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汽车钣金维修工艺及现代化维修设备的应用

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   车辆被撞击受损之后,钣金维修工作也就随之开始了。从事故车进厂后的损伤分析到钣金工的诊断测量,从“手术台”上的拉伸校正到焊机镐锤下的局部整修,从钣金件的装复到车辆的调试,在各项工艺流程中,专业技术人员要用种类繁多、形式各异的设备工具如大梁校正仪、电子测量系统、钣金修复机、焊机以及各种打磨切割等工具,采用各种各样的检测维修技术,确保车辆在几何尺寸和使用性能方面恢复到原车水平。本专题将以事故车的专项修理过程为主线,逐项进行分析探讨,让大家深入了解汽车钣金维修工艺及现代化汽车维修设备在事故车维修中的应用。

    1、损伤诊断

    损伤诊断是钣金维修的第一步重要工作,根据汽车损伤诊断的基本步骤,需要在以下环节做好每一项诊断检测工作。

    (1)了解汽车车身材料、结构和车架焊接工艺

    要选择妥当的钣金维修方式,必须了解车身制造材料和车架焊接工艺(图1、图2)。现代汽车与传统汽车在车身制造材料、车架焊接工艺上的差别,导致维修方式发生了变化。比如,传统的车架式车身主要是由低碳钢或中碳钢制成,在进行焊接和切割时应使用气动车身锯,如果使用传统的氧一乙炔切割则会对车身造成较大的破坏。现代整体式车身构架通常是用超高强度钢(UHSS)或高强度钢(HSS)或高强度低合金钢(HSLA)或合金材料(如铝合金)制成,在结构零件修理中必须使用惰性气体保护焊或电子点焊机进行焊接。另外,钢板厚度的变化以及车身材料合金成分的不同,在焊接方式和相关技术参数的选取上也会有所不同,这就需要熟悉车身材料以便合理维修。在汽车发生碰撞损坏后,必须采用全方位拉伸的方法进行校正,尽量不采用加热的方式,以防止金属内部结构发生改变,导致强度降低,使汽车再次碰撞时不能有效保护乘客。

    从车架焊接工艺方面来讲,现代车身修复一般采用熔焊、压力焊和粘接等方式,而过去在车身修复中占主导地位的焊条弧焊和氧-乙炔气焊在现代车身修复中就要谨慎采用了。焊条弧焊现仅用于车架式车身以及低碳钢车身的修复;氧-乙炔气焊、压力电阻焊和粘接只用在一些特殊的工艺中。对于新型的铝质车身修复焊接更是需要特殊的焊接工艺。不同结构的车身大梁要采用不同的焊接工艺。在进行车身钣金焊接维修时,要采用不会降低车身原有强度和耐久性的最佳焊接方法,就需要熟悉原车各部分所采用的焊接工艺。

    (2)检测损伤基本状况

    检测损伤的过程中,需要目测碰撞的位置,确定碰撞方向及碰撞力大小,并检查可能存在的损坏。对于事故中损坏的车辆(图3),应询问事故发生时汽车的速度和撞车或翻车的部位、方向及角度,了解被撞汽车的撞击形式、位置和角度等情况,以直观的方法确定碰撞损伤的部位和可能波及到的区域。还可结合试车和测量仪器对汽车进行全面检查,确认车身底板是否变形,车身是否受到整体损伤和整体扭斜,检查和确认车门开启是否自如等,以确定汽车的损坏程度和修理方式。

