汽車鈑金教學(xué)中的常用焊接方法研究

孫明芳

摘 要：鈑金實(shí)訓(xùn)是汽修專業(yè)教學(xué)的一項(xiàng)重要內(nèi)容，能夠幫助學(xué)生把理論知識(shí)轉(zhuǎn)為實(shí)踐技能，進(jìn)而具備更強(qiáng)的就業(yè)能力。而焊接方法則是鈑金實(shí)訓(xùn)教學(xué)的關(guān)鍵所在，直接關(guān)系著學(xué)生畢業(yè)后能否順利就業(yè)。鑒于此，文章先簡要闡述了汽車鈑金修復(fù)常用的焊接方法，然后具體分析了汽車鈑金實(shí)訓(xùn)中焊接教學(xué)現(xiàn)狀，并據(jù)此探討了有效的優(yōu)化策略。

關(guān)鍵詞：焊接技術(shù) 鈑金修復(fù) 汽修專業(yè) 中職

Abstract：Sheet metal training is an important part of the teaching of auto repair major， which can help students transform theoretical knowledge into practical skills， and then have stronger employability. The welding method is the key to the teaching of sheet metal practical training， which is directly related to whether students can be successfully employed after graduation. In view of this， this paper first briefly expounds the commonly used welding methods for automotive sheet metal repair， and then analyzes the current status of welding teaching in automotive sheet metal training， and discusses effective optimization strategies accordingly.

Key words：welding technology， sheet metal repair， auto repair professional， middle job

1 引言

汽車作為一種消耗品，經(jīng)過長時(shí)間的使用或是遇到一些意外事故，會(huì)出現(xiàn)各種損壞情況。其中，行李箱蓋、車門支柱、前后車門、前后翼子板、發(fā)動(dòng)機(jī)罩、前后保險(xiǎn)杠等無疑是較易受損的部件[1]。在這些部件出現(xiàn)變形時(shí)，就可通過焊接的方法展開鈑金修復(fù)，以保證汽車的安全使用。

隨著我國汽車保有量的逐漸增加，也持續(xù)加大著國內(nèi)的汽修人才需求。從當(dāng)前市場(chǎng)情況而言，汽車鈑金人員收入較為可觀，但其中具備扎實(shí)理論基礎(chǔ)和專業(yè)操作技能的人員較少，多為傳統(tǒng)“師帶徒”模式培養(yǎng)出來的，并未接受過專業(yè)的安全知識(shí)培訓(xùn)與理論知識(shí)培訓(xùn)，因此常因?yàn)椴灰?guī)范作業(yè)，導(dǎo)致出現(xiàn)工傷事故。由此可見，要想推動(dòng)我國汽車維修行業(yè)的良好發(fā)展，需要盡快補(bǔ)齊汽車鈑金維修人才短板。

2 鈑金修復(fù)的常用焊接方法

2.1 CO2氣體保護(hù)焊

2.1.1 技術(shù)特點(diǎn)

該技術(shù)是采用CO2作為保護(hù)氣體的熔化極焊操作，其擁有諸多優(yōu)勢(shì)，如焊接質(zhì)量好、成本低、生產(chǎn)效率高及保護(hù)效果好等。尤其是具有較為廣泛的焊接適應(yīng)范圍，能夠展開全位置焊接，可采用多層多道焊，幾乎不會(huì)限制最大焊接厚度，最薄能夠焊接約1mm的薄板，所以在修復(fù)損壞的車身板時(shí)十分適用。

2.1.2 焊機(jī)的選用與焊接電流調(diào)整

雖然通常而言，進(jìn)行汽車鈑金修復(fù)需采用車身焊接專用焊機(jī)，但目前很多小型汽修廠都用工業(yè)焊機(jī)作為CO2氣體保護(hù)焊機(jī)[2]。在這種情況下，如果不注重合適焊接電流，就可能出現(xiàn)焊不透或者燒穿的情況。同時(shí)在進(jìn)行焊接時(shí)工業(yè)焊機(jī)電流不夠平穩(wěn)，受電網(wǎng)電壓的影響較大，不能良好完成薄板件的焊接修復(fù)，所以需要將電流調(diào)整到較小的值，通常為35～40A。

2.1.3 選擇焊絲

焊絲選擇是否合理將直接關(guān)系鈑金修復(fù)效果，就當(dāng)前國內(nèi)的情況而言，通常小型汽修廠都未固定焊絲的牌號(hào)，對(duì)于焊絲的選用具有較大的隨意性。正確的做法應(yīng)是結(jié)合待修復(fù)件的厚度，進(jìn)行相應(yīng)焊絲直徑的選擇。如果焊接厚度≤1mm，所選焊絲直徑應(yīng)為0.8mm；如果板厚在1.5～3mm，所選焊絲直徑應(yīng)為1mm。

