焊接（二氧化碳保护焊）

定义与核心地位

二氧化碳气体保护焊（CO₂ Gas Shielded Welding），简称CO₂焊，是以二氧化碳（CO₂）气体作为保护介质、以焊丝为填充金属的熔化极气体保护电弧焊方法。焊接时，CO₂气体通过焊枪喷嘴以一定压力和流量喷出，在电弧周围形成气体保护层，将焊接电弧、熔池与空气隔离开来，避免空气中的氧气、氮气及水蒸气侵入而影响焊缝质量。

在汽车车身修复领域，CO₂气体保护焊是应用最为广泛的焊接方法之一。自汽车车身修理业告别氧乙炔气焊后，CO₂焊凭借其热影响区小、焊接变形小、生产效率高等优势，迅速取代传统焊接方法，成为车身结构件修复的核心技术手段。目前，CO₂焊广泛用于车身A柱、翼子板、前纵梁、车身底板等结构部件的焊接作业。

工作原理与设备组成

CO₂气体保护焊的工作原理与一般电弧焊相同——利用焊丝与工件间产生的电弧热熔化金属。焊机电源输出两端，正极接在焊枪上，负极接在焊件上。当焊丝与焊件接触后产生电弧，高温电弧使焊件局部熔化形成熔池，焊丝末端也随之熔化形成熔滴过渡到熔池中。焊丝由送丝机构经软管和焊枪导电嘴自动送出，实现连续焊接。与此同时，CO₂气体从气瓶经减压阀和流量计送至焊枪喷嘴，在电弧周围形成气体保护层，保护熔化的液态金属不受外界空气侵害。随着焊枪不断移动，熔池凝固后便形成连续的焊缝。

CO₂气体保护焊机主要由CO₂气瓶、气体阀门及气压表、焊丝盘及送丝机构、焊枪、软管和控制面板等部件组成。车身修理专用的焊接机将送丝机构和焊接机本体组合，连同气瓶一起装置在带轮子的推车上，便于现场移动作业。大多数CO₂焊机内部安装有定时器，可实现点焊、塞焊等多种焊接模式的切换。

主要焊接方法

在汽车车身修复中，CO₂气体保护焊主要采用以下四种焊接方法：

定位焊是一种临时点焊，用于保持两待焊钣金件相对位置固定不变，防止焊接过程中发生位置偏移。车身钣金件定位焊的跨度一般为15至30mm。

连续焊（亦称拖焊）是指焊枪缓慢、匀速稳定地向前运动，中间没有电弧停顿，形成一道连续焊缝的焊接方法。操作时焊枪通常倾斜10°至15°，以保证焊缝高度和宽度恒定。

塞焊（填孔焊）是在外面的一块或若干块焊接件上钻孔，电弧穿过此孔进入里面的焊接件，熔化的金属将孔填满并将焊接件焊接在一起。采用塞焊焊接不同厚度的焊接件时，应将较薄的焊接件放在上面，以保证下部较厚的焊接件先熔化。

点焊是送丝定时脉冲被触发时，将电弧引入被焊的两块焊接件使其局部熔化的工艺。开关触发一次只能焊接一个焊点，间隔一定时间后才能进行下一次点焊。

工艺参数

CO₂气体保护焊的焊接质量受多项工艺参数影响，主要包括焊丝直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝伸出长度、CO₂气体流量、装配间隙和坡口尺寸等。

焊丝直径是基础参数，常用的有0.5mm、0.6mm、0.8mm、1.0mm、1.2mm等规格。车身焊接专用焊丝牌号应为AWS ER70S-6，直径0.6mm最为适宜——车身板件厚度一般在1mm左右，0.8mm焊丝更适合焊接1.2mm厚度的钢板。

焊接电流与电弧电压是核心参数。短路过渡焊接时，电弧电压通常在16至24V范围内。焊接电流小于250A时，可用经验公式V=0.04×I+16±1.5估算电弧电压。选用焊接电流170A、焊接电压24V的工艺参数，可得到质量良好的焊接接头。

