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第18章 模块二车身轻微损伤的修复(1)

学习任务11前翼子板的修复

1.熟悉车身钢板覆盖件损伤的类型。

2.掌握车身钢板覆盖件常用的修理方法与工艺流程。

3.掌握车身钢板覆盖件修理设备或工具的正确使用。

4.能够独立选用合适的修理方法进行规范作业。

前翼子板是损伤频率较高的车身钣金件,并且以轻微损伤居多,故选择前翼子板轻微损伤的修复作为典型工作任务,要求方法正确、工具得当、操作规范、恢复尺寸、恢复性能。

相关知识—安全防护—损伤类型—损伤范围—确定修复方法—选择修复工具—规范作业—应力消除—检查与修整。

相关知识

轻微损坏的车辆,损坏部位主要是指车身外板件的变形,所进行的修理工作,主要是对外板或外部安装件进行整形。

严重损坏的车辆,除了车身的外部板件的变形外,车身的结构件也发生了弯曲、扭曲等变形,需要上矫正平台,才能完成修理工作。而对这两种损坏车辆的修理,正是汽车车身维修人员最典型的工作,修理一般工艺流程。本学习任务是车身轻微损坏的修理。

一、车身金属板损伤的类型

车身在经历碰撞后的损伤状况非常复杂,没有完全相同的损伤,但构件的损伤也有一定的规律,即同种加强形式的构件其损伤类型通常是一样的。掌握了构件的损伤类型和其科学的修理方法,对整个车身的整形修复工作具有指导意义。将整个车身的损伤分解为若干个小的损伤区域再分别修复之,可以将整形工作化整为零、由繁而简,提高工作效率,并有利于减少维修造成的二次损伤,保证全车身的总体强度。

作为车身维修工作人员,必须要分辨车身损伤的类型,采取适当的维修工艺和方法。下面就车身构件的基本损伤类型和维修指导思想两方面来作介绍。车身碰撞后的损伤可以分为直接损伤和间接损伤两个类型,对于这两种类型的损伤要采用不同的修理方式区别对待。对于板件和构件的具体损伤状况,根据其结构形式和加强形式,又有单纯铰折、凹陷铰折、单纯卷曲和凹陷卷曲等4种类型,这4种类型要分别采取不同的修复方法。

1.直接损伤和间接损伤

直接损坏通常以断裂、擦伤或划痕的形式出现,用眼睛即可看到。直接损坏是引起碰撞的物体与金属板上受到损坏的部位直接接触而造成的,如图11—2所示。在所有的损坏中,直接损坏通常只占10%—15%,但是,如果碰撞产生了一条很长的擦伤或折痕,它将在总的损坏中占80%。当今汽车上使用的金属往往太薄,难以重新加工,矫正修理需花费很多时间,所以一般不对受到直接损坏的部位进行修理。修理直接损坏通常使用塑料填充剂,有时还需要使用铅性填充剂。

间接损坏是由直接损坏引起的。通常在所有的损坏中,大部分都是间接损坏。大多数碰撞都会同时造成这两种损坏。各种构件所受到的间接损坏没有什么区别,它总是产生同样的弯曲,同样的压缩力。对间接损坏的修理方法也是相同的,只是由于受损坏部位的尺寸、硬度和位置的不同,所用的修理工具有所不同。

汽车上的钢板构件在受到碰撞时,造成的折损加重了加工硬化的程度。但要注意,金属被弯曲后,不一定会出现折损。如果弯曲后,金属能够恢复到原来的形状,则金属没有受到折损,图中其他的一些受损部位只是发生弯曲,但没有折损。了解这些部位对于确定正确的修理方法起着举足轻重的作用。

2.折损的类型

折损是金属的弯曲程度超过了其弹性极限的结果,超过弹性极限以后,弯曲的金属将不能恢复其原来的形状。这时如果要将金属弯回到其原来的形状,将会产生新的加工硬化。间接损坏中的折损主要分为单纯的铰折、凹陷铰折、单纯的卷曲、凹陷卷曲四类。

(1)单纯的铰折

单纯的铰折这概念很容易理解。它的弯曲过程像一个铰链一样,沿着其整个长度均匀地弯曲。从图中可以看出,产生这种变形时,金属上部的表面受到拉力而产生拉伸变形,而下部的表面被推到一起而产生收缩变形。由于上部受到拉伸而下部受到压缩,很显然,在金属的中间有一个未发生变形的区域。采用正确的修理方法可以矫正金属的变形,铰折处可以完全恢复。如果修理方法不正确,将会对邻近的区域和折损处造成新的损坏。单纯的铰折总是形成一条“直线”形的折损。

修理单纯铰折的正确方法是沿造成铰折的碰撞力的相反方向施加拉力将铰折大致展平,在保持拉力的情况下,再在铰折部位加工硬化区域沿铰折线用手锤和顶铁做轻敲整形,如图11—5所示。

