，要加强焊接过程的监控与质量管理，在焊接前清理好焊接材料，加强焊接区域保护，采用先进的传感器和监控技术实时监测焊接过程中的温度、应力、变形等参数，及时发现并纠正焊接过程中的问题，确保整个焊接过程稳定、可靠。同时，建立完善的焊接过程记录制度详细记录焊接过程中的焊接质量问题，采取无损检测措施，客观评价焊接质量，为后续质量分析和改进提供依据。

4.3提高焊接人员综合技能

想要有效提升汽车制造中的机械焊接质量，应提高焊接人员综合技能。一方面，需要定期开展技能培训，让焊接人员在实践活动中积累丰富焊接基础知识，能够熟练掌握各种焊接方法和工艺参数，提高他们的操作技能水平，增强他们的质量意识，确保焊接过程安全稳定。另一方面，应建立完善的激励机制和绩效考核机制，充分激发焊接人员的工作积极性和创造力。机械制造企业可以根据企业情况和员工需求，通过设立技能竞赛、奖励优秀焊接人员等方式，鼓励焊接人员不断提高自己的技能水平和工作质量。通过建立完善的绩效考核制度，将焊接质量纳入绩效考核范围，激励员工工作积极参与质量管理，端正员工的工作态度，规范员工的工作行为，确保焊接人员的工作质量得到认可^[6]。

4.4提升焊接设备精度及改善焊接环境

焊接设备和环境也是影响焊接质量的重要因素。在汽车制造中，应加强对焊接设备的维护和管理，提高其精度和稳定性，改善焊接环境，确保焊接过程的安全和稳定。第一，要提高焊接设备精度，应引进最先进的焊接设备和技术，如自动化焊接设备、激光焊接设备等，实现精密焊接，提高焊接效率与质量。然而，先进设备在长时间运行后也回出现磨损和性能退化现象，所以还应加强设备维护与管理，定期对焊接设备进行维护和保养，有效开展清洗、润滑、紧固、更换等工作，延长设备使用寿命，保证其长期运行中的高效率和高精度。第二，要提高焊接质量，应改善焊接环境，在汽车制造中，对施工环境进行控制，将湿度指标控制在90%以下，将温度控制在20℃以内，保持焊接区域的干燥和清洁，加强通风和换气，避免水分和污染物对焊缝产生不良影响，避免有害气体对焊接人员造成危害^[7]。

综上所述，随着我国居民生活水平的持续提高，汽车已成为人们日常生活中不可或缺的重要出行工具，推动了汽车制造业的快速发展。机械焊接作为汽车制造中的重要一环，直接关系到汽车产品的整体性能、安全性和使用寿命，当前汽车制造中的CO₂气体保护焊接技术、激光焊接技术、焊接新技术的焊接质量极易受焊接材料、工艺、人员、设备及环境等因素的影响。想要显著提高焊接质量，应重视作业前预热、坡口方式确定、焊接后热处理工艺，采取严把焊接材料质量、完善焊接工艺、提高焊接人员综合技能、提升焊接设备精度及改善焊接环境等策略，确保汽车产品的整体质量和安全性，为人们的出行提供更加可靠和安全的保障。

参考文献：

[1]吴式胜,徐泽家,雷燕红,王泽楷,范斯琦.探究汽车制造中机械焊接质量提升策略[J].时代汽车,2024,(03):113-115.

[2]李志鹏.汽车制造中机械焊接质量的提升策略研究[J].时代汽车,2023,(05):133-135.

[3]张立朋.机械制造中机械焊接质量的控制对策研究[J].造纸装备及材料,2021,50(12):29-31.

[4]陈延国.机械制造中机械焊接质量控制策略研究[J].冶金与材料,2024,44(05):181-183.

[5]董权.汽车制造中机械焊接质量提升策略[J].汽车测试报告,2023,(10):89-91.

[6]周武斌.汽车制造中机械焊接质量提升策略研究[J].汽车测试报告,2023,(24):76-78.

[7]罗宗平.汽车制造中机械焊接质量的提升策略研究[J].大众标准化,2023,(17):110-111+114.

作者简介：汪成斌 1976.04.05 男 安徽 汉 大专 副总经理、质量总监 深圳市凯中精密技术股份有限公司 研究方向：机械设计与制造、质量工程