汽车碰撞钣金修复技巧与实例 第2版(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)


发布时间:2020-06-26 21:08:19

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作者:顾平林

出版社:机械工业出版社

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汽车碰撞钣金修复技巧与实例  第2版

汽车碰撞钣金修复技巧与实例 第2版试读:

前言

汽车是人们平时出行的重要代步工具。随着汽车保有量的增加,汽车碰撞事故也越来越多。而不论事故大小,汽车的碰撞损伤都需要进行修复。这使得汽车碰撞钣金修复行业具有很好的发展前景。

汽车钣金修理设备及工艺随着汽车制造材料、制造工艺的变革而改变,这就对汽车碰撞钣金修复人员的理论知识、技能水平和操作方法提出更高的要求。因此,提高相关人员的技术水平成了当务之急。

本书从汽车碰撞钣金修复的一线操作需要出发,提出了自己的维修观点、理念与实际修复技巧,适应了当代国际品牌汽车入驻国内市场后的生产服务需要,符合汽车碰撞钣金修复的要求。本书系统地讲述了汽车碰撞钣金修复的理论知识、维修步骤、实用技巧等,并通过典型的车身修复实例提高图书的实用性。这些实例涉及了车身修复累积误差的处理,如二次碰撞、二次修复、二次更换、过度拉伸、跑偏、共振、啃胎、漏水、漏尘等,在每个实例后都有修复心得,能够帮助读者更好地领会汽车碰撞钣金修复的思路。

本书图文并茂,从汽车碰撞钣金修复工作与时俱进的理念出发,使理论与实例相结合,让读者更快、更好地掌握汽车碰撞钣金修复技术。在内容编排上,体现了理论联系实际、深入浅出的特点。本书是广大一线碰撞钣金维修技工的重要参考资料,也可供相关汽车院校师生使用。

在编写本书过程中,得到了不少同行专家的帮助和支持,并参阅了大量文献资料,借此出版之际,特向他们表示诚挚的谢意。另外,本书由南通紫琅职业技术学院组编,参与本书编写的还有汤锦如、施继强等。

由于水平有限,书中难免存在差错,请广大读者批评指正。编者

第一章 汽车碰撞和钣金修复知识

第一节 汽车碰撞知识

汽车碰撞是造成汽车损伤和人员伤亡的重要形式,会给国民经济带来巨大的损失。作为汽车钣金工,只有掌握汽车碰撞的基本知识,才能对汽车碰撞损伤部位进行有针对性的修复。一、汽车碰撞信息

在汽车发生碰撞时,汽车车身的前部和后部都要在某种程度上损坏,这样才能吸收碰撞能量,并保证汽车有足够的安全空间避免驾乘人员受伤。图1-1所示为汽车车身变形区域和安全区域,从图中可以看出,汽车的发动机室和行李箱处于变形区域,而乘员室处于安全区域。当汽车以48km/h的速度撞上障碍物时,发动机室的长度会被压缩30%~40%,但乘员室的长度仅被压缩1%~2%。图1-1 汽车车身变形区域和安全区域

为了能够保质保量地修复好汽车车身,在进行修复工作之前,必须先对汽车车身的碰撞损坏进行精确的诊断,确定导致变形的主要原因、损坏的类型、严重程度并分析损坏的范围,找到受损部件。之后,再根据检测结论制订修复步骤。如果没有对受损车辆进行精确的诊断,那么修复工作就很难进行,甚至会造成返工。

汽车车身钣金修复人员要了解的汽车碰撞的相关信息主要有如下几个方面:

1)了解汽车车身的构造。

2)目测确定碰撞的位置。

3)目测确定碰撞力的方向及大小,然后检查可能存在的损坏。

4)确定车身的损坏范围,以及其他零部件(车轮、悬架、发动机等)是否也有损坏。

5)沿着碰撞路线系统地检查部件的损坏,直到找不到任何损坏的痕迹。

6)测量主要构件定位参数,将实测的定位参数与标准值进行比较。

7)检查悬架和整车的其他系统的情况。二、汽车碰撞情况分析

弄清汽车碰撞实际发生的过程,对查找汽车损坏及确定修复方案是非常有帮助的。应尽可能多地了解事实真相,并结合实际的测量数据正确制订出修复的具体步骤。这样虽然花费一点额外的时间,但却减少了盲目性,达到事半功倍的效果。

