鈑金技師論文—汽車鈑金修復(fù)新技術(shù)鋁質(zhì)材料修復(fù)

1、汽車鈑金修復(fù)新技術(shù)鋁質(zhì)材料修復(fù)隨著汽車技術(shù)的飛速發(fā)展，汽車制造企業(yè)在汽車的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造技術(shù)、 材料選用等方面進(jìn)行了大量的研究工作， 希望能夠研發(fā)出安全可靠、 節(jié)能環(huán)保的 新型汽車。而在通常情況下，車身的自重大約會(huì)消耗 70的燃油，所以，降低 汽車油耗研究的首要問題便是如何使汽車輕型化。 使汽車輕型化應(yīng)首先從材料輕 量化入手，這樣不但 , 可以減輕車身自重、增加裝載質(zhì)量、降低發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載，同 時(shí)還可以大幅減小底盤部件所受的合力， 使整車的操控性、 經(jīng)濟(jì)性更加出色。 而 有“輕金屬”之稱的鋁金屬，由于其質(zhì)輕、耐磨、耐腐蝕、彈性好、剛度和強(qiáng)度 高、抗沖擊性能優(yōu)、 加工成型性好和再生性高等特點(diǎn)， 成為

2、了使汽車輕型化的首 選材料。鋁合金車身汽車也因其節(jié)能低耗、 安全舒適及相對載重能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)而 備受關(guān)注。一、使用鋁材的意義及特性近年來，汽車制造企業(yè)在汽車的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、 制造技術(shù)、 材料選用等方面進(jìn)行了 大量的研究工作， 希望能夠研發(fā)出安全可靠、 節(jié)能環(huán)保的新型汽車。 而在通常情 況下，車身的自重大約會(huì)消耗 70的燃油，所以，降低汽車油耗研究的首要問 題便是如何使汽車輕型化。 使汽車輕型化應(yīng)首先從材料輕量化入手， 這樣不但可 以減輕車身自重、 增加裝載質(zhì)量、 降低發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載， 同時(shí)還可以大幅減小底盤部 件所受的合力， 使整車的操控性、 經(jīng)濟(jì)性更加出色。 而有“輕金屬”之稱的鋁金 屬，由于其質(zhì)輕、

3、耐磨、耐腐蝕、彈性好、比剛度和比強(qiáng)度高、抗沖擊性能優(yōu)、 加工成型性好和再生性高等特點(diǎn)， 成為了使汽車輕型化的首選材料。 鋁合金車身 汽車也因其節(jié)能低耗、安全舒適及相對載重能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)而備受關(guān)注。 鋁的用 途比較廣泛，它的密度為2.7 x 103kg/m3,約為鋼鐵、銅的1/3。由于密度較小， 常用于制造汽車、火車、艦船、火箭和飛船等。近年來，鋁在汽車上的使用呈逐 年遞增的趨勢。局部或整體使用鋁材的車型有很多，如寶馬、奧迪、沃爾沃、陸 虎等。提到鋁質(zhì)車身，很多人會(huì)將其與家中的鋁鍋、鋁盆等廚房用具聯(lián)系起來， 認(rèn)為它質(zhì)地柔軟， 易發(fā)生變形。 其實(shí)車身所使用的鋁材基本都是合金鋁， 通過增 減合金元素的

4、配比和采用適當(dāng)?shù)臒崽幚砉に嚨?，使其達(dá)到所需性能。目前，用于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）3 種。 6000 系合金鋁由于其可塑性好、強(qiáng)度高，成 為許多汽車生產(chǎn)商的首選新型車身材料。 如歐洲的汽車生產(chǎn)商一般會(huì)使用成型性 能較好的 6016 合金鋁作為主要的車身板材；而美國的汽車生產(chǎn)商則使用具有足 夠強(qiáng)度的 6111 合金鋁作為車身的主要板材。對于車身的不同部位、不同構(gòu)件， 所使用鋁材的合金成分、種類和熱處理工藝也并不相同。如車輛的保險(xiǎn)杠骨架、 加強(qiáng)梁或側(cè)防撞梁等， 所使用的鋁材都應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和韌