焊接速度通常控制在15至30m/h。焊速过快会降低气体保护效果，可能出现气孔、咬边及未熔合等缺陷；焊速过慢则降低生产率、增大焊接变形。

CO₂气体流量在细丝（0.6至1.2mm）焊接时一般为8至15L/min，粗丝焊接时为15至25L/min。气体流量过大或过小都会影响保护效果。

保护气体的选用

纯CO₂气体在焊接时会产生较大的熔深，焊接薄板件时容易产生熔穿等问题。因此，在汽车车身焊接中，推荐使用氩气和二氧化碳的混合气——氩气比例75%、二氧化碳比例25%的混合气体效果最佳。氩气比二氧化碳能产生更稳定的电弧，使焊缝更平整并减少飞溅和烧穿现象，最适合焊接车身的高强度低碳钢薄板。二氧化碳和氩气的混合比例一般为1:3至1:4。

主要优点

CO₂气体保护焊在汽车维修领域具有显著优势。

焊接成本低。CO₂气体和焊丝价格便宜，电能消耗少，成本仅为埋弧焊和手工电弧焊的40%至50%。

生产效率高。电弧热量集中，焊接电流密度通常为100至300A/mm²，焊丝熔化效率高。生产率是手工电弧焊的1至4倍。焊后无焊渣，省去了清渣工序。

焊接变形小。电弧热量集中且CO₂气体具有冷却作用，焊件受热面积小，特别适合焊接薄板。角变形约为千分之五，不平度约为千分之三。

焊缝抗裂性能高。CO₂气体在高温中分解出的氧与氢结合能力强，焊缝含氢量低，抗冷裂纹能力优良。

操作简便。电弧可见性好，有利于焊丝对中，适用于各种空间位置焊缝和全位置焊接。

常见缺陷与预防

尽管CO₂气体保护焊优点突出，但在实际应用中仍存在一些常见缺陷。

飞溅是CO₂焊最为突出的问题，焊接过程中会产生较大的飞溅。可通过采用超低碳合金焊丝、在CO₂中加入氩气、调整焊接参数等方式降低飞溅。

气孔多由保护气体纯度不足、气体流量不当或室外作业时气体被风吹散引起。应确保气体纯度达标、流量适当，并在无风或防风环境下作业。

焊接变形是薄板焊接的常见问题。电弧温度高，容易导致薄板金属热变形。应采用分段焊接、小电流焊接、对称焊接等方式控制变形。

未焊透与熔穿分别由电流过小和电流过大引起。应根据板厚精确选择焊接参数，能用小电流的不用大电流。此外，焊缝成形差、咬边、焊缝加厚高等缺陷也时有发生。

安全与行业标准

CO₂气体保护焊作业属于特种作业中的热切割作业范畴，操作人员须持证上岗。焊接过程中会产生焊接烟尘，需配备移动式焊烟净化器等防护措施。

在标准规范层面，JB/T 9186-1999《二氧化碳气体保护焊工艺规程》 是行业通用的工艺标准。GB/T 8110 系列标准规定了气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝的技术要求。原国家标准GB/T 12429-1990《客车车身CO2气体保护焊焊接质量要求及检验方法》 曾为客车车身焊接质量提供了检验依据。在实操层面，车身焊接应遵循制造厂提供的维修手册，每个板件所要求的焊接方法各有不同。

发展趋势

截至2026年，随着汽车轻量化趋势的推进和高强度钢、铝合金等材料在车身中的占比提升，CO₂气体保护焊正面临新的挑战与演进。一方面，针对超高强度钢等热敏感材料，电阻点焊等低温焊接方法正逐步替代部分气体保护焊应用。另一方面，MIG钎焊等新型焊接技术在异种材料连接中的应用日益受到关注。在设备层面，焊接机器人自动化程度持续提升。在工艺层面，混合保护气体配比优化、焊接参数智能化调控等技术正在不断精进。总体而言，CO₂气体保护焊作为汽车车身修复的核心焊接技术，正向着更精准、更高效、更适配新材料的方向持续演进。