汽车被撞时,撞击力的大小、方向、位置及受损程度取决于事故发生时的实际状况。问询驾驶人及目击者事故发生的具体情况,对分析查找损伤件的范围非常有帮助,其中要重点确定以下几项:被撞击汽车的尺寸、构造、车速、行驶方向,撞击车的车速、质量、行进意图(行驶方向),被撞击的方向及位置,碰撞时汽车上乘客人数及他们分布的位置。

由于碰撞发生前,驾驶人都会有条件反射,故撞伤大都有规律可循。如果驾驶人的第一反应是要绕离危险区,汽车的边缘会被蹭伤,如图1-2所示;如果驾驶人的反应是猛踏制动踏板,损坏的范围就会是汽车的前部,如图1-3所示。碰撞点在汽车前端较高部位,就会引起车壳和车顶后移及后部下沉;而碰撞点在汽车前端下方,车身惯性就会引起汽车后部向上变形,使车顶被迫上移,在车门的前上方与车顶篷之间形成一个极大的裂口,如图1-4所示。图1-2 汽车边缘被蹭伤事故图图1-3 汽车发生弯曲损坏事故图

质量相近、车速相同的汽车发生碰撞,也会因撞击对象不同而有较大的差异。汽车撞上电线杆和墙壁的结果就完全不同。撞上墙壁,碰撞面积大,损坏轻,如图1-5a所示;撞上电线杆,碰撞面积较小,创伤较严重,甚至会使保险杠、发动机罩、散热器等部件都产生严重变形,发动机也会因碰撞而移位,甚至还影响到后部的悬架,如图1-5b所示。图1-4 汽车前部受撞事故图图1-5 汽车与不同障碍物碰撞事故图a)碰撞面积较大 b)碰撞面积较小

如果甲乙两车相撞,碰撞部位不同,那么损坏结果也会不同。当汽车乙撞向行驶中的汽车甲的侧边时,汽车乙的运动会使其前端后移,而汽车甲的运动则会“牵引”汽车乙的前端使其向一侧偏斜,虽然只有一次碰撞,但损坏却发生在两个方向上;同向快速行驶的两辆汽车碰撞发生损坏时,位移可能发生在一个方向上,但若某车又冲向路边护栏,则会发生二次碰撞,从而引起两处完全不同的损坏。三、汽车碰撞对车身结构的影响

碰撞后的车身会因为车身结构、碰撞时的受力方向、碰撞时受力大小的不同而产生不同的变形。下面分别分析汽车碰撞对非承载式车身和承载式车身的影响。

1.对非承载式车身的影响(1)非承载式车身的特点 图1-6所示为非承载式车身。非承载式车身与车架通过弹簧或橡胶垫柔性连接在一起。在这种情况下,安装在车架上的车身对车架的紧固作用不大。而车架则承受发动机及底盘各部件的重力、这些部件工作时通过其支架传递的力以及汽车行驶时由路面通过车轮和悬架传来的力,其中悬架传来的力对车架或车身影响最大。图1-7中车架上圈出的部位为车架刚度较小的部位,主要用来缓冲和吸收来自汽车前端或后端的碰撞能量。车身通过橡胶件固定在车架上,橡胶件同样能减缓从车架传至车身上的振动效应。遇有强烈振动时,橡胶垫上的螺栓可能会损坏,并导致车架与车身间出现间隙。由于振动的大小和方向不同,可能会出现车架受到损伤而车身却没有损伤的情况。图1-6 非承载式车身(2)车架变形的种类图1-7 非承载式车身和车架的强度较弱点

1)侧向损伤或摆动损伤。由车身的侧面引起的碰撞所造成的损伤称为侧向损伤或摆动损伤。侧向损伤可以从车身的异常情况来确认,一般受力一侧的车身局部会产生裂纹,而另一侧可能有折皱出现。另外车辆发生侧向损伤时还可能导致行李箱盖和发动机罩在开启或关闭时配合不当等。侧向损伤或摆动损伤如图1-8所示。

