鋁合金覆蓋件損傷修復實(shí)例
——作者:珠海市龍神有限公司
摘抄自《車(chē)身修補涂裝工藝實(shí)訓與技能考核》
近年來(lái),汽車(chē)制造企業(yè)在汽車(chē)的結構設計、材料選擇、制造技術(shù)等方面進(jìn)行大量的研究,研發(fā)出安全可靠、節能環(huán)保、品種齊全的新型汽車(chē)。通常情況下,消耗在車(chē)身的自重部分的燃油大約占汽車(chē)總油耗的70%,所以,降低汽車(chē)油耗的首要問(wèn)題便是如何減輕汽車(chē)的自重。使汽車(chē)輕量化應首先從材料輕量化著(zhù)手,材料輕量化不但可以減輕車(chē)身自重、增加裝載質(zhì)量、降低發(fā)動(dòng)機負載,同時(shí)還可以大幅度減小底盤(pán)部件所承受的壓力,使整車(chē)的操控性、經(jīng)濟性表現更加出色。而有“輕金屬”之稱(chēng)的鋁材,由于其質(zhì)輕、耐磨、耐腐蝕、彈性好、抗沖擊性能優(yōu)、加工成型性好和再生性高等特點(diǎn),成為汽車(chē)輕量化的首選材料。以鋁合金作為汽車(chē)材料,因為具有節能低耗、安全舒適、載重能力強等優(yōu)點(diǎn),備受業(yè)界關(guān)注。目前,用作汽車(chē)車(chē)身板材的鋁合金主要有Al-Cu-Mg(2000系),Al-Mg(5000系)和Al-Mg-Si(6000系)三種。6000系鋁合金由于其可塑性好、強度高,是大多數汽車(chē)生產(chǎn)商首選的新型車(chē)身材料。
鋁可用來(lái)制造汽車(chē)的各種板件,如車(chē)門(mén)板、翼子板、發(fā)動(dòng)機罩等。汽車(chē)上使用的鋁合金,大多添加了硅、鎂等材料。經(jīng)過(guò)熱處理,具有更高的強度。鋁的抗腐蝕能力強,這是鋁材料的突出優(yōu)點(diǎn)。鋁初次暴露在空氣中時(shí),其表面會(huì )形成一層薄而致密的氧化膜,這層保護膜可以起到自我保護的作用,避免鋁材的繼續氧化。與鋼板相比,鋁板的修理需要更小心。鋁比鋼的硬度小很多,當鋁板受到損傷后,由于加工會(huì )使其硬化的原因,修復難度較大;鋁的熔點(diǎn)也較低,加熱時(shí)容易變形;鋁制的車(chē)身及車(chē)架構件的厚度通常是鋼件的1~2倍。在修理?yè)p壞的鋁板時(shí),應該考慮到鋁的以上這些特性。
一、鋁合金覆蓋件的修復方法
1. 用橡膠錘或木錘配合使用木頂鐵進(jìn)行修復
用橡膠錘或木錘配合使用木頂鐵進(jìn)行校正時(shí)應注意以下幾點(diǎn):
(1)為了降低拱起部位的高度,如果采用正托敲擊法,操作時(shí)應多次輕敲,不能重敲,否則錘擊太重或次數過(guò)多會(huì )使鋁板延展拉伸,如圖1-89所示是正托敲擊法示意圖。
圖 1-89
(2)在板件受到損傷變形后,由于鋁板的可延展性不及鋼板,更不容易恢復原來(lái)尺寸。因此,對鋁板的變形修復大多采用較緩和的偏托敲擊法,如圖1-90所示
圖 1-90
(3)用于鋼板維修的收縮錘不能在鋁板上使用,否則容易造成鋁板開(kāi)裂。
2. 撬棒修復
對于鋁板上的小凹陷,可以使用日照燈尋找凹陷點(diǎn),再用撬棒頂壓法,從板件內側慢慢往外頂,但要注意不能過(guò)度頂壓,如圖1-91所示為撬棒頂壓法實(shí)例圖。
圖 1-91
3. 使用鋁外形修復機修復
一些不便于用敲擊法或撬棒法進(jìn)行修復的部位,可以使用鋁外形修復機進(jìn)行修復。鋁外形修復機和鋼板外形修復機的工作原理相同,也是在板件上焊接介子,操作時(shí)要注意鋁板焊接的介子是鋁焊釘,在焊接介子后要使用拉伸工具對鋁板進(jìn)行拉伸,以達到預定修復效果。有關(guān)鋁外形修復機的使用及其修復流程會(huì )在下面修復實(shí)例中詳細介紹。