    (3)确定所有受损部位

    撞击后的车辆不仅是外表的损伤,虽然车辆在被撞击损伤后,直接看到的只是外表的损伤,甚至保险定损也经常只是对损坏的部位进行评估。

其实不然,现在的轿车在车身设计上多数采用刚柔结合的设计原理(图4),利用吸收分解理论来缓冲撞击力,保证乘客最大程度的安全,所以当车辆受到撞击后不仅是撞击部位的变形损坏,其整个车身的多处如大梁、悬架和发动机等部件也可能产生变形。有时,有些车辆前面受到撞击,经检测发现后部也发生了变形。遇到这种情况,如果在钣金维修中只是简单地修复被撞击部位,那么必定会对车辆的行驶带来隐患。因此在车辆受损之后需要观察车身受损状况,弄清楚碰撞时车身如何受力,力是如何沿着车体传递的,对损伤部位和相关区域的部件进行深入分析,进行科学的诊断,才能确定所有受损部位。检测过程中需要沿着碰撞路线系统检查相关部件的所有损伤,直到没有任何损伤痕迹以及周边区域的损坏为止。
    (4)利用工具设备对受损部位进行测量

    ①拆检

    使用设备(图5)对受损部位进行检测,测量工作需要与拆卸工作结合起来进行,否则便无法准确鉴定全部损伤情况。为便于车身的维修操作和彻底检验损伤,同时避免维修操作时对被拆卸件造成不必要的损伤。要对有关部件进行拆卸。拆卸的原则是尽量避免零件的损伤和毁坏,连接件的拆卸方法除用扳手外,还可以根据实际情况采用电钻、锯、錾和气割工具等。

    ②测量的重要性

    准确测量是顺利完成各种碰撞修复所必需的程序之一。就整体式车身来说,测量对于成功的损伤修复更为重要,因为转向系和悬架大都装配在车身上,有的悬架则是依据装配要求设计的。汽车主销后倾角和车轮外倾角是一个固定(不可调整)的值,这样,车身损伤就会严重影响到悬架结构。齿轮齿条式转向机通常装配到钢架上,形成与转向臂固定的联系,而发动机、变速器及差速器等也被直接装配在车身构件或车身构件支撑的支架(钢板或整体钢梁)上。所有这些元件的变形都会使转向机或悬架变形,或使机械元件错位,导致转向操作失灵,传动系的振动和噪声,连接杆端头、轮胎、齿轮齿条、常用接头或其他转向装置的过度磨损等。因此,为保证汽车正确的转向及操纵驾驶性能。关键加工尺寸的配合公差必须控制在允许范围。

    ③测量方法

    拆检后的测量是“确诊病情”和“动手术”的必要前提。详细的损伤情况可用车身尺寸图相对车身上具体点的测量估测出来,这已成为一种被广泛应用的方法。车身尺寸图中的数值是以对角线测量法为基础得出的。测量点和测量公差要通过对损伤区域的检查来确定。一般引起车门轻微下垂的前端碰撞,其损伤不会扩展越过汽车的中心,因而后部的测量就没有太多的必要。在碰撞发生较严重的位置,必须进行大量的测量以保证适当的调整顺序。但是,大量的测量记录也可能引起不必要的混淆。在整个修理过程中,不论是传统的车架式车身汽车还是整体式车身汽车,测量是非常重要的。必须将受伤部位上的所有主要加工控制点对照生产厂家说明书进行复查,否则就不可能将汽车修复得令人满意。为了做到这些,钣金技师必须注意:a准确地进行测量;b多次测量;c重新核实所有的测量结果。

    对受损车辆进行测量(图6),要注意利用先进的测量系统提高工作效率。在事故车变形检测的过程中,只有经验丰富的专业技师才可以根据事故的大小,撞击的部位,准确分析车辆损伤程度,再由专业钣金技师利用现代化的精密测量设备对车辆进行全面严格地检测(图7),其检测结果要与制造厂商提供的底盘车身数据图进行对比,从而确定合理的修复方案。

    ④测量车身数据的作用

    专业技师即使拥有丰富的事故车修复经验,但如果他不能掌握车辆变形前后的精确数据,也就很难准确地制定修复方案,所以对事故车进行专业检测并得到准确的数据时才能使专业技师有的放矢。从车身大梁定位参数方面来讲,各种车型的数据参数是整个修复工作的依据,测量、定位、拉伸和检测都是在原车数据参数的基础上开展的,没有车身大梁定位参数,就无法做好修复工作。车身设计和制造时,就是以车身基准控制点作为组焊和加工的定位基准,同时也是修复工作中测量的基准,这些基准点的偏差将直接影响到汽车的各项性能。例如:前悬架支承点的偏离直接影响到前轮定位角和汽车轴距尺寸,同时,对于一些特殊尺寸,我们可以查阅车身数据资料。