(1)凹陷铰折

以上对单纯铰折的描述是针对实心的金属板而言的。箱形截面上发生弯曲的规律与实心的金属相同。但是两者弯曲的结果有一点不同之处。箱形截面的中心线上没有强度,所以顶部的金属板主要被向下拉而不是受到拉伸。底部的金属板受到两边的挤压而向中间空心部位凹陷,两侧的金属板被向外挤出形成两个“尖”状的突起,如图11—6所示。这种铰折形式称为凹陷铰折。

当由破坏力或冲击力而造成的单纯铰折发生扩展,并通过带有加强翻边、边缝、褶皱和箱形截面的车身板件时,导致板件弯曲、折损、凹陷,使整个板件长度尺寸变小时,就会形成凹陷铰折。在整体式汽车车身上,有许多结构复杂的箱形截面构件,其中包括箱形结构梁、车门槛板、风窗支柱、中心立柱、车顶梁等。任何被弯成一个角度的金属件都可看作是具有箱形截面。汽车板件中带有大量的隆起和凸缘,这些部位都产生了加工硬化,都被看成是局部的箱形截面,整个翼板可看成是具有局部箱形截面的构件,局部箱形截面也会发生凹陷,两者凹陷的结果相同,两者折损的名称也相同,都是凹陷铰折。

在对凹陷铰折进行矫正时情况要比单纯铰折复杂得多,单纯铰折只是校正单一的钢板,而凹陷铰折需要同时矫正上下左右4个方向的钢板,任何操作不当的地方都有可能造成构件的损坏,使修理工作失败。在矫正凹陷铰折时不能单纯地施加反向拉力,更不能简单地反向弯曲,因为只有上部被拉向中心空心区域的金属板受到的损伤最小,其他3个方向的金属板都有不同程度的压缩,以下面的金属板压缩最为严重。对于高抗拉强度的薄钢板而言,抵抗拉伸变形远比抵抗压缩变形要强得多。不适当的矫正操作,例如,简单的反向弯曲或拉伸会使上部原本没有多大损伤的板件压缩而产生凹陷;两侧的金属仍然受到压缩而不能得到矫正;而下部压缩了的金属由于加工硬化作用和两侧金属的阻碍,不但不能被很好地拉伸出来,甚至有可能被拉断。即使原来凹陷铰折不是很严重,可以被拉伸的方法矫正,矫正后的长度尺寸也会有很大的变化,且原变形区域的应力得不到释放,给以后的使用留下隐患。

当箱型截面发生凹陷铰折需要进行矫正时,必须采用加热的方法并伴随拉伸操作,用手锤对两侧金属受压突起的部位进行敲击复位的方法,才能使其恢复。如图11—8所示为错误的和正确的矫正方法产生的结构的比较。

对于凹陷铰折不是很严重的部件,有时可以采用单纯的拉伸矫正并伴随敲击整形来实现(使用专门的拉伸设备)。对于较严重的凹陷铰折,由于需要用到加热的方法进行矫正,需特别注意待矫正金属构件的加热时间和温度限制,对于不能采用加热的方法进行矫正或对加热矫正后的强度没有把握的时候,最好采取整体更换或局部更换的方法来进行修复。

(3)单纯卷曲和凹陷卷曲

当车身板件受到碰撞力产生的折损穿过隆起加强的板件表面时,所发生的折损与前面所述的两种类型又有不同。由于折损贯穿的是弧形的表面,所以产生的变形与凹陷铰折有类似的地方,都是顶面的金属被向下拉产生凹陷,但是因为隆起加强的表面是弧形的,随着折损的扩展,弧面对折损的可抗就越强,于是在折损的两端尽头出现了非常严重的挤压变形,形成两个像’箭头”样的损伤形状,箭头的尖端和两侧受到挤压而隆起并向下翻卷,箭头的下面受到拉伸而凹陷产生向上的翻卷,这种折损称为凹陷卷曲。箭头的尖端挤压最为严重,具有很强的加工硬化程度,两边形成箭头的隆起部分是受到压缩力和中间塑性变形的桎梏而形成的弹性卷曲变形,在中间尖端部位的塑性变形消失后多半可以很好地回弹,称为单纯卷曲,如图11—9所示。

凹陷卷曲和单纯卷曲是同时发生在隆起加强表面上的折损,这种双箭头结构是这种铰折的代表形态。车身外部覆盖件都采用隆起加强,所以在见到的车身外部损伤中,凹陷卷曲最为普遍。

对于凹陷卷曲部位的矫正比较简单,只要在折损区域沿铰折方向的横向施加一定的拉伸力,促进中间被拉下凹陷的金属部位回弹就可以在很大的程度上恢复其轮廓形状。由于整个折损只有箭头的端部加工硬化程度最高,其他部分都为弹性变形,所以在施加拉伸力使大致轮廓得到回复后,用手锤和顶铁整理箭头端部的轮廓形状就可以了。对于箭头两侧的单纯卷曲变形,只要箭头端部得到整理,单纯的卷曲就会回弹,基本不用过多的整形操作。

(4)金属板件损伤的“压缩”与“拉伸”