2)下垂损伤。下垂损伤如图1-9所示,它是在车身出现部分降低的状态时,部分结构件呈现下凹变形的损伤。下垂损伤通常由前方或后方的正向撞击引起。

3)折叠损伤。当汽车车身部件(结构件、覆盖件)被撞击变形后的长度小于该件的原始长度时,就称其为折叠损伤。折叠损伤基本上都发生在车辆的前部或后部,也就是车身的变形区域内,折叠损伤的特征是车门有可能配合良好,但在翼子板、发动机罩、车架纵梁、行李箱盖等部位会出现折皱或严重的扭曲变形。折叠损伤如图1-10所示。

4)菱形损伤。菱形损伤是指碰撞后汽车的一侧移到了后边或前边的车身变形形式。菱形损伤会影响到整个车身的外形,通常表现出来的现象是发动机罩、车门、行李箱盖等错位,后轮罩、后围板、车顶等部位可能出现折皱。菱形损伤如图1-11所示。图1-8 侧向损伤或摆动损伤图1-9 下垂损伤图1-10 折叠损伤图1-11 菱形损伤

5)扭曲损伤。扭曲损伤是指碰撞后车身的一角高于正常状态,而相对的一角则低于正常状态的车身变形形式。扭曲损伤出现的可能原因是汽车高速撞上路基、隔离墩等障碍物。扭曲损伤如图1-12所示。图1-12 扭曲损伤图1-13 承载式车身结构

2.对承载式车身的影响(1)承载式车身的特点 承载式车身(图1-13)的汽车没有刚性车架,只是加强了车头、侧围、车尾和地板等部位,车身和底架共同组成了车身本体的刚性空间结构。这种承载式车身除了其固有的承载功能外,还要直接承受各种负荷。这种形式的车身具有较大的抗弯和抗扭的刚度,质量小,高度低,汽车重心低,装配简单,高速行驶稳定性较好。但由于道路负载会通过悬架装置直接传给车身本体,因此汽车内的噪声和车身所受振动较大。(2)承载式车身碰撞分析 碰撞对承载式车身的影响可以用图1-14所示的圆锥形法进行分析。承载式车身结构的汽车通常被设计成能够很好地吸收碰撞时产生的能量。这样受到撞击时,汽车车身由于吸收撞击能量而产生变形,撞击能量通过撞击点向车身扩散,车身结构从撞击点依次吸收撞击能量,使撞击能量主要被车身吸收。将目测撞击点作为圆锥体的顶点,圆锥体的中心线表示碰撞力的方向,其高度和范围表示碰撞力穿过车身壳体扩散的区域。圆锥体顶点也即撞击点附近通常为主要的受损区域。

由于整个车身壳体由许多片薄钢板连接而成,碰撞引起的振动大部分被车身壳体吸收,如图1-15所示即为碰撞能量沿车身扩散的方向和传递路线。

振动波的影响被称为二次损伤,通常此损伤会影响整体式车身内部零部件的结构,并造成相反一侧的车身产生变形损伤,如图1-16所示。为了控制二次损伤变形,并为乘员提供一个更为安全的空间,承载式车身结构汽车在前部和后部设计了如图1-17所示的碰撞应力吸收区域,这些区域也是承载式车身横向刚度较弱的部位。图1-14 运用圆锥形法确定碰撞对承载式车身的影响图1-15 碰撞能量沿着车身扩散图1-16 因惯性作用汽车车顶向受撞击一侧移动图1-17 承载式车身的横向刚度较弱部位(应力吸收区域)

在受到碰撞时,它能按照设计要求形成折曲,这样传到车身结构的振动波在传送时就被大大减小。也就是说,来自前方的碰撞应力被前部车身吸收了,如图1-18所示。在受到碰撞时,它能按照设计使来自后方的碰撞应力被后部车身吸收,如图1-19所示。图1-18、图1-19所示分别为承载式车身前部、后部刚度较弱部位,也即应力吸收区域。(3)承载式车身碰撞分类 承载式车身的碰撞损伤一般是按照碰撞部位进行分类的,可分为前部碰撞、后部碰撞、侧面碰撞、底部碰撞和顶部碰撞。图1-18 承载式车身的前部刚度较弱部位(应力吸收区域)图1-19 承载式车身的后部刚度较弱部位(应力吸收区域)