4. 鋁質(zhì)板件修復注意事項
(1)鋁質(zhì)板件的厚度通常是鋼質(zhì)板件厚度的1.5~2倍,鋁熔點(diǎn)較低,在加熱時(shí)極易發(fā)生變形。碰撞變形后,受加工硬化的影響很難二次成形,如強行修復則會(huì )使損傷部位出現裂紋甚至發(fā)生斷裂。所以,當鋁材受到一定程度的損傷后,應對受損部件進(jìn)行分體或總成更換(生產(chǎn)廠(chǎng)家不建議修復)。在進(jìn)行鋁質(zhì)結構件更換時(shí),連接處一般很少采用鋼板修復所采用的焊接方法,而是采用粘接或粘接和鉚接一起使用的方法。更換鋁質(zhì)板材的費用比較高,維修人員對一些輕微損傷的面板會(huì )采取變通的方法進(jìn)行修復。修復工作應在充分了解鋁材特性的基礎上,小心謹慎地進(jìn)行。
(2)鋁材的可延展性較差,在受到碰撞后,很難恢復到原來(lái)的形狀和尺寸。維修人員修復時(shí)可使用木槌或橡膠錘進(jìn)行錯位敲擊,以減少鋁材的延伸。如必須采取正位敲擊,應多次輕敲,否則將會(huì )加重鋁材的損傷程度。鋁板修復前,應先區分其變形的類(lèi)型,再對隆起部位使用木槌或橡膠錘進(jìn)行彈性敲擊,以釋放撞擊產(chǎn)生的應力,減少堅硬折損處彎曲的可能性。凹陷部位修復時(shí),不要使其每次升起太多。
在鋁質(zhì)面板修復時(shí),也可使用鋁整形機對損傷部位進(jìn)行拉伸修復,在經(jīng)整形機修復到位后,使用專(zhuān)用工具將螺紋介子齊根剪下,再打磨平整即可。對于鋼板車(chē)身來(lái)說(shuō),當面板和內層結構同時(shí)發(fā)生變形時(shí),可以采取內外層分離、分別修整,然后折邊咬合的修復方法。對于鋁質(zhì)面板,不能使用這種方法,否則由于鋁的韌度較差,折邊部位會(huì )出現裂紋或斷裂。
(3)在進(jìn)行鋁板修復前,應對鋁板進(jìn)行適度的加熱,這與傳統的鋼板修復有明顯的區別。校正鋼板時(shí)一般應盡量避免加熱,以免降低鋼板的強度。而在修復鋁板時(shí),必須利用加熱的方法增加鋁板的可塑性。如果不加熱,施加拉伸力會(huì )引起鋁板開(kāi)裂。鋁熔點(diǎn)較低(660℃),加熱過(guò)度會(huì )造成鋁材變形或融化,在對鋁板進(jìn)行加熱前,應使用120℃的熱敏涂料或熱敏“筆”,在損傷部位周?chē)?huà)一個(gè)半徑20~30mm的環(huán)狀標志,以便在加熱過(guò)程中通過(guò)標志的顏色變化對溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監控。
(4)當鋁質(zhì)板件發(fā)生延伸時(shí),可采取熱收縮法進(jìn)行處理。操作時(shí)應緩慢冷卻收縮部位,不可使其急速降溫,避免過(guò)度的收縮造成板材變形。另外,鋁材修復時(shí)禁止使用鋼板修理時(shí)所使用的收縮錘或收縮墊鐵,以免造成損傷部位開(kāi)裂。
(5)在通常情況下,鋁質(zhì)板材的焊接可以使用活性氣體保護焊。但是,由于焊接過(guò)程中受自然冷卻影響,焊接處的強度會(huì )有一定程度的損失,可能會(huì )導致由于車(chē)輛自身的振動(dòng)和行駛時(shí)的顛簸使焊接處產(chǎn)生裂紋。所以,鋁質(zhì)車(chē)身修復中一般很少采用焊接的方法(少數生產(chǎn)廠(chǎng)家也允許采用),通常采用的方法是粘接或粘接和鉚接一起使用。盡管焊接在鋁質(zhì)車(chē)身修復中較少使用,但在某些修復操作中,卻是必不可少的一種有效工藝。如在進(jìn)行結構件更換時(shí),通常需要在結構件之間進(jìn)行焊接,以增強車(chē)輛的整體性能和導電性能。在焊接時(shí)要注意以下幾點(diǎn),以確保最佳維修質(zhì)量。