人们经常用“压缩”和“拉伸”来形容金属受损以后的状况,也可用“高点”“低点”来描述。金属被推上去的部位称为“压缩区”,被拉下的部位称为“拉伸区”。图11—10中,A点处与犅点处高于原轮廓,被称为“压缩区”或“高点”P处低于原轮廓,被称为“拉伸区”或“低点”。

在任何损坏发生以前,金属的内部就已经存在压缩和拉伸,这是由于构件制造时冲压成需要的形状而形成的,例如,所有隆起的部位都是受到压缩力而形成的塑性变形。但这里所讲的压缩并不是我们讨论金属板件损坏时所提到的压缩。车身碰撞所产生的撞击力沿板件传播时会对板件造成新的压缩,这种压缩力使金属板件向外隆起形成高点(因为金属板多采用向外隆起的加强形式,所以板件在受到挤压时多是向外隆起),这个压缩力才是我们讨论的压缩力。由于部分金属受到挤压而聚集并向上隆起,在其周围的金属则必然受到拉伸,拉伸结果或是使周围金属变薄而产生延展,或是向下凹陷而低于原来的轮廓。所以在分析金属板件损伤的时候一定要明确板件未受损伤时的轮廓形状,凡高于原轮廓的部位一定是受到压缩的,需要用拉伸力使其展开或是采用敲击的方法使其沉降并展开;凡是低于原轮廓的部位一定是受到拉伸的,需要释放压缩处的金属使其恢复原有形状,对于已经被拉伸延展的金属板有时还要用到收缩工艺促使其恢复。

矫正板件损伤时,分析压缩区和拉伸区与分析损伤类型同样重要,然后根据实际情况确定修理方法和正确使用工具设备。决不可用手锤敲打拉伸区域,也不能对拉伸区域施加拉力,这样会造成更大的损坏;同样也不能用填充的方法修整压缩区,这样会使原本高于原轮廓的部分更加增高。

正确分析构件和板件的损伤有助于合理的修复,在进行修复时还要考虑到损伤的重点部位和次要部位。对损坏面积较大的板件进行修复时,要将整个损坏进行划分,区别出损伤严重的部位,即加工硬化程度高的部位和塑性变形大的部位,这些部位是修复的重点。重点区域得到修复后,次要部位的损伤也会得到很大程度的缓解,因而减少工作量并避免了维修造成的二次损伤。

先要确定受损部位受到的是拉伸还是压缩,然后才可确定修理的方法和使用的工具。决不可用锤子敲打拉伸区,也不可用顶铁敲打压缩区的内侧。要根据压力的方向来决定需要施加的力。当损坏部位存在压缩区时,不可使用塑料填充剂。

各种金属板的隆起程度有所不同。隆起很高的金属板称为“高隆起”而接近平坦的金属板称为“低隆起”汽车外部面板上的隆起有三种类型,即单向隆起(图11—9)、复合隆起(图11—10)和双向隆起。

如图11—10所示为复合隆起加强的板件,作用力P作用的点位于高隆起和低隆起交汇的区域,形成了一个很大的凹陷卷曲折损区域。由于高隆起部位抵抗变形的能力远高于低隆起部位,所以它产生的变形量要小得多,而低隆起部位抵抗变形的能力差,所以变形量大且面积也很大。在对这类损坏进行修复时,哪里是修理的重点区域呢?很显然是段,因为这一段加工硬化程度高,对整个折损的限制力也大,当这一段得到恢复时,PA段的大部分变形已经得到恢复,只要对A点周围区域进行简单的修整即可使整个板件的轮廓得到恢复。如果认为PA段是整个损伤中区域较大的部位而首先进行整理,那么在整理到PB段时,由于进人到高隆起区域,维修造成的二次变形会使已经得到修整的低隆起部位又产生新的变形损坏。

二、车身钢板的锤击法修复

车身钢板目前常用的修理方法大致有三种:锤子和顶铁配合的锤击法、焊接介子拉拔法、收缩法,本任务主要学习锤击法修复车身钢板,拉拔法请参见学习任务12,收缩法请参见学习任务13。

1.敲击原理

假如将一块平钢板置于底座上敲击,则钢板的两端将会如图11—11所示向两边翘曲。当锤子表面的圆弧度大,此种翘曲的现象会愈明显。从敲击后的钢板可以了解到表面圆弧度大的锤子在敲击后会产生较明显的凹陷和较深的凹痕,所以钢板表面会朝着凹痕的方向延伸和翘曲;反之,表面圆弧度较小的锤子在敲击后产生的凹痕较小甚至没有凹陷。所以修理钢板时,通常使用表面圆弧度较小的手锤。

2.工具的选择和使用

工具包括一些人们非常熟悉的普通金属加工工具和专门用于汽车车身修理的专用工具,其中钣金修复最为常用的工具是手锤和顶铁以及专用于特殊场合的各种匙形铁等。

(1)手锤

钣金修理应用到很多不同的锤,不少是专门为金属成形作业而制成特殊形状的。从各种锤在钣金作业中的用途分,基本可以分为初整形锤、车身钣金锤和精修锤等几类。

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