焊接（二氧化碳保護焊）

定義與核心地位

二氧化碳氣體保護焊（CO₂ Gas Shielded Welding），簡稱 CO₂焊，是以二氧化碳（CO₂）氣體作為保護介質、以焊絲為填充金屬的熔化極氣體保護電弧焊方法。焊接時，CO₂氣體通過焊槍噴嘴以一定壓力和流量噴出，在電弧周圍形成氣體保護層，將焊接電弧、熔池與空氣隔離開來，避免空氣中的氧氣、氮氣及水蒸氣侵入而影響焊縫質量。

在汽車車身修復領域，CO₂氣體保護焊是應用最為廣泛的焊接方法之一。自汽車車身修理業告別氧乙炔氣焊後，CO₂焊憑藉其熱影響區小、焊接變形小、生產效率高等優勢，迅速取代傳統焊接方法，成為車身結構件修復的核心技術手段。目前，CO₂焊廣泛用於車身 A 柱、翼子板、前縱樑、車身底板等結構部件的焊接作業。

工作原理與設備組成

CO₂氣體保護焊的工作原理與一般電弧焊相同——利用焊絲與工件間產生的電弧熱熔化金屬。焊機電源輸出兩端，正極接在焊槍上，負極接在焊件上。當焊絲與焊件接觸後產生電弧，高溫電弧使焊件局部熔化形成熔池，焊絲末端也隨之熔化形成熔滴過渡到熔池中。焊絲由送絲機構經軟管和焊槍導電嘴自動送出，實現連續焊接。與此同時，CO₂氣體從氣瓶經減壓閥和流量計送至焊槍噴嘴，在電弧周圍形成氣體保護層，保護熔化的液態金屬不受外界空氣侵害。隨著焊槍不斷移動，熔池凝固後便形成連續的焊縫。

CO₂氣體保護焊機主要由 CO₂氣瓶、氣體閥門及氣壓表、焊絲盤及送絲機構、焊槍、軟管和控制面板等部件組成。車身修理專用的焊接機將送絲機構和焊接機本體組合，連同氣瓶一起裝置在帶輪子的推車上，便於現場移動作業。大多數 CO₂焊機內部安裝有定時器，可實現點焊、塞焊等多種焊接模式的切換。

主要焊接方法

在汽車車身修復中，CO₂氣體保護焊主要採用以下四種焊接方法：

定位焊是一種臨時點焊，用於保持兩待焊金屬板件相對位置固定不變，防止焊接過程中發生位置偏移。車身金屬板件定位焊的跨度一般為 15 至 30mm。

連續焊（亦稱拖焊）是指焊槍緩慢、勻速穩定地向前運動，中間沒有電弧停頓，形成一道連續焊縫的焊接方法。操作時焊槍通常傾斜 10°至 15°，以保證焊縫高度和寬度恆定。

塞焊（填孔焊）是在外面的一塊或若干塊焊接件上鑽孔，電弧穿過此孔進入裡面的焊接件，熔化的金屬將孔填滿並將焊接件焊接在一起。採用塞焊焊接不同厚度的焊接件時，應將較薄的焊接件放在上面，以保證下部較厚的焊接件先熔化。

點焊是送絲定時脈衝被觸發時，將電弧引入被焊的兩塊焊接件使其局部熔化的工藝。開關觸發一次只能焊接一個焊點，間隔一定時間後才能進行下一次點焊。

工藝參數

CO₂氣體保護焊的焊接質量受多項工藝參數影響，主要包括焊絲直徑、焊接電流、電弧電壓、焊接速度、焊絲伸出長度、CO₂氣體流量、装配間隙和坡口尺寸等。

焊絲直徑是基礎參數，常用的有 0.5mm、0.6mm、0.8mm、1.0mm、1.2mm 等規格。車身焊接專用焊絲牌號應為 AWS ER70S-6，直徑 0.6mm 最為適宜——車身板件厚度一般在 1mm 左右，0.8mm 焊絲更適合焊接 1.2mm 厚度的鋼板。

焊接電流與電弧電壓是核心參數。短路過渡焊接時，電弧電壓通常在 16 至 24V 範圍內。焊接電流小於 250A 時，可用經驗公式 V=0.04×I+16±1.5 估算電弧電壓。選用焊接電流 170A、焊接電壓 24V 的工藝參數，可得到質量良好的焊接接頭。