①在進(jìn)行焊接時(shí),除按操作規范做好車(chē)身的防護工作外,要注意金屬鎂和鋁鎂合金不能采用焊接工藝。該類(lèi)金屬容易燃燒,一旦被點(diǎn)燃無(wú)法用普通的滅火器將其撲滅,需要使用特制的化學(xué)制劑進(jìn)行滅火。所以在進(jìn)行鋁車(chē)身修復前,應查看相關(guān)資料以確認板材的成分,并嚴格按照廠(chǎng)家的要求進(jìn)行修復,不該焊接的部位絕不要進(jìn)行焊接。
②焊接前應使用石蠟或油脂清除劑對焊接部位進(jìn)行清潔。對表面有涂層的部位,應使用裝有80號砂輪的砂輪機磨去周?chē)耐繉樱菇饘俦砻媛懵冻鰜?lái),從而保證焊接質(zhì)量。
③按照焊機的使用說(shuō)明調整電壓和送絲速度,說(shuō)明書(shū)上給出的數值一般只是大概的數值,維修人員應該根據實(shí)際情況和自己的經(jīng)驗作出適當的調整。進(jìn)行鋼板焊接,電壓和送絲速度調整到正常值時(shí),焊接部位會(huì )發(fā)出平穩清脆的“吱吱”聲,而進(jìn)行鋁材焊接時(shí)則會(huì )發(fā)出平穩沉悶的“嗡嗡”聲。
④進(jìn)行鋁質(zhì)板材焊接,應使用鋁焊絲和100%氬氣,相對于鋼板焊接,氣體流量應增加50%。采用正向焊接法(左焊法)進(jìn)行焊接時(shí)焊槍與焊接部位應接近垂直,不能在鋁板上進(jìn)行逆向焊接,以免熔池過(guò)熱造成塌陷或擊穿。進(jìn)行立焊時(shí),應從下面開(kāi)始逐漸向上進(jìn)行焊接。
(6)鋁質(zhì)車(chē)身板件受到撞擊無(wú)法恢復時(shí),應采取局部或整體更換的方法進(jìn)行修復。特別是在鋁質(zhì)板材損傷部位出現裂紋或斷裂現象時(shí)必須使用此方法。鋁質(zhì)板件的更換是鋁質(zhì)車(chē)身修復較為常用的一種方法。
分離鋁質(zhì)板件時(shí),可使用切割鋸、切割砂輪等工具,這與鋼質(zhì)板件分離沒(méi)有太大的區別,但禁止使用氧—乙炔焰切割鋁質(zhì)板件。由于鋁質(zhì)車(chē)身的鉚釘通常是用高強度特殊合金材料(如硼鋼)制成,不能采用傳統鉆除方法去除,要去除這種鉚釘的正確的方法是,在鉚釘頂部使用焊機焊接介子銷(xiāo)釘(不可重復使用),然后用專(zhuān)門(mén)的拉拔工具將鉚釘拔出。焊接介子銷(xiāo)釘前,應對鉚釘頂部的漆面進(jìn)行打磨。在拉拔時(shí),專(zhuān)用工具與鉚釘應保持垂直狀態(tài)。
(7)傳統的車(chē)身部件連接通常使用機械緊固和焊接兩種方法,而鋁質(zhì)車(chē)身的構件大部分是通過(guò)粘接或粘接和鉚接同時(shí)使用的方式連接在一起的。所以,更換鋁質(zhì)板件應嚴格按照廠(chǎng)家的技術(shù)要求,選用原廠(chǎng)提供的零部件或總成,正確選擇切割位置和連接方式。在進(jìn)行鋼板修復時(shí),常用的連接方式可分為平接、插入件平接和搭接等三種方式。在更換鋁質(zhì)板件時(shí),這三種方式同樣適用。
目前只是少數的廠(chǎng)家采用平接(焊接)方式,多數廠(chǎng)家采用插入件平接和搭接的方法連接鋁質(zhì)板件。進(jìn)行插入件平接時(shí)(如縱梁的梁頭、下邊梁、門(mén)立柱),一般采用下面兩種方法;
