汽车塑料件焊接修复教学的可行性探究

苏州建设交通高等职业技术学校 郭有瑞

随着时代的进步和科技的发展，人们逐渐认识到环境保护的重要性，低碳节能是发展的必由之路。随着材料技术的进步，塑料的性能越来越好，其物理性能和化学性能均能较好地满足汽车发展和使用的要求，与此同时，出于车身轻量化的考虑，塑料件在车辆上的应用越来越广泛。伴随着车辆的显著增多，因事故而损坏的塑料件也随之增多，塑料件的修复就显得尤为重要。直接更换新件虽然快捷，但是旧件的处理，新件的制造都需要耗费更多的能量，这是不环保也不科学的做法。焊接作为一种常规、便捷的塑料件修复手段，具有操作简单、效果可靠、耗材少、耗能低等特点，非常值得推广。

1 塑料件在车辆上的使用情况

随着节能减排的要求日趋严格，汽车制造企业只有不断采用新技术、新材料、新工艺，才能满足要求。塑料件因其良好的特性（可塑性好、密度低、具有较好的强度和韧性），成为一种比较理想的车身材料，在汽车车身中的使用越来越广泛。汽车的前、后保险杠，灯罩、中网等外观件均为塑料件；内饰件使用塑料材质的则更多。

2 塑料件的分类

常见的汽车塑料件的类型可分为热塑性塑料和热固性塑料2类。热塑性塑料可以通过加热反复软化和变形，冷却后变硬，而其化学成分不会发生变化。热塑性塑料的损坏可以通过塑料焊机进行焊接维修，也可通过粘接修理，本文所述的焊接修复技术适用的塑料就是热塑性塑料。热固性塑料在热量、催化剂或紫外线等的作用下会发生化学变化，硬化后形成永久形状，不再能够通过加热和使用催化剂等方式改变其的形态。热固性塑料损坏后，不能进行焊接维修，但可进行粘接修理或更换。

3 目前车辆维修现状

现在车辆一般都有保险，因事故造成车辆损伤后，一般都通过保险公司进行理赔，所以对于车身塑料件的撕裂损伤一般都是直接更换，笔者之前去过不少维修厂和4S店，此类情况非常普遍。对于维修企业而言，直接更换新件，方便、快捷，维修更简单，还有不错的利润；对于车主来说以旧换新，自然也乐于接受。因此，这样的维修方式受到维修企业和车主的欢迎。但是，对于保险公司来说，这种维修方式是不必要的，尤其是那些受损程度比较小的撕裂损伤，完全可以修复，不必更换，更加经济。此外，塑料件修复替代更换件，也更加环保，这也是近年来塑料件维修慢慢兴起的原因。

然而，塑料件修复没有在维修企业普及的另一原因就是此方面的教育资源还没有跟上。现在，很多职业学校可能已涉及塑料件修复的理论知识教学，但是实训操作还远没有跟上。懂得实操的一般都是企业出身的师傅，这造成了此项教学出现实训的盲区。还有就是开设塑料件修复实训课程，就需要在设备和耗材上增加投入，相对来说成本高，效率低，如果没有市场的迫切需求，学校自然没有开设课程的积极性。

4 塑料件的焊接设备及耗材

塑料件焊接修复是一项简单快捷的修复方法，具有成本低、效果好、强度高、效率高的特点。本文以常规的焊接技术为切入点，对企业和学校来说设备成本低廉，耗材便宜，操作简单，非常易学。下面简单介绍一下焊接设备与耗材。

4.1 焊接设备

图1 简单焊机

图2 高级焊机

常用的焊接设备有2种，分别是简单焊机（图1）和高级焊机（图2）。简单焊机外观是一把焊枪，功率小，携带方便，适合小规模作业；高级焊机除了焊枪外，还有1个主机，可实现输出功率的调整，保证稳定、持续的输出，虽然设备比较笨重，但使用效率高，适合大批量、长时间作业。

4.2 耗材

塑料焊接的耗材包括焊接钉（图3）和修复网。焊接钉是钢制材料，可弯成不同的形状，适用于不同形状、不同受损部位的焊接。相比直接焊接，焊接钉对修复区域的强度有较好的增强作用。焊接钉在钉头和钉尾有一切口，方便在焊接完成后在切口处将焊钉掰断，将焊钉尾部去除，平整焊接表面。修复网一般是孔目较小的不锈钢网，适用于孔洞的修补，可避免孔洞区域强度不足，还能避免孔洞背面熔化焊料的泄漏，非常实用。