焊接速度通常控制在 15 至 30m/h。焊速過快會降低氣體保護效果，可能出現氣孔、咬邊及未熔合等缺陷；焊速過慢則降低生產率、增大焊接變形。

CO₂氣體流量在細絲（0.6 至 1.2mm）焊接時一般為 8 至 15L/min，粗絲焊接時為 15 至 25L/min。氣體流量過大或過小都會影響保護效果。

保護氣體的選用

純 CO₂氣體在焊接時會產生較大的熔深，焊接薄板件時容易產生熔穿等問題。因此，在汽車車身焊接中，推荐使用氬氣和二氧化碳的混合氣——氬氣比例 75%、二氧化碳比例 25% 的混合氣體效果最佳。氬氣比二氧化碳能產生更穩定的電弧，使焊縫更平整並減少飛濺和燒穿現象，最適合焊接車身的高強度低碳鋼薄板。二氧化碳和氬氣的混合比例一般為 1:3 至 1:4。

主要優點

CO₂氣體保護焊在汽車維修領域具有顯著優勢。

焊接成本低。CO₂氣體和焊絲價格便宜，電能消耗少，成本僅為埋弧焊和手工電弧焊的 40% 至 50%。

生產效率高。電弧熱量集中，焊接電流密度通常為 100 至 300A/mm²，焊絲熔化效率高。生產率是手工電弧焊的 1 至 4 倍。焊後無焊渣，省去了清渣工序。

焊接變形小。電弧熱量集中且 CO₂氣體具有冷卻作用，焊件受熱面積小，特別適合焊接薄板。角變形約為千分之五，不平度約為千分之三。

焊縫抗裂性能高。CO₂氣體在高溫中分解出的氧與氫結合能力強，焊縫含氫量低，抗冷裂紋能力優良。

操作簡便。電弧可見性好，有利於焊絲對中，適用於各種空間位置焊縫和全位置焊接。

常見缺陷與預防

儘管 CO₂氣體保護焊優點突出，但在實際應用中仍存在存在一些常見缺陷。

飛濺是 CO₂焊最為突出的問題，焊接過程中會產生較大的飛濺。可通過採用超低碳合金焊絲、在 CO₂中加入氬氣、調整焊接參數等方式降低飛濺。

氣孔多由保護氣體純度不足、氣體流量不當或室外作業時氣體被風吹散引起。應確保氣體純度達標、流量適當，並在無風或防風環境下作業。

焊接變形是薄板焊接的常見問題。電弧溫度高，容易導致薄板金屬熱變形。應採用分段焊接、小電流焊接、對稱焊接等方式控制變形。

未焊透與熔穿分別由電流過小和電流過大引起。應根據板厚精確選擇焊接參數，能用小電流的不用大電流。此外，焊縫成形差、咬邊、焊縫加厚高等缺陷也時有發生。

安全與行業標準

CO₂氣體保護焊作業屬於特種作業中的熱切割作業範疇，操作人員須持證上崗。焊接過程中會產生焊接煙塵，需配備移動式焊煙淨化器等防護措施。

在標準規範層面，JB/T 9186-1999《二氧化碳氣體保護焊工藝規程》 是行業通用的工藝標準。GB/T 8110 系列標準規定了氣體保護電弧焊用碳鋼、低合金鋼焊絲的技術要求。原國家標準GB/T 12429-1990《客車車身 CO2 氣體保護焊焊接質量要求及檢驗方法》 曾為客車車身焊接質量提供了檢驗依據。在實操層面，車身焊接應遵循製造廠提供的維修手冊，每個板件所要求的焊接方法各有不同。

發展趨勢

截至 2026 年，隨著汽車輕量化趨勢的推進和高強度鋼、鋁合金等材料在車身中的占比提升，CO₂氣體保護焊正面臨新的挑戰與演進。一方面，針對超高強度鋼等熱敏感材料，電阻點焊等低溫焊接方法正逐步替代部分氣體保護焊應用。另一方面，MIG 釺焊等新型焊接技術在異種材料連接中的應用日益受到關注。在設備層面，焊接機器人自動化程度持續提升。在工藝層面，混合保護氣體配比優化、焊接參數智能化調控等技術正在不斷精進。總體而言，CO₂氣體保護焊作為汽車車身修復的核心焊接技術，正向着更精準、更高效、更適配新材料的方向持續演進。