5、度， 在發(fā)生碰撞時(shí) 要有良好的吸能特性（比鋼板增加 50%左右）；車輛傳動(dòng)系使用鋁質(zhì)構(gòu)件，不但 具有足夠的強(qiáng)度和韌度， 同時(shí)還具備良好的導(dǎo)熱能力。 事實(shí)證明， 汽車使用鋁材 確實(shí)取得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)然，汽車使用鋁材也存在一些不足。 在生產(chǎn)鋁質(zhì)車身的汽車時(shí)，焊接鋁質(zhì)車身比焊接傳統(tǒng)鋼質(zhì)車身能耗增加60%。而且一旦發(fā)生交通事故， 鋁質(zhì)車身的維修費(fèi)用較高。 由于鋁材的溶點(diǎn)較低、 可修復(fù) 性差，維修技師需要使用專用鋁車身修復(fù)工具及特殊的工藝方法進(jìn)行修復(fù)。、鋁質(zhì)車身修復(fù)應(yīng)具備的條件1. 鋁質(zhì)車身的修復(fù)與傳統(tǒng)鋼質(zhì)車身修復(fù)有很大的區(qū)別。維修技師不僅對鋁材 的特性要非常了解， 還要對鋁質(zhì)車身的修復(fù)

6、工藝、 連接方式與接口形式、 粘接劑 與鉚接工具等性能了如指掌。 實(shí)際操作過程中， 維修技師要時(shí)刻牢記安全注意事 項(xiàng)。2. 需要獨(dú)立的維修空間和防爆吸塵系統(tǒng) 鋁質(zhì)板材在打磨過程中會(huì)產(chǎn)生很多 鋁粉，吸入后不但對人體有害，而且在空氣中易燃易爆，所以，在維修鋁質(zhì)車身 時(shí)要設(shè)置獨(dú)立的維修空間和防爆集塵、 吸塵系統(tǒng)，以保證車身修復(fù)操作更加安全。3. 帶有定位夾具的大梁校正器 車輛發(fā)生碰撞后， 損傷部件經(jīng)檢查確認(rèn)無法修 復(fù)或修復(fù)后無法達(dá)到其原有性能時(shí)， 就必須更換該部件。 更換鋁質(zhì)部件時(shí)， 其連 接方式與鋼質(zhì)車身有很大區(qū)別。 鋼質(zhì)車身的接縫處一般采用焊接方式， 而鋁質(zhì)車 身的連接處多采用粘接或粘接、鉚接共

7、用的連接方式。由于粘接劑固化時(shí)間長， 如果不對更換部件進(jìn)行定位， 修復(fù)后的車身就很難恢復(fù)原技術(shù)尺寸。 當(dāng)校整架沒 有專用定位夾具時(shí)，使用輔助夾具或通用夾具固定是一種比較有效的方法。4. 專用的維修設(shè)備和工具 在進(jìn)行鋁質(zhì)車身修復(fù)時(shí)， 具備帶有定位夾具的校整 架是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還要有專用的氣體保護(hù)焊機(jī)、鋁整形機(jī)、強(qiáng)力鉚釘槍、鉚釘取 出器等設(shè)備和工具。 在修復(fù)過程中， 一定注意工具要單獨(dú)擺放， 不能與修復(fù)鋼質(zhì) 車身的工具放在一起。 修復(fù)鋼質(zhì)車身的工具殘留有鋼鐵碎屑， 如用其修復(fù)鋁質(zhì)車 身，鋼鐵碎屑會(huì)對鋁造成腐蝕。三、如何正確修復(fù)鋁質(zhì)車身1. 鋁質(zhì)面板的修復(fù) 鋁質(zhì)板件的厚度通常是鋼質(zhì)板件厚度的 1.52

8、 倍，其熔點(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， 如果強(qiáng)行修復(fù)會(huì)使損傷部位出現(xiàn)裂紋甚至發(fā)生斷裂。 所以，當(dāng)鋁材受到一定程度 的損傷后，應(yīng)對受損部件進(jìn)行分體或總成更換（生產(chǎn)廠家不建議修復(fù)）。在進(jìn)行 鋁質(zhì)結(jié)構(gòu)件更換時(shí)， 連接處一般很少采用鋼質(zhì)車身修復(fù)所采用的焊接方法， 而是 采用粘接或粘接、鉚接共用的方法。由于更換鋁質(zhì)板材的費(fèi)用比較高，所以，維 修技師對一些輕微損傷的面板會(huì)采取某些方法進(jìn)行修復(fù)。 不過，修復(fù)工作應(yīng)在充 分了解鋁材特性的基礎(chǔ)上，小心謹(jǐn)慎地進(jìn)行。（ 1）由于鋁材的可延展性較強(qiáng)， 在受到碰撞后， 很難恢復(fù)到原來的形狀和尺寸。 維修技師修復(fù)時(shí)可使用木錘或