1)前部碰撞如图1-20所示。汽车前端正面发生碰撞损伤时,则说明汽车在碰撞事故中多为主动者。碰撞的冲击力主要取决于被评估汽车的重量、速度、碰撞范围及碰撞源。碰撞较轻时,保险杠会被损坏向后推,前纵梁、内轮壳、前翼子板、前横梁及散热器框架都会变形;如果碰撞程度较大,那么前翼子板就会弯曲变形,并移位碰触到车门,发动机罩铰链会向上弯曲变形并移位触到前围盖板,前纵梁变形加剧并造成副梁的变形;如果碰撞程度更加剧烈,那么前立柱会产生变形,车门开关困难,甚至造成车门变形;如果前面的碰撞从侧向而来,由于前横梁的作用,前纵梁就会产生如图1-21所示的变形。前端碰撞常伴随着前部灯具及护栅的破碎,冷凝器、散热器及发动机附件损伤,车轮移位等。图1-20 前部碰撞图

2)后部碰撞如图1-22所示。汽车后端受到正面碰撞损伤时,损伤较严重则说明汽车在碰撞事故中为被动者。汽车遭受后端碰撞损伤时,碰撞的冲击力主要取决于撞击物的重量、速度及被评估汽车的被碰撞部位、角度和范围。如果碰撞较轻,通常会使后保险杠、行李箱后围板、行李箱底板产生压缩弯曲变形;如果碰撞较重,则会使C柱下部前移,C柱上端与车顶接合处会产生折曲,而使后门开关困难,后风窗玻璃与D柱分离,甚至破碎;如果碰撞更严重,会造成B柱下端前移,在车顶B柱处产生凹陷变形。后端碰撞常伴随着后部灯具等零部件的损坏。

3)侧面碰撞如图1-23所示。在确定汽车侧面碰撞时,分析汽车的结构尤为重要。一般来说,对于严重的碰撞,车门A、B、C柱以及车身、地板都会产生变形。当汽车遭受侧向较大的冲击力时,惯性会使另一侧的车身产生变形。当前后翼子板中部遭受严重碰撞时,还会造成前后悬架零部件的损伤;前翼子板中后部遭受严重碰撞时,还会造成转向系统中的横拉杆、转向器齿轮齿条的损伤。图1-21 承载式车身的弯曲和断裂效应图1-22 后部碰撞图图1-23 侧面碰撞图

4)底部碰撞如图1-24所示。底部碰撞多为行驶中路面凹凸不平、路面上有异物,如石块等,造成车身底部与路面或异物发生碰撞,致使汽车底部零部件与车身地板损伤。常见的易发生底部损伤的部件有前横梁、发动机下护板、发动机油底壳、变速器油底壳、悬架下托臂、副梁、后桥和车身地板等。图1-24 底部碰撞图

5)顶部碰撞如图1-25所示。单独的顶部碰撞损坏发生概率较小,且这种顶部受损多由空中坠落物所致,以顶部面板及骨架变形为主。汽车倾覆是造成顶部受损的常见形式,汽车倾覆造成顶部受损常伴随着车身立柱、翼子板和车门的变形以及车窗玻璃的破碎。图1-25 顶部碰撞图四、车身损坏原因分析