2.1.4 氣體流量與純度的選擇

一方面，焊接電流和焊接速度越大，以及焊絲伸出長度越長的時(shí)候，需要更大的氣體流量。通常氣體流量數(shù)值，應(yīng)為焊絲直徑數(shù)值的10倍，譬如，0.8mm焊絲的氣體流量應(yīng)為8L/min[3]。倘若用室外焊接、仰焊或是較大電流迅速焊接的時(shí)候，氣體流量需要適當(dāng)?shù)丶哟?。簡而言之，氣體流量要結(jié)合焊接速度、焊接電流的大小進(jìn)行選擇。要對(duì)噴嘴直徑以及焊絲伸出的長度進(jìn)行合理選擇。另一方面，CO2氣體純度要≥99.5%，若不能達(dá)到這一純度要求，就會(huì)給焊接質(zhì)量產(chǎn)生直接影響。

2.2 電阻焊

2.2.1 技術(shù)特點(diǎn)

該技術(shù)的特點(diǎn)是節(jié)省材料、操作簡便、效率高、成本低等。針對(duì)汽車的車頂、車門、車架及側(cè)圍等部位，可運(yùn)用這一技術(shù)完成大量焊接。

2.2.2 焊接工藝

電阻焊通常要經(jīng)過四個(gè)階段，即加壓、通電、保持與卸壓，并且要在持續(xù)壓力作用下才可完成。一是，加壓階段。展開焊接作業(yè)時(shí)，影響焊接質(zhì)量的一項(xiàng)重要因素，便是能否對(duì)板件正確施加壓力，若壓力過小，則可能由于板件間接觸不良而焊接困難，或是造成焊點(diǎn)減小；倘若壓力過大，可能會(huì)減小焊透率，焊點(diǎn)尺寸變小與強(qiáng)度降低，甚至可能無法形成焊點(diǎn)。二是，通電電流。采用電阻焊方法時(shí)，通電電流的選擇也是一項(xiàng)關(guān)鍵點(diǎn)。須知，焊接時(shí)通電電流值的平方和電阻熱成正比關(guān)系，電流過高可能會(huì)擠出熔化的金屬，導(dǎo)致板件表面出現(xiàn)凹坑，使得焊接效果不理想；電流過低，則會(huì)導(dǎo)致焊點(diǎn)強(qiáng)度降低，通常而言焊接電流應(yīng)保持在8000～13500A范圍內(nèi)[4]。三是，保持時(shí)間。保持時(shí)間與電阻熱同樣為正比關(guān)系，越短的保持時(shí)間，焊點(diǎn)強(qiáng)度越低、焊點(diǎn)越小。伴隨時(shí)間的增加，也會(huì)相應(yīng)增強(qiáng)焊接強(qiáng)度，增大焊點(diǎn)。但是若是保持時(shí)間繼續(xù)延長，幾乎不會(huì)改變焊接強(qiáng)度，不會(huì)明顯增大焊點(diǎn)。四是，焊點(diǎn)間距。焊點(diǎn)間距過大或是過小，均會(huì)使焊接強(qiáng)度受到負(fù)面影響。故此，要結(jié)合待焊板件的厚度，明確焊點(diǎn)到板件邊緣的距離與焊點(diǎn)間距，表1為可參考尺寸。

2.3 激光焊接

激光焊接技術(shù)是當(dāng)前除了電弧焊、電阻焊之外，又一較為先進(jìn)的汽車車身焊接技術(shù)。該技術(shù)包含了多種焊接技術(shù)，如激光熔焊、激光釬焊、激光拼焊板。雖然該技術(shù)相較于電阻焊和電弧焊而言發(fā)展時(shí)間較短，但已然表現(xiàn)出顯著的優(yōu)勢(shì)，譬如實(shí)際作業(yè)中焊接速度快、熱影響區(qū)狹窄、能量密度高、工作變形小、無后續(xù)加工困擾與易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制系統(tǒng)等。伴隨激光焊接技術(shù)近些年的快速發(fā)展，其被更廣泛地應(yīng)用于金屬材料加工領(lǐng)域，發(fā)揮了愈加明顯的作用。同時(shí)，該焊接技術(shù)的應(yīng)用并不局限于汽車車身領(lǐng)域，在海洋工程、造船、國防工業(yè)、航空航天以及核電設(shè)備等領(lǐng)域均得到有效應(yīng)用。