9、橡膠錘進(jìn)行碾錘錯(cuò)位敲擊， 以減少鋁材的延伸。 如 必須采取碾錘正位敲擊， 應(yīng)采用多次的輕敲， 否則將會(huì)加重鋁材的損傷程度。 鋁 板修復(fù)前，首先區(qū)分其變形的類型。 對隆起部位使用木錘或橡膠錘進(jìn)行彈性敲擊， 以釋放撞擊產(chǎn)生的應(yīng)力， 這樣可減小堅(jiān)硬折損處彎曲的可能性。 凹陷部位修復(fù)時(shí) 不要使其每次升起得太多， 應(yīng)避免拉伸鋁材。 在鋁質(zhì)面板修復(fù)時(shí)， 也可使用鋁整 形機(jī)對損傷部位進(jìn)行校整，在修復(fù)到位后使用專用工具將介子栽焊螺桿齊根剪 下，打磨平整即可。對于鋼車身來說，當(dāng)面板和內(nèi)層結(jié)構(gòu)同時(shí)發(fā)生變形時(shí)，可以 采取內(nèi)外層分離， 分別修整后折邊咬合的修復(fù)方法。 但對于鋁質(zhì)面板， 就不能使 用這種方法了。 如果采

10、用這種方法修復(fù)鋁質(zhì)面板， 折邊部位會(huì)由于鋁的韌度較差 而出現(xiàn)裂紋或斷裂。（2）在進(jìn)行鋁板校正前，應(yīng)對鋁板進(jìn)行適度的加熱，這與傳統(tǒng)的鋼板修復(fù)有 著明顯的區(qū)別。 校正鋼板一般應(yīng)盡量避免加熱， 以免降低鋼板的強(qiáng)度。 而在修復(fù) 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， 施加校正力會(huì)引 起鋁板開裂。但由于鋁熔點(diǎn)較低（660°C），如加熱過量會(huì)造成鋁材變形或熔化。 所以，在對鋁板進(jìn)行加熱前，應(yīng)使用120C的熱敏涂料或熱敏“筆”在損傷部位 周圍，畫一個(gè)半徑2030mn的環(huán)狀標(biāo)志。這樣在加熱過程中可以通過顏色的變化， 對溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。（3）當(dāng)鋁質(zhì)面板發(fā)生延伸時(shí)，可采取熱收縮的

11、方法進(jìn)行處理。操作時(shí)應(yīng)緩慢 冷卻收縮部位，不可使其急速降溫，從而避免過度的收縮造成板材變形。另外， 鋁板修復(fù)時(shí)禁止使用鋼質(zhì)車身修理時(shí)所使用的收縮錘或收縮墊鐵， 以免造成損傷 部位開裂。2. 鋁質(zhì)板材的焊接合金鋁在通常情況下是可以使用惰性氣體焊接的。但是， 由于在焊接過程中的退火作用， 焊接處的強(qiáng)度損失較大。 修復(fù)后， 車輛自身振動(dòng) 和行駛的顛簸會(huì)造成焊接處產(chǎn)生裂紋。 所以，鋁質(zhì)車身修復(fù)中一般很少采用焊接 的方式（少數(shù)生產(chǎn)廠家也允許采用焊接方法），而通常是采用粘接或粘接、鉚接 共用的方式。 但盡管如此， 焊接在鋁質(zhì)車身修復(fù)中也并不是可有可無的。 在進(jìn)行 結(jié)構(gòu)件更換時(shí)， 通常需要在結(jié)構(gòu)件之間使用焊

12、接的方法， 以增強(qiáng)車輛的整體性和 導(dǎo)電性。在焊接時(shí)要注意以下幾點(diǎn)，以確保最終維修質(zhì)量。（1）在進(jìn)行鋁焊接時(shí)，除按操作規(guī)范做好車身的防護(hù)工作外，還應(yīng)注意金屬 鎂或鋁鎂合金是不能焊接的。 因?yàn)樵摻饘僖兹紵?一旦發(fā)生燃燒滅火器無法將其 撲滅，而只能使用一種特制的化學(xué)制劑。 所以在進(jìn)行鋁車身修復(fù)前， 應(yīng)查看相關(guān) 資料以確認(rèn)板材的成分， 并嚴(yán)格按照廠家的要求進(jìn)行修復(fù)操作， 不該焊接的部位 絕不能進(jìn)行焊接。（ 2）焊接前應(yīng)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(yīng)使用裝有 80 號砂輪的砂輪機(jī)磨去周圍的涂層，使金屬表面裸露出來， 從而保證焊接質(zhì)量。（3）按照焊機(jī)的使用說明調(diào)整電壓和