轿车车身的损坏主要有两种形式:车身疲劳自然损坏、人为及意外事故损坏。

1.车身疲劳自然损坏

随着汽车使用年限和运行里程的增加,即便是使用者十分爱护汽车,并定期进行维护,且车辆没有发生意外事故,一辆新车也会逐渐变成旧车。汽车的自然损坏主要是由道路不平引起的汽车颠簸振动、汽车发动机本身引起的自身振动等原因造成的,使汽车车身地板或某些部位产生变形或裂纹,引起整个车身变形,车门下沉,门缝间隙变大,车门关闭不严。汽车行驶时,钣金件的振动、各部连接件脱焊和开裂,形成汽车车身的振动噪声。汽车使用日久,其表面油漆受到日光和严寒天气的侵蚀,也会逐渐龟裂;车身薄钢板受到水汽的侵蚀,内外表面防护层遭到破坏,也会使车身逐渐锈蚀;表面油漆受到坚硬物体的刮蹭而划伤,也会留有痕迹,使油漆光亮度降低,甚至使表面油漆的某些部位脱落掉。达到一定程度后,在汽车大修的同时也要进行汽车车身修理。

2.人为及意外事故损坏

由于轿车行驶速度快,加速性能好,往往会发生人为损坏。撞车和翻车是轿车车身损坏的一个重要原因。撞车表现为几种不同形式:两车相撞、多车连环碰撞;撞击其他物体而损坏,如撞到树、电线杆、墙等障碍物上,或翻在沟里等。损坏形式主要有以下5种:(1)轻微损坏 汽车前照灯和前照灯周边撞坏,油漆表面刮伤、擦伤或油漆脱落,汽车在行驶过程中受飞来的石块砸伤或自身刮碰在坚硬物体上造成的损伤都是轻微损坏。(2)轻度损伤 汽车散热器格栅损坏、车灯损坏、前翼子板损坏或汽车车身某个较小部位的损坏都属于轻度损伤。汽车运行中,发生了意外事故,无论碰撞程度或轻或重,一般汽车车身某些部位均有轻度损伤,如钣金件轻度变形和油漆损伤等,都是轻度损伤。(3)中等损坏 汽车保险杠损坏、翼子板损坏、发动机罩损坏、前风窗玻璃损坏和前围立柱损坏、行李箱盖损坏、车门损坏和车门立柱损坏都属于中等损坏。(4)严重损坏 汽车前保险杠、发动机罩、翼子板以及车门、行李箱盖等处均发生损坏,甚至汽车车顶盖和地板也发生损坏,汽车的发动机室、乘员室和行李箱均发生变形,这种损坏程度可以称为严重损坏。汽车发生较严重意外事故时,往往伴有汽车车身的严重损坏。(5)翻车和严重撞车损坏 发生严重撞车事故或意外翻车事故时,不仅乘员人身安全受到损害,汽车车身也会发生严重损坏,甚至发生整车严重变形。翻车又分为90°翻倒、180°亮底盘,甚至360°翻车和720°翻车。对汽车不同形式的损伤,可以采取不同的修理方法进行修复。

第二节 汽车车身材料

一、车身用材料的分类

车身用材料大致可分为三大类:金属材料、非金属材料和复合材料。

1)金属材料包括钢板、铸铁等重金属材料,铝、镁、钛等轻金属及其合金材料、泡沫金属等材料。

2)非金属材料包括塑料、纤维、树脂、玻璃、橡胶、非金属泡沫材料等。

3)复合材料包括玻璃纤维增强塑料、纤维增强金属、纤维增强陶瓷等。二、车身用金属材料(1)车身用钢板 车身用钢板有热轧钢板、冷轧钢板、镀覆钢板、不锈钢板和高强度钢板五大类。

1)热轧钢板是在加热状态下直接将板料轧至所需尺寸而形成的板料。

2)冷轧钢板是将坯料在热状态下轧至一定厚度,再在常温状态下轧至所需尺寸,薄钢板一般都是冷轧板。

3)镀覆钢板即经过表面处理的钢板,在钢板的表面施以锌、铝、锡等金属镀层处理的钢板,还有镀Zn-Cr、Zn-Mg、Zn-Al等合金的电镀钢板。

4)不锈钢板是在碳钢中添加铬或是铬和镍,经热轧和冷轧所制成的钣金材料,由于该材料耐蚀性极强,不生锈,表面光亮,故称不锈钢板。

5)高强度钢板的种类较多,主要有:加Si、Mn、P等固溶强化型,加Nb、Ti、V等的析出硬化型,复合组织型,双相型和回火、退火型等。高强度钢板的抗拉强度一般在600MPa以上,其破坏强度为低碳钢板的2~3倍,故称高强度钢板。