①分離板件后,將插入件(廠(chǎng)家提供或自制)輕輕敲入,再對更換部件精確定位,在切割線(xiàn)的兩側鉆出與鉚釘相匹配的孔,然后將插入件取出,在去除毛刺、清潔、除濕等操作后,使用特制膠槍在外側均勻涂抹專(zhuān)用粘接劑,再次將插入件放入,測量無(wú)誤后把專(zhuān)用鉚釘裝進(jìn)已經(jīng)打好的孔中進(jìn)行拉鉚即可。
②在準備切割的直線(xiàn)上等距鉆出鉚釘的備用孔,沿此直線(xiàn)進(jìn)行切割分離板件。將插入件放入并與所要更換的板件進(jìn)行定位,在已經(jīng)鉆好的位置進(jìn)行重新鉆孔,將插入件取出,做好以上準備工作后打膠,再次將插入件放入,定位后拉鉚即可。
在采用搭接方式更換板件時(shí),有時(shí)為獲得足夠的強度和滿(mǎn)意的視覺(jué)效果,尤其是對某些不適合采用插入件平接的部位,可采用廠(chǎng)家提供并已預先處理的零部件進(jìn)行搭接。這種方式在一些比較直觀(guān)的部位(如車(chē)身的后翼子板等處)使用得較多。
(8)相對于鋼板修復,鋁質(zhì)車(chē)身板件更換的定位工作顯得更為重要。鋁質(zhì)車(chē)身粘接部位的粘接膠需要較長(cháng)的固化時(shí)間,為防止粘接膠在固化后車(chē)身尺寸產(chǎn)生位移或變動(dòng),測量后必須使用定位夾或通用夾具對更換部件進(jìn)行定位。
在鋁質(zhì)車(chē)身修復過(guò)程中,還有很多注意事項應該引起我們足夠的重視,如鋁質(zhì)車(chē)身上的一些特殊顏色的螺栓,拆裝后應按照廠(chǎng)家的要求進(jìn)行更換,絕不可重復使用。在進(jìn)行板件更換時(shí),還應對粘接膠及各種專(zhuān)用工具的性能、注意事項和使用方法做全面的了解。總之,從事鋁質(zhì)車(chē)身修復操作必須按照有關(guān)操作規范進(jìn)行,只有這樣才能保證鋁質(zhì)車(chē)身的最終修復質(zhì)量。
二、鋁合金覆蓋件損傷修復實(shí)例
以下為鋁合金覆蓋件損傷修復的操作步驟(以前翼子板為例):
步驟1:作業(yè)人員做好安全防護工作,穿戴勞保用品,一步到位準備好設備和工具,然后進(jìn)行定損(目測法、手摸法、直尺法)。
步驟2:打磨漆層,直至金屬表層完全裸露,注意須把鋁合金上致密的氧化膜打磨掉,否則因為該氧化膜耐高溫,很難用鋁鈑金修復機把焊釘焊上去。打磨好后須馬上進(jìn)行焊接作業(yè)以防二次氧化,如圖1-92所示。
圖 1-92
步驟3:因鋁合金板件需加熱到一定溫度才可以進(jìn)行修復,所以要先貼上溫度指示貼,加熱到溫度指示貼變色為止,如圖1-93所示。
圖 1-93
步驟4:參照手冊介紹的安裝步驟,連接鋁合金修復機,如圖1-94所示。
圖 1-94
步驟5:調試作業(yè)參數。先裝好鋁焊釘,然后再連接焊槍?zhuān)鐖D1-95所示。
圖 1-95
步驟6:把焊釘焊在凹陷位置上,如圖1-96所示。
圖 1-96
步驟7: 用單臂整形架慢慢拉伸凹陷,邊加熱邊進(jìn)行拉伸,如圖1-97所示。
圖 1-97
步驟8:修復完成后,用鉗子鉗掉突出板件表面的焊釘,如圖1-98所示。
圖 1-98
步驟9:利用鋁銼刀檢查修復表面,然后進(jìn)行打磨,如圖1-99所示。
圖 1-99
步驟10:完成修復,如圖1-100所示。
圖 1-100
對鋁板的修復,為了防止在校正中因敲擊過(guò)重而導致鋁板過(guò)度拉伸,一般應使用膠錘、木錘,不能使用常規的鋼板整形工具。用鐵錘和墊鐵校正鋁板時(shí),應注意以下兩點(diǎn):
①由于鋁板的延展性不及鋼板,在受到碰撞產(chǎn)生變形后,鋁板不容易恢復原來(lái)的尺寸。因此,對鋁板的變形應采取多次輕敲法。
②修理鋁板時(shí)切勿使用收縮錘,防止鋁板開(kāi)裂。