    2、确定维修方案

    (1)应考虑的主要问题

    对车辆进行损伤诊断之后,就需要制定科学,的修复方案了。这一阶段的主要工作是:针对直接受损部位、间接受损部位及惯性效应受损部位,确定具体的修复方式;根据车身各部位材料的应用情况,确定需要采用的焊接工艺;考虑在校正拉伸过程中如何使用辅助支撑定位,以确保顺利修复;考虑在实施焊接换件作业中如何对所需更换部件进行准确定位,以避免在焊接完毕后再对所更换的部件位置进行校正。

    (2)确定修复方案的原则

    制定的修复方案,除了要考虑降低维修成本之外,还要综合考虑整体维修质量,比如局部拉伸时如何保证周边部位不受影响,切割和焊接时如何保证金属内部结构尽量不发生较大变化,以及使用何种钻孔、打磨工具不会对安装造成影响。凡是与整体修复方案有关的因素,考虑得越周详越好,这样才能在后续的工作中有备无患。

    (3)维修方案对技术人员的要求

    要掌握科学高效的修理工艺,技术人员必须了解当今计算机辅助设计的车架结构知识,计算机辅助设计的车架对碰撞能量的吸收和传递方面的知识。除此之外,技术人员对车辆碰撞损伤程度的确认、需要更换的部件、需要修理的部位、修理方式的确定、设备工具的选用以及各种操作规范化等方面的知识都必须熟知,才能确保修复效果最佳化,进而提高客户满意度。

    (4)车漆未受损伤的维修方案

    确定维修方案需要视情况而定,择优而取。在碰撞部位损伤并不严重的情况下,就需要根据具体情况,确定是采用传统钣金喷涂方案,还是新兴的凹陷修复技术。实际上,只要车漆未受损伤,大多数情况下都可以采用凹陷修复技术。

    凹陷修复技术是由日本于1986年研发出来的,经过近20年的发展,在汽车美容行业形成了一项单独的项目,在日本及欧美国家已得到广大车主的认可。1999年微钣金凹陷修复技术进入中国,经过国内多年的探索与实践,现已具备了一套完整的适合于中国国情的推广方案。

    汽车凹陷修复技术是对汽车车身各部位,对因外界力量撞击而形成的各种凹陷进行修复的新兴技术。它操作简单,运用光学、力学及化学等多方面技术原理,对未损伤车漆的凹陷部位通过局部的特殊工艺进行修复,无需传统的钣金、喷漆就可以达到100%的复原,让车辆恢复原有状态,该技术大大缩短了修复时间。

    凹陷修复技术主要针对尚未损伤车漆的凹陷,由于保留了原有车漆,就避免了烤漆所造成的漆雾、漆流,色差、色变和桔皮等缺陷,从而最大限度地保留了车辆原有价值,这是传统钣金技术无法比拟的。

    修复一个凹陷部位大约只需要10~90min,大幅度降低了维修费用,大约只需传统钣金、喷漆总费用的50%。经该技术修复后的车体凹陷部位不易变形、褪色,也不会产生裂痕。

    凹陷修复投资小,收益高。企业经营该项目,只需要有一个3~6m2的封闭车间即可。一次投入,后期不用过多添加材料。几乎只有人工操作成本,而且还弥补了钣金的一部分缺陷,这种维修方式修复时间快,节省了很多不必要的费用,是汽车美容店、维修店以及汽车销售公司所看好的技术。