3 汽車鈑金實(shí)訓(xùn)中焊接教學(xué)現(xiàn)狀

得益于我國交通建設(shè)的持續(xù)快速發(fā)展，越來越多民眾購買汽車來便利自身出行，進(jìn)而不斷增加著國內(nèi)汽車的保有量。在此背景下涌現(xiàn)了大量的汽車維修企業(yè)，而專業(yè)的汽修人才，則是促進(jìn)汽修企業(yè)良好發(fā)展的關(guān)鍵。因此，近些年很多中職學(xué)校都開設(shè)了汽車維修專業(yè)。但研究發(fā)現(xiàn)，中職學(xué)校所開展的汽車鈑金專業(yè)課，明顯少于一般的機(jī)修專業(yè)實(shí)訓(xùn)，而造成此情況的主要問題，便是安全問題與耗材量大。唯有課程開設(shè)時(shí)所遇問題得到良好解決，才可取得更理想的鈑金教學(xué)成效，使學(xué)生的專業(yè)技能需求得到良好滿足。尤其是汽車鈑金，不管是在日常教學(xué)抑或是技能大賽中，均屬于一門重要的專業(yè)課。

3.1 焊條耗材量大，學(xué)習(xí)效果不佳

開展汽車鈑金課的時(shí)候，能否良好控制耗材量十分關(guān)鍵，尤其是目前許多中職學(xué)校不管是技能訓(xùn)練或是日常教學(xué)，都會(huì)用到很多材料。下面將結(jié)合鈑金焊接方面的例子進(jìn)行簡單說明：例1，焊條是進(jìn)行手工電弧焊焊接的必備材料，正常情況下一根焊條的使用時(shí)間一般約1min，若讓學(xué)生結(jié)合焊接材料、電流大小等進(jìn)行多次焊接，來達(dá)到焊接手法提升的目的，通常2～3min便會(huì)用完[5]。但事實(shí)上對(duì)于中職學(xué)生焊接手法的提升而言，2～3min的訓(xùn)練效果甚微。要知道，汽車鈑金修復(fù)屬于一種強(qiáng)調(diào)積累大量操作經(jīng)驗(yàn)的熟練工種。要讓全班數(shù)十名學(xué)生都能熟練掌握手工電弧焊焊接方法，那么必然會(huì)消耗大量的焊條。例2，雖然開展氣體保護(hù)焊接訓(xùn)練的時(shí)候，所用焊絲不用投入較多資金，但需要很大的混合氣使用量。如果班級(jí)內(nèi)有學(xué)生20～30名，且均為初學(xué)焊接，那么標(biāo)準(zhǔn)的一瓶二氧化碳混合氣，大概能夠讓每個(gè)學(xué)生練習(xí)10min的焊接。而這種時(shí)長的練習(xí)，很難顯著提升學(xué)生的焊接技術(shù)水平。并且，在焊接教學(xué)過程中還會(huì)消耗塞焊打孔鐵片、焊接鐵片以及金屬板等焊接材料。因此，在開展鈑金教學(xué)時(shí)，怎樣在節(jié)省耗材的情況下，保證學(xué)生的學(xué)習(xí)時(shí)間、提升其焊接基礎(chǔ)操作水平，就成為專業(yè)教師應(yīng)重點(diǎn)思考的問題。

3.2 安全意識(shí)薄弱，影響教學(xué)質(zhì)量

部分中職學(xué)校開展鈑金實(shí)訓(xùn)教學(xué)時(shí)，由于許多學(xué)生是首次接觸焊接方法，因此在實(shí)際練習(xí)中偶有安全問題發(fā)生。安全問題的出現(xiàn)，既會(huì)威脅學(xué)生的身體健康，也可能使學(xué)校面臨一些糾紛，進(jìn)而給學(xué)校聲譽(yù)形成負(fù)面影響。筆者通過整合日常工作經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)有相關(guān)文獻(xiàn)，發(fā)現(xiàn)主要是兩方面因素，導(dǎo)致中職汽車鈑金實(shí)訓(xùn)中安全問題的不時(shí)發(fā)生：