根据钢板的厚薄程度,钢板可分为薄板、中板和厚板三种。板厚小于3.2mm的称薄板,板厚为3.2~5mm的称中板,板厚为5mm以上的称厚板。轿车车身使用钢板的厚度一般为0.6~2.0mm。

钢板在车身材料的使用中所占的比例很大。就轿车而言,20世纪80年代以前生产的轿车中,钢材占整个车身自重比例为60%~67%。近年来,随着轻金属材料和非金属材料的普遍采用,钢板所占车身总重的比例已下降到55%~60%。但高强度钢板的使用却由20世纪80年代的占车身总重的3%~5%,上升到90年代的10%以上。这是因为用高强度钢板代替普通钢板,可大大减轻汽车自重。对于客车、载货汽车这类重量较大的汽车,钢材所占的比例就更大。在未来的半个世纪中,钢板仍是汽车车身材料的主流。钢板材料的开发将向更高强度、更容易塑性加工的方向发展,以减轻车身重量,提高车身安全性。(2)车身用轻金属材料 汽车车身使用的轻金属材料主要有铝板、铝合金、镁合金和钛合金等。镁合金和钛合金在20世纪90年代时在轿车上就已开始使用,但在车身上用量所占比例很小。铝及其合金在车身上的应用越来越多,特别是轿车,其所占汽车自重的比例也越来越高。20世纪80年代,铝及其合金在轿车车身上的使用比例(占车身自重的百分比)为3.6%~5%,90年代后使用比例上升到7.5%~10%。近年来铝及其合金在汽车车身上已应用越来越多,有很多汽车使用了铝制车身。三、车身用非金属材料

如前所述,车身用非金属材料包括塑料、纤维材料、复合材料、玻璃和橡胶等。近年来,塑料、非金属复合材料等非金属材料的使用在车身自重中所占比例明显提高,这些材料约占车身总重的25%左右(玻璃除外)。(1)塑料 塑料是以石油、天然气、煤为基础原料的各种单体通过聚合、树脂粘合、树脂添加、附加缩合等复杂化学反应而生成的高分子材料。

塑料可分为热塑性塑料和热固性塑料。

1)热塑性塑料成型前即处于高分子状态,将其加热至软化点,使其具有一定的流动性而流动成型的材料,它可分为通用热塑性塑料和工程塑料。车用的热塑性塑料种类有:ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)、PP(聚丙烯)、PE(聚乙烯)、PVC(聚氯乙烯)、PF(酚醛)等,ABS、PVC、PU又称为工程塑料。

2)热固性塑料是把相对分子量为1000以下的一次树脂加热熔化,然后浇入模中进行加压、加热,使一次树脂联结而成高分子的成型材料。在汽车上使用的热固性塑料有:PUR(聚氨酯)和UP(不饱和聚酯)等。

汽车上所用塑料80%左右是热塑性塑料。

20世纪80年代时,汽车上所使用的塑料占汽车总重的5%~6%,90年代,塑料所占比例大幅度提高,约占总重的9.5%~14%。欧美轿车的塑料用量平均每辆车达90kg,其中PVC约为13.5kg,PU约为21.6kg,PP约为15.3kg,UP约为14.4kg,ABS约为9kg。客车内部材料均大量使用塑料,以减轻重量。(2)玻璃 汽车常用的玻璃种类有:钢化玻璃、区域钢化玻璃(即半钢化玻璃)、夹层玻璃(国外汽车常采用HPR夹层玻璃)和普通复合玻璃等四种。其中夹层玻璃有:聚乙烯醇缩丁醛夹层玻璃、聚丙烯酸甲酯夹层玻璃、醋酸纤维夹层玻璃和硝酸纤维夹层玻璃(此种应用较少)。

玻璃的使用量占轿车自重的3%左右,占轿车车身重量的10%左右。对于客车、载货汽车而言比例要相对小些。(3)橡胶 汽车上的橡胶件主要有轮胎、橡胶密封件、橡胶防尘罩、橡胶衬套和衬垫类零件等,汽车上的橡胶使用量占汽车自重的10%以上。