    (5)车身严重损坏的维修方案

    ①车身更换或维修

    当汽车发生严重损坏几乎没有一处完好的地方,判定为车身整体无法修复时,可按照用户需求进行整车车身的更换。从坏车上拆下可用的总成和零部件,对发动机等主要总成进行全面检查和修理,换用新的轿车车身总成和需要更换的全部零件,按照整车装配工艺重新予以装配。因为车身的更换费用和各总成的更换费用很高,甚至可达到购买新车的一半费用,所以一般汽车修理厂会使用现代化的先进设备对受损车辆进行高质量的维修,使其恢复到原有的质量标准。

    根据车辆受损情况选择最合适的维修设备:

    a,钣金师傅们早先使用的“自制龙门架”、“地八卦”已经完全不能满足现在的汽车维修质量标准了,已不在被各汽车维修厂家所广泛使用。

    b,“平台式”大梁校正仪主要是用其固定拉伸功能,比较常见的是大平台式大梁校正仪。这种车身大梁校正仪在车辆上架后,除了车身有4个固定夹具固定外,其余需要校正的点都处于自由状态。这种情况下,我们很难对车身底盘上重要的点进行控制和校正。由于不能对所有的点进行固定,在进行拉伸修复时,这些需要校正的点就会互相影响,同时,又由于车身各个部位的强度不一样,有些点在拉伸修复时可能先到位,有些点却仍然没有到位,在校正时修复后的点又走位了。应力的消除是另一个很难解决的问题,因此平台式大梁校正仪也在逐步的退出各家汽车维修企业。

    c,“带定位夹具的大梁校正仪”是通过定位夹具来固定、定位、测量车身底盘部位重要的点。在带定位夹具的车身大梁校正仪上,除了固定夹具固定车身外,还可以提供很多定位夹具去固定测量定位需要校正的点,如前后桥的固定支撑点、发动机的装配点、水箱或保险桥固定点、底盘车身设计的工艺点。有了这些定位夹具,就不用担心在拉伸变形部分会影响到其它点的变形。因为我们可以事先将没有变形的点都先固定下来,这样再做其他变形点拉伸时,这些点就不会跟随走位。而且拉伸到位的点随即固定下来,做其他点的校正时该点也不会再变形,这样我们修复底盘车身上的点的工作就可以一次拉伸成形。

    定位夹具分为两种形式:一种是专用型定位夹具,是指一套夹具只能维修一种车型,如需维修其他车型就需要再购买其他车型的定位夹具,对于现在汽车工业的迅猛发展,专用型定位夹具则要随着新车型的不断下线而反复购买,增加费用;另一种是通用型定位夹具,带通用型定位夹具的大梁校正仪除了提供一套车身固定夹具外,还提供了一套模块式的定位夹具系统,可以通过不同车型的三维数据图组合成世界上所有车型的底盘模型,并且设备制造商也会不断的补充新下线车型的三维数据图,因此它可以满足世界上所有车型的定位修复需求,避免了反复投资购买定位夹具,为客户节省了费用。

    通用定位夹具的应用不仅可提高事故汽车维修精度和维修质量,还可大大提高40%~50%的事故汽车维修效率,所以带通用型定位夹具的大梁校正仪应该是各位钣金师傅和各汽车维修企业的最佳选择。

    ②车身局部更换或维修

    当汽车发生碰撞时,损伤只发生在局部,如前后翼子板、车门、发动机舱盖或行李舱盖受到损伤时,可以进行车身局部更换,达到省事、省时和降低成本的目的。随着轿车国产化率的提高,在一些制造厂家的汽车配件中有部分汽车车身钣金件出售,其价格远低于车身钣金件的修理费用。如能买到所要更换的部件,如轿车车身的前翼子板,只要在车身上轻易拆下或焊下损坏后的前翼子板,再将新的翼子板按照原来的位置装上去,即可达到轻易修复车身的目的。当然在修复中伴随有汽车和其他零部件总成的拆卸和更换,应达到重新修配和恢复原有功能的目的。拆卸损坏后的车身钣金件,可视损坏程度的轻重,决定重新单独修复或者当废铁处理,如能修复,待修复后可做备件以备更换。

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