- 汽車碰撞鈑金修復技巧與實例(第2版)
- 顧平林 馮小青
- 14784字
- 2020-02-21 16:40:33
第二節 汽車碰撞修復步驟
隨著國內汽車保有量的急劇增長,汽車碰撞事故也呈快速上升趨勢。據專業資料統計,從2000年到2005年連續6年中,汽車維修中的鈑金維修約占全部維修工作量的17%。而在國內約30萬家汽車維修企業中,只有10%的企業具有維修大型事故車的能力,其余只能從事事故車的小型維修。隨著這種趨勢的發展,汽車鈑金維修業務逐漸被看好,各類汽車維修站、修理廠甚至美容店紛紛加大在鈑金維修業務的投資力度。
車輛被撞擊受損之后,鈑金維修工作也就隨之開始了。在各項工藝流程中,維修人員需要使用種類繁多、形式各異的設備工具,如車身校正儀、大梁校正儀、電子測量系統、外形修復機、焊機以及各種打磨切割等工具,采用各種檢測維修技術,確保車輛在幾何尺寸和使用性能方面恢復到原車水平。圖2-25所示為汽車碰撞修復的步驟。
圖2-25 汽車碰撞修復步驟
一、損傷診斷
損傷診斷是鈑金維修的第一步,根據汽車損傷診斷的基本步驟,需要做好以下環節的診斷檢測工作。
1.了解汽車車身材料、結構和車架焊接工藝
要選擇合適的鈑金維修方式,必須了解車身制造材料和車架焊接工藝。現代汽車與傳統汽車在車身制造材料、車架焊接工藝上的差別,導致維修方式發生了變化。圖2-26所示為現代新型轎車車身前部機構與外圍輪廓示意圖。比如,傳統的非承載式車身主要是由低碳鋼或中碳鋼制成,在進行焊接和切割時,應使用氣動鋸,如果使用傳統的氧—乙炔切割則會對車身造成較大的破壞。現代承載式車身結構通常是用高強度鋼板或合金材料(如鋁合金)制成,在結構件修理中必須使用二氧化碳氣體保護焊、惰性氣體保護焊或點焊機進行焊接。另外,鋼板厚度的變化以及車身材料合金成分的不同,在焊接方式和相關技術參數的選取上也會有所不同,這就需要熟悉車身材料以便合理維修。在汽車發生碰撞損壞后,必須采用全方位拉伸的方法進行校正,盡量不采用加熱的方式,以防止金屬內部金相結構發生改變,導致強度降低,使汽車再次碰撞時不能有效保護乘客。
從車身焊接工藝方面來講,現代車身修復一般采用熔焊、壓力焊和粘接等方式,而過去在車身修復中占主導地位的焊條弧焊和氧—乙炔氣焊在現代車身修復中就要謹慎采用了。焊條弧焊現僅用于車架式車身以及低碳鋼車身的修復,氧—乙炔氣焊、壓力電阻焊和粘接只用在一些特殊的工藝中。對于新型的鋁合金質車身修復焊接更是需要特殊的焊接工藝。不同結構的車身大梁要采用不同的焊接工藝。在進行車身鈑金焊接維修時,要采用不會降低車身原有強度和耐久性的最佳焊接方法,就要熟悉原車各部分所采用的焊接工藝。
圖2-26 現代新型轎車車身前部機構與外圍輪廓示意圖
2.檢測損傷基本狀況
檢測損傷的過程中,需要目測碰撞的位置,確定碰撞方向及碰撞力大小,并檢查可能存在的損壞。對于事故中損壞的車輛,應詢問事故發生時汽車的速度和撞車或翻車的部位、方向及角度,了解被撞汽車的撞擊形式、位置和角度等情況,以直觀的方法確定碰撞損傷的部位和可能波及的區域。還可結合試車和測量儀器對汽車進行全面檢查,確認車身地板是否變形,車身是否受到整體損傷和整體扭斜,檢查和確認車門、發動機罩、行李箱蓋等開啟是否自如等,以確定汽車的損壞程度和修理方式。