一方面，學(xué)生缺乏良好的安全意識(shí)?？陀^來講中職學(xué)校的生源情況較差，多數(shù)學(xué)生缺乏良好的學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)習(xí)慣。即便專業(yè)教師在日常教學(xué)中多次強(qiáng)調(diào)一些注意事項(xiàng)，但不少學(xué)生并不在意，導(dǎo)致操作出錯(cuò)，進(jìn)而引發(fā)一些安全問題。尤其是鈑金實(shí)訓(xùn)中進(jìn)行焊接時(shí)，會(huì)遇到高溫焊渣飛濺、電焊弧光灼傷眼部和高壓電等問題；又或是門板修復(fù)包含了氣動(dòng)切割鋸、角磨機(jī)等工具的使用。唯有規(guī)范操作上述設(shè)備，才能保證焊接質(zhì)量和使用安全。然而部分學(xué)生在實(shí)訓(xùn)中隨意使用設(shè)備，無疑加大了安全風(fēng)險(xiǎn)。

另一方面，汽車鈑金實(shí)訓(xùn)中缺乏健全的安全管理體系。具體表現(xiàn)為，部分學(xué)校往往基于國家的相關(guān)要求標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定實(shí)訓(xùn)基地設(shè)備管理和維修制度、實(shí)訓(xùn)基地安全管理制度，對(duì)于自身情況未進(jìn)行充分考慮[6]。同時(shí)，學(xué)生缺乏操作經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)工作經(jīng)歷，甚至部分學(xué)生為初次接觸這些工具，因此，往往難以良好理解和執(zhí)行國家、行業(yè)以及企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，如此一來自然難以良好保證汽車鈑金實(shí)訓(xùn)教學(xué)的安全性。

4 優(yōu)化汽車鈑金實(shí)訓(xùn)教學(xué)的有效策略

4.1 采用VR模擬軟件，提高學(xué)習(xí)效率

通過日常教學(xué)觀察，發(fā)現(xiàn)許多汽修鈑金專業(yè)的學(xué)生，不愿坐在教室聽教師講述乏味、枯燥的理論知識(shí)。與學(xué)生展開訪談交流，不少都表示“我選擇鈑金專業(yè)，就是想要鍛煉自身的實(shí)操能力，畢業(yè)后能夠順利就業(yè)”。由此可見，實(shí)際上中職學(xué)生的學(xué)習(xí)目的十分明確，不愿在理論知識(shí)學(xué)習(xí)上浪費(fèi)時(shí)間，更希望自己的實(shí)操能力得到良好提升。但若理論知識(shí)不牢靠，在實(shí)際操作中就會(huì)出現(xiàn)耗材浪費(fèi)的情況。唯有理論和實(shí)踐良好結(jié)合，才能使學(xué)生技能得到良好提升。因此，在開展實(shí)際教學(xué)前，專業(yè)教師可采用播放多媒體視頻的方式，替代傳統(tǒng)的口頭說教，增強(qiáng)理論教學(xué)的趣味性。譬如，門板修復(fù)時(shí)怎樣使金屬收縮或延展？焊接時(shí)為什么要如此焊接？在展開實(shí)訓(xùn)前，播放相關(guān)教學(xué)視頻讓學(xué)生能夠一定了解整個(gè)焊接過程。當(dāng)學(xué)生完成基本焊接操作的學(xué)習(xí)后，并通過相關(guān)測(cè)驗(yàn)，教師就可利用焊接VR仿真模擬軟件，讓學(xué)生展開焊接作業(yè)的仿真實(shí)操，下圖為模擬軟件的操作界面：

經(jīng)過VR仿真模擬軟件的操作之后，學(xué)生能夠初步掌握實(shí)操技巧，積累一定的操作經(jīng)驗(yàn)，這對(duì)于其之后真正的動(dòng)手操作，具有很大裨益。更重要的是，如此一來則不會(huì)由于缺乏經(jīng)驗(yàn)，而導(dǎo)致耗材與學(xué)習(xí)時(shí)間的浪費(fèi)，提高學(xué)習(xí)效率。

為了進(jìn)一步判斷VR仿真模擬軟件的作用，我將班內(nèi)學(xué)生分為了兩組，一組采用了VR仿真模擬訓(xùn)練，而一組并未應(yīng)用該訓(xùn)練方法。結(jié)果顯示，采用VR仿真模擬軟件的一組，學(xué)生平均5～8min就能熟練掌握手工電弧焊，消耗4～7根焊條。而未經(jīng)過模擬訓(xùn)練的一組，消耗焊條的數(shù)量為8～10根，且平均用時(shí)10～15min，才能熟練掌握手工電弧焊操作方法。這進(jìn)一步證實(shí)了，采用VR模擬軟件，有助于實(shí)習(xí)耗材的節(jié)省，以及學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)間的節(jié)約。