橡胶种类有:天然橡胶(NR)和合成橡胶两大类,其中汽车上常用的合成橡胶种类有:苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)、丁腈橡胶(NBR)、氯丁橡胶(CR)、乙丙橡胶(EPM、PDM)、聚氨酯橡胶(AUEU)等。四、车身用复合材料

复合材料是由两种或两种以上化学本质不同的组分经人工合成的材料,其结构为多相,一类组成相为基体,起粘结作用;另一类组成相为增强相,用以增强材料的力学性能和提高材料的比强度、比刚度等。

复合材料按性能可分为:功能型复合材料和结构型复合材料两种;按基体分类可分为:高分子基(PMC)、金属基(MMC)和陶瓷基(CMC)复合材料;按增强相的种类、形状分类,可分为:颗粒状、层状和纤维增强复合材料。纤维增强复合材料应用最多,高分子基的纤维增强复合材料通常也称纤维增强塑料(FRP),金属的纤维增强复合材料也称纤维增强金属(FRM),陶瓷基的纤维增强复合材料称纤维增强陶瓷(FRC)。纤维增强复合材料还包括碳纤维增强碳素复合材料(C/C),一般把它编入CMC范围。

在FRP材料中,应用最多的是GFRP,即玻璃纤维增强塑料(俗称玻璃钢)。

在FRM材料中,有连续纤维增强金属、晶须增强金属和粒子增强金属。

在FRC材料中,有碳纤维系FRC、陶瓷纤维系FRC和晶须纤维系FRC,以及属于CMC类的C/C复合材料。

复合材料在汽车上使用得越来越多,车身外板零件如挡泥板、发动机罩、车顶盖、保险杠、行李箱盖等,车室内零件如变速杆、发动机壳、侧门框装饰、风窗窗框等都采用复合材料制成。

第三节 钣金修复常用工具

一、车身整形通用工具

除了各种扳手、螺钉旋具、钳子和铁剪刀等工具外,常规的车身整形通用工具有:(1)球头锤 球头锤属于钣金作业的多用途工具,用于校正弯曲结构,一般用于车身零部件的修复。(2)橡皮锤 橡皮锤用于柔和地敲击薄钢板,不会损坏油漆表面。(3)铁锤 铁锤是复原损坏钣金件必需的工具,用来敲打损坏的金属板,使其大致回复原形,在更换金属板时则用于清理损坏的金属板。使用铁锤应注意以下事项:

1)使用前确保锤柄安装牢固,切记不要使用松动或锤柄损坏了的锤子,以免锤头脱落造成事故。

2)使用尺寸和质量合适的锤子进行作业。

3)锤面出现过度磨损、碎裂或蘑菇头等,应进行修整或更换,以免损坏钢板或使飞溅物飞出造成人员损伤。

4)锤击时锤面应平行于面板,避免用力不匀或用锤角敲打。

5)不要以锤击锤。

6)在敲打冲头、錾子等工具时,锤面应按比例大于这些工具的头部。

7)锤把保持干净,不应粘有油污或砂粒,防止工作时锤子滑落。

8)木制手柄中间部位相对较细,以增加敲击钢板时的回弹性能,减小劳动强度,更换安装手柄时,应充分考虑这点。

9)禁止把钢管焊接在锤头上作为手柄,以免振手和增大劳动强度。(4)镐锤 在维修小的凹陷面时,可使用镐锤尖端,将凹陷部位从内部锤出,对中心进行柔和地轻敲即可。镐锤平端与顶铁配合使用,可以去除高点和波纹。(5)冲击锤 在维修大的凹陷面时,可以使用冲击锤对凹陷面进行初步校正,或修复加工内部板和加强部位。在操作冲击锤时需要较大的力量,故冲击锤一般不用于光洁表面。(6)精修锤 在用冲击锤去除凹陷之后,可以使用精修锤对凹陷进行修复,得到最后的外形。(7)顶铁 在进行钣金作业时,通常使用顶铁顶在锤敲击金属板的背面,用锤和顶铁一起作业,使凹下部位和凸出部位恢复原有形状。(8)楔形铁 楔形铁有多种形状和尺寸,不同的楔形铁与不同的面板形状互相匹配使用。(9)撬镐 撬镐有不同的长度和形状,可以使用撬镐进入有限的空间,撬起凹点对车身进行修复。二、车身外形修复机