图3 不同形状的焊钉

5 焊接修复的过程

以断裂的前照灯支架为例，焊接修复过程如下。

（1）焊接前准备。去除工件表面油污，并将前照灯支架的裂缝对齐（图4），确保表面接触良好，没有高低差。由于塑料件断裂部位通常是比较狭窄的，所以无法使用固定夹钳之类的工具，可以使用快速粘合剂临时固定，以便于后续焊接。

图4 对齐裂缝

（2）调试焊机。此步骤适用于高级焊机，由于焊机功能较多，温度可手动调整，所以需对焊机进行调试。接上焊机电源，参考车辆维修手册和设备说明书要求调整温度，检查调试机器。

（3）装焊钉。根据实际情况，选择合适的焊钉，并根据操作便利性选用合适的孔位，将焊钉装到焊枪头部的孔位中，常见的焊枪有3个孔位（图5）。

（4）熔植焊钉。将焊钉对准焊缝，尽量对称覆盖裂缝宽度方向，按下焊枪电源开关，加热焊钉，平稳用力使焊钉压入断裂大灯支架中约1/3至1/2厚度，松开焊枪电源开关，停止加热，保持几秒钟，待熔化区域凝固提起焊枪，焊钉即被植入断裂的前照灯支架中（图6）。

（5）去除焊钉尾部。标准焊钉有预制断裂切口，可以直接用尖嘴钳掰断。如果焊钉没有预制断裂切口，则可以用偏嘴钳贴近断裂的前照灯支架表面剪断焊钉（图7）。

（6）装抹平刀。待焊枪端部冷却，将抹平刀正确安装到修复焊机的焊枪头部（图8）。

图5 装焊钉

（7）抹平焊缝。开启焊枪电源开关，加热抹平刀，把焊接焊钉造成的隆起和凹陷用热的抹平刀来回抹平整，提高强度，美化焊接区（图9）。

（8）打磨抹平区域。使用抹平刀抹平，由于刀面狭小，需要多次才能抹平焊接区域，单次抹平区域相对平整，但是多次操作使得重叠区边缘还存在凹凸不平，需要使用砂纸研磨平整，砂纸从80目开始，从粗到细。对于不需要喷漆的区域和外观要求不高的区域，一般到320目即可；需要喷漆的区域和外观要求较高的区域，一般又不要喷涂底漆增加防腐性能，难以掩盖痕迹，需刮涂原子灰，然后再按照喷涂施工规范要求打磨。

图6 熔植焊钉

图7 修剪焊钉尾部

图8 安装抹平刀

图9 抹平焊缝

（9）完工检验。修复完成后，检查焊接面是否遗留有未焊接的缝隙，修复表面是否平整，强度是否足够。若都符合要求，则完工；如不符合要求，需要重新制定维修方案。

6 塑料件焊接修复的可行性分析

很多时候，塑料件修复不能简单地依靠粘接完成。粘接修复的强度和寿命有限，虽然短期没有问题，但长期使用时，由于车辆工作环境恶劣，风吹、日晒、雨淋，加上高温和振动，使得粘接修复已不能满足车辆部件的工作要求，尤其是那些需要承受载荷的元件。这时，就需要进行焊接修复或更换。

塑料件焊接修复的设备简单，投入并不高，其焊接技术相对于钢材和铝材的焊接更为简单；可重复性和修复性较钢材和铝材更好；修复效果较粘接寿命长，强度高；修复成本较更换新件低，修复消耗的能源更少，更环保；修复更能体现技术价值，这也是车辆修复的精髓所在。因此塑料焊接修复技术适合职业院校开展教学，推广技术价值，培养未来工匠。

目前，国家正在大力推进职业教育，职业院校教育资源丰富，资金比较充裕，而且塑料焊接设备和技术并不复杂，从师资、技术和场地资源等方面都能较为容易地满足塑料焊接修复的教学，从而为维修企业提供相应的人才。与此同时，维修企业也可通过对实习学生的培养，迅速为企业储备后续技术力量，高素质人才能让企业紧跟时代脚步，实现长远发展。

当前，国家提倡可持续发展，提倡工匠精神，注重工匠培养。注重技术技能的培养是职业院校的根本，职业院校肩负着未来工匠的培养重任，应充分注重社会责任和企业需求，服务企业，回报社会，培养更多高技能人才。