對車身損傷進行檢查時,還應檢查構件間的間隙和配合。車身構件大都是用鉸鏈安裝在車門立柱上的,因此,為了確定車門立柱是否損傷,可以采用開關車門的方法,來檢查車門是否受損。在前部碰撞事故中,要重點檢查后門與翼子板的間隙。對于承載式車身,可對其五個部位進行檢查,以發現損傷的部位。
第一部位:直接碰撞點造成的直接損傷。仔細檢查車身外鈑金件涂層,車身附件的塑料件、玻璃、裝飾件和車身構件外板等損傷情況。例如,在汽車前端碰撞的情況下,應檢查的部位至少包括:前保險杠系統、格柵、發動機罩、前護板、前照燈、玻璃、車門和車輪。如果碰撞點在汽車的后部,應檢查的部位至少包括:后保險杠系統、后翼子板、行李箱、后燈、玻璃、車輪等。如果碰撞點在汽車的側面,應檢查的部位至少包括:車門、頂板、玻璃、立柱、地板部分及懸架等。
第二部位:除碰撞點以外發生在其他部位的損傷,又稱間接損傷。因此,它可能涉及較大的范圍。檢查間接損傷時,應查清碰撞力的大小、方向(角度)、吸收碰撞力構件的強度等。觀察構件表面的痕跡,任何車身薄金屬材料構件經碰撞擠壓都會產生細小的裂紋。例如,車身頂板損傷呈凸起狀,應在車身構件各拐角處檢查金屬構件材料的屈服情況等。
第三部位:檢查汽車部件的損傷,檢查發動機及傳動系統各總成有無損傷。
第四部位:檢查乘員室內部附件的損傷。掀開地毯和周圍隔熱材料,觀察金屬材料構件的表面,檢查座椅安裝、安全帶錨栓、儀表板等的損傷痕跡。也可轉動轉向盤使車輪處于直線行駛位置,檢查轉向盤是否在中間位置、有無自由行程等。
第五部位:檢查車身外形構件是否匹配,裝飾線是否對齊以及涂層狀態是否良好等。
3.確定所有受損部位
撞擊后的車輛不僅限于外表的損傷,雖然車輛在被撞擊損傷后,直接看到的只是外表的損傷,甚至保險定損也經常只是對損壞的部位進行評估。其實不然,現在的轎車在車身設計上多數采用剛柔結合的設計原理,利用吸收分解理論來緩沖撞擊力,最大程度地保證乘客安全,所以當車輛受到撞擊后不僅是撞擊部位的變形損壞,其整個車身部件,如大梁、懸架和發動機等部件也可能產生變形。有時,有些車輛前面受到撞擊,經檢測發現后部也發生了變形。遇到這種情況,如果在鈑金維修中只是簡單地修復被撞擊部位,那么必定給車輛的行駛帶來隱患。因此,在車輛受損之后需要觀察車身受損狀況,弄清楚碰撞時車身如何受力,力是如何沿著車體傳遞的,對損傷部位和相關區域的部件進行深入分析,進行科學的診斷,才能確定所有受損部位。檢測過程中,需要沿著碰撞時力的傳遞路線系統地檢查相關部件的所有損傷,直到沒有任何損傷痕跡以及周邊區域的損壞為止。
4.利用設備工具對受損部位進行測量
(1)車身測量方法 車身測量在事故汽車修復工作中占據著極其重要的位置,是修復工作中最重要的環節和確保最終維修質量的有力保證。車身測量一般可以分為尺寸比較法和目測法兩種。
目測法需要鈑金維修人員有非常豐富的實際工作經驗,而且它所獲得的最終維修質量往往不能令人滿意。
尺寸比較法具有相當高的精度,是我們工作中最為常用的一種方法。但它有時也會受到測量工具的精確程度、性能等方面的影響,特別是有很多的鈑金技師修復理念比較落后和維修方法單一,對測量設備的各種功能沒有全面的了解與認識,不能合理靈活地運用,有的維修人員甚至在測量時還存有誤區,所有這些都會導致車身維修質量的下降。筆者根據自己的理解和日常工作中常遇到的問題,對以下幾點進行分析和說明。