13、送絲速度，但說明書上給出的數(shù)值一般 只是大概的數(shù)值， 維修技師應(yīng)該根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)和實(shí)際情況做出相應(yīng)的調(diào)整。 進(jìn) 行鋼質(zhì)車身焊接時(shí)， 電壓和送絲速度調(diào)整到正常值， 焊接部位會(huì)發(fā)出平穩(wěn)清脆的 “吱吱”聲，而鋁材焊接時(shí)會(huì)發(fā)出平穩(wěn)沉悶的“嗡嗡”聲。（4）在進(jìn)行鋁質(zhì)板材焊接時(shí)，應(yīng)使用鋁焊絲和 100%氬氣，相對于焊接鋼質(zhì)車 身氣體流量應(yīng)增加 50%；焊槍與焊接部位應(yīng)接近垂直，并且采用正向焊接法（左 焊法）， 不能在鋁板上進(jìn)行逆向焊接（向前推焊接），以免熔池過熱造成塌陷 或擊穿；進(jìn)行立焊時(shí)，應(yīng)從下面開始向上焊接。3. 板件的更換 鋁質(zhì)車身板件受到撞擊無法恢復(fù)時(shí)， 應(yīng)采取局部或整體更換的 方法進(jìn)行修復(fù)。 特

14、別是由于鋁質(zhì)板材因?yàn)橛不?損傷部位出現(xiàn)裂紋或斷裂現(xiàn)象時(shí) 就應(yīng)該使用此方法了。鋁質(zhì)板件的更換是鋁質(zhì)車身修復(fù)時(shí)較為常用的一種方法。（1）分離鋁質(zhì)板件時(shí)，可使用切割鋸、切割砂輪、鏨子等工具，與鋼質(zhì)車身 的板件分離沒有太大區(qū)別， 但乙炔 -氧氣切割在鋁質(zhì)板件分離時(shí)禁止使用。 另外， 由于鋁質(zhì)車身的鉚釘通常是由高強(qiáng)度特殊合金材料 （如硼鋼） 制成，所以鉚釘是 無法采取傳統(tǒng)鉆除方法去除的。 正確的方法是， 在鉚釘頂部使用專用焊機(jī)焊接介 子銷釘（不可重復(fù)使用） ，然后用專門的拉拔工具將鉚釘拔出。 介子銷釘焊接前， 應(yīng)對鉚釘頂部的漆面進(jìn)行打磨，在拉拔時(shí)，專用工具應(yīng)與鉚釘呈垂直狀態(tài)。（2）傳統(tǒng)的車身通常使用機(jī)

15、械緊固和焊接等兩種連接方法，而鋁質(zhì)車身的構(gòu) 件大部分是通過粘接或粘接、 鉚接共用的方式連接在一起的。 所以，更換鋁質(zhì)板 件應(yīng)嚴(yán)格按照廠家的技術(shù)要求， 選用原廠提供的零部件或總成， 正確選擇切接位 置和連接方式。 我們知道，在進(jìn)行鋼質(zhì)車身修復(fù)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)， 這三種方式依然適用。 不過 只有少數(shù)的廠家允許采用平接（焊接）方式，筆者在此不作過多介紹。鋁質(zhì)板件 更多的是采用插入件平接和搭接。進(jìn)行插入件平接時(shí)（如縱梁的梁頭、下邊梁、 門立柱），一般也可分為兩種方法。一種是板件分離后，將插入件（廠家提供或 自制）輕輕敲入， 對更換部件精確

16、定位后， 在切割線的兩側(cè)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、除潮濕等準(zhǔn)備工作后，使用特制膠 槍在外側(cè)均勻涂抹專用粘接劑， 再次將插入件放入， 測量無誤后按照已經(jīng)打好的 孔，使用專用鉚釘進(jìn)行拉鉚即可。 另一種方法是在準(zhǔn)備切割的直線上間隔鉆出鉚 釘?shù)膫溆每?，然后沿此直線進(jìn)行切割分離。 將插入件放入并與所要更換板件定位， 在已經(jīng)鉆好孔的位置進(jìn)行重新鉆孔， 將插入件取出，做好所有的準(zhǔn)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)， 除常規(guī)的方 法外，有時(shí)為獲得足夠的強(qiáng)度和滿意的視覺效果， 特別是一些不適合采用插入件 平接的部位， 可采用廠家提供并做好預(yù)先處理的零部件進(jìn)行搭接。 這種方式在一 些比較直觀的部位使用較多，如車身的后翼子板等處。（3）相對于鋼質(zhì)車身修復(fù)，鋁質(zhì)車身板件更換的定位工作更為重要。鋁質(zhì)車 身粘接部位