4.2 多措并舉，強(qiáng)化學(xué)生安全意識(shí)教育

前文提到安全問題是阻礙鈑金實(shí)訓(xùn)教學(xué)良好開展的一項(xiàng)重要因素，而學(xué)生安全意識(shí)薄弱和缺乏健全的安全管理體系是導(dǎo)致該問題的關(guān)鍵因素，對(duì)此，建議從如下幾點(diǎn)著手避免該問題的發(fā)生：

一是，在本學(xué)期實(shí)訓(xùn)課開始前，應(yīng)進(jìn)行專門的實(shí)訓(xùn)安全教育，以使學(xué)生能夠足夠重視安全問題；二是，在開始每節(jié)實(shí)訓(xùn)課之前，也要進(jìn)行適當(dāng)?shù)陌踩逃瑵B透安全操作的理念，教育時(shí)長一般控制在5～10min，重點(diǎn)是說明本節(jié)課可能出現(xiàn)的一些安全隱患，以及傳授學(xué)生規(guī)避安全事故的方法。如此一來，學(xué)生在開展實(shí)際練習(xí)時(shí)會(huì)更關(guān)注作業(yè)的規(guī)范性，注重生產(chǎn)安全，留意一些安全細(xì)節(jié)，顯著降低安全問題的發(fā)生率；三是，建設(shè)和完善課程安全體系。健全的課程安全體系，是有效解決汽車鈑金實(shí)訓(xùn)過程中安全問題的有效舉措。具體而言，建議中職學(xué)校通過做好如下兩點(diǎn)內(nèi)容，落實(shí)好實(shí)訓(xùn)的安全管理工作：其一，安排專門的人員，來負(fù)責(zé)實(shí)訓(xùn)室的日常安全管理。其具體的工作職責(zé)是，對(duì)設(shè)備與場(chǎng)地存在的安全隱患進(jìn)行全面檢查，通過定期的檢查，保證能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備的老化情況、損壞問題，第一時(shí)間消除場(chǎng)地的安全隱患，以實(shí)現(xiàn)安全風(fēng)險(xiǎn)的良好防控。其二，由任課教師負(fù)責(zé)實(shí)訓(xùn)室的使用安全管理。正式上課前，要仔細(xì)檢查所借取的設(shè)備。到了正式開始實(shí)訓(xùn)的時(shí)候，則要嚴(yán)格落實(shí)學(xué)生的安全指導(dǎo)工作與教學(xué)指導(dǎo)工作，倘若發(fā)現(xiàn)場(chǎng)地或設(shè)備存在安全隱患，要與實(shí)訓(xùn)室管理人員及時(shí)聯(lián)系，尤其完成及時(shí)、有效的處理。另外，要竭力排除和及時(shí)制止學(xué)生的操作安全隱患。

5 結(jié)語

總之，鈑金實(shí)訓(xùn)是汽修專業(yè)教學(xué)的一項(xiàng)重要內(nèi)容，能夠幫助學(xué)生把理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)踐技術(shù)，進(jìn)而具備更強(qiáng)的就業(yè)能力。而焊接方法則是鈑金實(shí)訓(xùn)教學(xué)的關(guān)鍵所在，直接關(guān)系著學(xué)生畢業(yè)后能否順利就業(yè)。所以需要相關(guān)專業(yè)教師，不斷查找和總結(jié)鈑金焊接教學(xué)存在的問題，并結(jié)合問題探索有效的解決方法，從而有效提高學(xué)生的焊接能力，助力其成功就業(yè)。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭劍峰.新時(shí)代評(píng)價(jià)改革下——汽車鈑金技術(shù)課堂評(píng)價(jià)改革探究[J].時(shí)代汽車，2022（20）：92-94.

[2]沈小毓.德藝專融合視角下的中職汽車專業(yè)實(shí)訓(xùn)教學(xué)實(shí)踐研究[J].汽車維護(hù)與修理，2021（18）：32-35.

[3]黃象珊.基于技能大師工作室引領(lǐng)的汽車鈑金人才培養(yǎng)模式研究[J].科技視界，2021（01）：76-78.

[4]張世群.嘗試教學(xué)法在汽車鈑金實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].中國教育技術(shù)裝備，2020（24）：144-146.

[5]彭良嘉.項(xiàng)目教學(xué)法在汽車鈑金專業(yè)課程中的應(yīng)用探究[J].科技風(fēng)，2020（31）：112-113.

[6]陳星凱.汽車焊接技術(shù)理實(shí)一體化教學(xué)探究[J].時(shí)代汽車，2020（20）：80-81.