鋁合金覆蓋件損傷修復實例

——作者:珠海市龍神有限公司

                             摘抄自《車身修補涂裝工藝實訓與技能考核》

 

      近年來,汽車制造企業在汽車的結構設計、材料選擇、制造技術等方面進行大量的研究,研發出安全可靠、節能環保、品種齊全的新型汽車。通常情況下,消耗在車身的自重部分的燃油大約占汽車總油耗的70%,所以,降低汽車油耗的首要問題便是如何減輕汽車的自重。使汽車輕量化應首先從材料輕量化著手,材料輕量化不但可以減輕車身自重、增加裝載質量、降低發動機負載,同時還可以大幅度減小底盤部件所承受的壓力,使整車的操控性、經濟性表現更加出色。而有“輕金屬”之稱的鋁材,由于其質輕、耐磨、耐腐蝕、彈性好、抗沖擊性能優、加工成型性好和再生性高等特點,成為汽車輕量化的首選材料。以鋁合金作為汽車材料,因為具有節能低耗、安全舒適、載重能力強等優點,備受業界關注。目前,用作汽車車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,是大多數汽車生產商首選的新型車身材料。

鋁可用來制造汽車的各種板件,如車門板、翼子板、發動機罩等。汽車上使用的鋁合金,大多添加了硅、鎂等材料。經過熱處理,具有更高的強度。鋁的抗腐蝕能力強,這是鋁材料的突出優點。鋁初次暴露在空氣中時,其表面會形成一層薄而致密的氧化膜,這層?;つた梢云鸕階暈冶;さ淖饔?,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,由于加工會使其硬化的原因,修復難度較大;鋁的熔點也較低,加熱時容易變形;鋁制的車身及車架構件的厚度通常是鋼件的1~2倍。在修理損壞的鋁板時,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行修復

用橡膠錘或木錘配合使用木頂鐵進行校正時應注意以下幾點:

(1)為了降低拱起部位的高度,如果采用正托敲擊法,操作時應多次輕敲,不能重敲,否則錘擊太重或次數過多會使鋁板延展拉伸,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,再用撬棒頂壓法,從板件內側慢慢往外頂,但要注意不能過度頂壓,如圖1-91所示為撬棒頂壓法實例圖。

                                                          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行修復的部位,可以使用鋁外形修復機進行修復。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行拉伸,以達到預定修復效果。有關鋁外形修復機的使用及其修復流程會在下面修復實例中詳細介紹。

       4. 鋁質板件修復注意事項

(1)鋁質板件的厚度通常是鋼質板件厚度的1.5~2倍,鋁熔點較低,在加熱時極易發生變形。碰撞變形后,受加工硬化的影響很難二次成形,如強行修復則會使損傷部位出現裂紋甚至發生斷裂。所以,當鋁材受到一定程度的損傷后,應對受損部件進行分體或總成更換(生產廠家不建議修復)。在進行鋁質結構件更換時,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。更換鋁質板材的費用比較高,維修人員對一些輕微損傷的面板會采取變通的方法進行修復。修復工作應在充分了解鋁材特性的基礎上,小心謹慎地進行。

(2)鋁材的可延展性較差,在受到碰撞后,很難恢復到原來的形狀和尺寸。維修人員修復時可使用木槌或橡膠錘進行錯位敲擊,以減少鋁材的延伸。如必須采取正位敲擊,應多次輕敲,否則將會加重鋁材的損傷程度。鋁板修復前,應先區分其變形的類型,再對隆起部位使用木槌或橡膠錘進行彈性敲擊,以釋放撞擊產生的應力,減少堅硬折損處彎曲的可能性。凹陷部位修復時,不要使其每次升起太多。

在鋁質面板修復時,也可使用鋁整形機對損傷部位進行拉伸修復,在經整形機修復到位后,使用專用工具將螺紋介子齊根剪下,再打磨平整即可。對于鋼板車身來說,當面板和內層結構同時發生變形時,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,折邊部位會出現裂紋或斷裂。

(3)在進行鋁板修復前,應對鋁板進行適度的加熱,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,必須利用加熱的方法增加鋁板的可塑性。如果不加熱,施加拉伸力會引起鋁板開裂。鋁熔點較低(660℃),加熱過度會造成鋁材變形或融化,在對鋁板進行加熱前,應使用120℃的熱敏涂料或熱敏“筆”,在損傷部位周圍畫一個半徑20~30mm的環狀標志,以便在加熱過程中通過標志的顏色變化對溫度進行實時監控。

(4)當鋁質板件發生延伸時,可采取熱收縮法進行處理。操作時應緩慢冷卻收縮部位,不可使其急速降溫,避免過度的收縮造成板材變形。另外,鋁材修復時禁止使用鋼板修理時所使用的收縮錘或收縮墊鐵,以免造成損傷部位開裂。