车身外形修复机又叫介子机,它是近年来在维修行业普遍采用的一种用于修复车身外形凹陷损伤的设备。它具有投入成本低、操作简单、使用方便、维修效率高等优点,可在车身的变形部位进行直接点焊、游锤整平、垫片焊接、炭棒缩火、钩锤整平和两板点焊等多种操作。车身外形修复机及操作方法如图1-26所示。

在使用车身外形修复机对车身的变形部位进行修复时,可以在不拆除车身变形区域周围零部件和易燃物品的情况下对车身变形部位进行修复。修复步骤少,修复时间短。使用车身外形修复机对车身变形区域进行修复,不易破坏材料的金属结构和降低车身的牢固性能,也不易大面积地破坏车辆的原有涂层,节省了涂装过程中刮灰及喷漆原材料的消耗量。三、等离子切割机

等离子切割是利用高温等离子电弧的热量使工件切口处的金属局部熔化(和蒸发),并借高速等离子的动量排除熔融金属以形成切口的一种加工方法。

在进行等离子切割时,配合不同的工作气体可以切割各种氧气切割难以切割的金属,尤其是对于有色金属(不锈钢、铝、铜、钛、镍)切割效果更佳。等离子切割技术的主要优点在于切割厚度不大的金属,切割速度快,在切割普通碳素钢薄板时,速度可达氧切割法的5~6倍,切割面光洁,热变形小,几乎没有热影响区。图1-26 车身外形修复机及操作方法

等离子切割技术发展到现在,可采用的工作气体(工作气体是等离子弧的导电介质,又是携热体,同时还要排除切口中的熔融金属)对等离子弧的切割特性以及切割质量、速度都有明显的影响。常用的等离子弧工作气体有氩、氢、氮、氧、空气、水蒸气以及某些混合气体。

空气等离子切割机是应用最广泛的热切割设备之一,通常以压缩空气作为工作气体,以高温、高速的等离子弧为热源,将被切割的金属局部熔化,并同时用高速气流将已熔化的金属吹走,形成狭窄切缝。等离子切割机及操作方法如图1-27所示。图1-27 等离子切割机及操作方法四、二氧化碳气体保护焊机

在汽车车身修复过程中,经常要进行焊接操作。焊接技术具有焊后重量轻、密封性好、生产效率高等特点。

在各种惰性气体保护焊机中,二氧化碳(CO)气体保护焊机是2最常见的一种,它使用焊丝进行焊接,焊丝和电极以一定的速度自动进给,在母材和焊丝之间出现短弧,短弧的热量使焊丝熔化,将母材连接起来。在焊接过程中,采用二氧化碳对焊接部位进行保护,以免母材接触到空气而氧化。二氧化碳气体保护焊机及其焊接车位构件如图1-28所示。图1-28 二氧化碳气体保护焊机及其焊接车位构件五、铝焊机

随着汽车新材料的使用,许多汽车上的各种板用铝来制造,与钢相比,铝板的修理难度更大。铝比钢柔软,铝经过加工硬化之后,更难加工成形,铝被加热容易变形。铝制车身构件的厚度通常是钢件的1.5~2.0倍。

铝焊机采用低电压大电流,将电能通过电弧瞬间转换为热能,采用高纯度氩气作为焊接时的保护气体,避免焊接时产生气孔、杂质,同时交流氩弧焊和MIG气保焊均具有一定的阴极清理功能,可以直接去除铝及铝合金上的氧化膜。因为铝焊机体积小,操作简单,使用方便,焊接效率高,焊缝成形好,熔深大,能焊透铝及铝合金板达到优质的结合效果,且焊接强度同母材同等,密封性好,从而得到工业及生活各领域的广泛使用。

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