(5)在通常情況下,鋁質板材的焊接可以使用活性氣體?;ず?。但是,由于焊接過程中受自然冷卻影響,焊接處的強度會有一定程度的損失,可能會導致由于車輛自身的振動和行駛時的顛簸使焊接處產生裂紋。所以,鋁質車身修復中一般很少采用焊接的方法(少數生產廠家也允許采用),通常采用的方法是粘接或粘接和鉚接一起使用。盡管焊接在鋁質車身修復中較少使用,但在某些修復操作中,卻是必不可少的一種有效工藝。如在進行結構件更換時,通常需要在結構件之間進行焊接,以增強車輛的整體性能和導電性能。在焊接時要注意以下幾點,以確保最佳維修質量。

 ①在進行焊接時,除按操作規范做好車身的防護工作外,要注意金屬鎂和鋁鎂合金不能采用焊接工藝。該類金屬容易燃燒,一旦被點燃無法用普通的滅火器將其撲滅,需要使用特制的化學制劑進行滅火。所以在進行鋁車身修復前,應查看相關資料以確認板材的成分,并嚴格按照廠家的要求進行修復,不該焊接的部位絕不要進行焊接。

 ②焊接前應使用石蠟或油脂清除劑對焊接部位進行清潔。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圍的涂層,使金屬表面裸露出來,從而保證焊接質量。

 ③按照焊機的使用說明調整電壓和送絲速度,說明書上給出的數值一般只是大概的數值,維修人員應該根據實際情況和自己的經驗作出適當的調整。進行鋼板焊接,電壓和送絲速度調整到正常值時,焊接部位會發出平穩清脆的“吱吱”聲,而進行鋁材焊接時則會發出平穩沉悶的“嗡嗡”聲。

 ④進行鋁質板材焊接,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)進行焊接時焊槍與焊接部位應接近垂直,不能在鋁板上進行逆向焊接,以免熔池過熱造成塌陷或擊穿。進行立焊時,應從下面開始逐漸向上進行焊接。

(6)鋁質車身板件受到撞擊無法恢復時,應采取局部或整體更換的方法進行修復。特別是在鋁質板材損傷部位出現裂紋或斷裂現象時必須使用此方法。鋁質板件的更換是鋁質車身修復較為常用的一種方法。

分離鋁質板件時,可使用切割鋸、切割砂輪等工具,這與鋼質板件分離沒有太大的區別,但禁止使用氧—乙炔焰切割鋁質板件。由于鋁質車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釘(不可重復使用),然后用專門的拉拔工具將鉚釘拔出。焊接介子銷釘前,應對鉚釘頂部的漆面進行打磨。在拉拔時,專用工具與鉚釘應保持垂直狀態。

(7)傳統的車身部件連接通常使用機械緊固和焊接兩種方法,而鋁質車身的構件大部分是通過粘接或粘接和鉚接同時使用的方式連接在一起的。所以,更換鋁質板件應嚴格按照廠家的技術要求,選用原廠提供的零部件或總成,正確選擇切割位置和連接方式。在進行鋼板修復時,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。在更換鋁質板件時,這三種方式同樣適用。

目前只是少數的廠家采用平接(焊接)方式,多數廠家采用插入件平接和搭接的方法連接鋁質板件。進行插入件平接時(如縱梁的梁頭、下邊梁、門立柱),一般采用下面兩種方法;

①分離板件后,將插入件(廠家提供或自制)輕輕敲入,再對更換部件精確定位,在切割線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用粘接劑,再次將插入件放入,測量無誤后把專用鉚釘裝進已經打好的孔中進行拉鉚即可。

②在準備切割的直線上等距鉆出鉚釘的備用孔,沿此直線進行切割分離板件。將插入件放入并與所要更換的板件進行定位,在已經鉆好的位置進行重新鉆孔,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,有時為獲得足夠的強度和滿意的視覺效果,尤其是對某些不適合采用插入件平接的部位,可采用廠家提供并已預先處理的零部件進行搭接。這種方式在一些比較直觀的部位(如車身的后翼子板等處)使用得較多。

(8)相對于鋼板修復,鋁質車身板件更換的定位工作顯得更為重要。鋁質車身粘接部位的粘接膠需要較長的固化時間,為防止粘接膠在固化后車身尺寸產生位移或變動,測量后必須使用定位夾或通用夾具對更換部件進行定位。

在鋁質車身修復過程中,還有很多注意事項應該引起我們足夠的重視,如鋁質車身上的一些特殊顏色的螺栓,拆裝后應按照廠家的要求進行更換,絕不可重復使用。在進行板件更換時,還應對粘接膠及各種專用工具的性能、注意事項和使用方法做全面的了解。總之,從事鋁質車身修復操作必須按照有關操作規范進行,只有這樣才能保證鋁質車身的最終修復質量。

        二、鋁合金覆蓋件損傷修復實例

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。打磨好后須馬上進行焊接作業以防二次氧化,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:調試作業參數。先裝好鋁焊釘,然后再連接焊槍,如圖1-95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重而導致鋁板過度拉伸,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,應注意以下兩點:

①由于鋁板的延展性不及鋼板,在受到碰撞產生變形后,鋁板不容易恢復原來的尺寸。因此,對鋁板的變形應采取多次輕敲法。

②修理鋁板時切勿使用收縮錘,防止鋁板開裂。