1)車身外部鋼板的測量。在進行測量工作時,其重點是車身比較重要的裝配點、工藝孔,這樣才可以確保車輛修復后的原有性能。對于這些點的測量可以參考廠家或設備商給出的數據,利用車身的對稱性原則等進行測量工作。對于車身的很多部位,如車身外部鋼板,很多維修人員可能認為是無法進行測量的,且很多設備經銷商對此也沒有充分的認識與了解。車身外部鋼板的修復精度直接關系到車輛修復后的外觀質量。但由于其形狀復雜、曲率各異等,一般很難采取有效的方法進行測量。通常情況下只能依賴于鈑金維修人員的實際操作技能和經驗,如通過目測、手感等方法,對鋼板是否修復到位進行判定。這些方法往往存在較大的爭議性和不確定性,特別是對于損傷比較嚴重、面積較大的鋼板更是難以保證其最終的修復質量。
在無法確定車身外部鋼板是否修復到位時,要如何進行精確測量?
如果車輛側面局部發生變形時,可以采用機械測量尺進行測量。首先確定車輛的基準面、中心線,在待測部位的內層結構、加強件沒有變形或已修復到位的情況下,使用高精度測量尺測量出其與損傷部位大致相對應的另一側點的三維數值,再利用車身的對稱性原則,將變形部位的點與另一側的數據進行比較之后,只需按照這些數據對損傷部位進行測量,仔細觀察指針或探頭與鋼板接觸是否吻合。如果有不吻合則說明還沒修復到位。
通過選擇若干個點進行對比測量后,損傷部位的點線面即可得到精確修復。利用這種方法對一些形狀復雜、損傷嚴重、面積較大的車身外部鋼板進行測量時,可以首先選擇兩側外部鋼板周邊幾個對稱的邊角點,經過對比測量后確定損傷鋼板整體修復是否到位,之后,再利用車身的對稱性原則,對損傷部位進行精確測量。
如果車身損傷部位的另一側也發生變形或無法采用對稱法測量時,只能采取從沒有變形且型號相同的車身上獲取數據進行比對測量。在車身外部鋼板無法確認其是否修復到位的情況下,該方法不失為一種比較有效的檢測方法。
另外,在使用這種方法時,機械測量尺的優勢可以得到完全體現。因為,這種情況下電子測量尺很難找到兩側所對應點的準確位置。在進行車身鋼板修復時,我們還可以采取很多有效的方法。比如,對于直線可以使用鋼板尺劃線法,對于車身的輪罩處有規則的弧線可以使用圓規劃線法。這些都是測量范疇的一些行之有效的好方法。
2)使用定位夾具測量的注意事項。承載式車身是在生產線上裝配完成的,在焊接過程中使用了大量的定位夾具,從而確保所有板件的正確焊接位置。所以定位夾具不但具有夾持、支撐車身的功能,同時它還可以作為車身的測量工具。但在使用此類設備測量時,有些事項應引起維修人員足夠的重視,否則很有可能造成測量數據不準確,甚至發生錯誤。比如在進行車身拉伸校正時,往往采取對修復到位的點使用定位夾具進行夾持固定,以防止在拉伸其他點時發生二次變形。在對修復到位的點進行固定前,一定要采取適當的過度修復,確保其在自由狀態下進行固定。假如此時使用定位夾具進行強行固定,雖然它所測得的數據暫時是標準值,但該點在固定力解除后,因應力的作用,位置還是會發生一定的偏差,從而導致最終測量數據發生改變。在使用定位夾具對車身結構件進行夾持換新時也應充分考慮這點,因為在焊接過程中的熱量會使板件產生應力,當固定力解除后,固定點的位置也將發生變化。所以,在使用定位夾具更換板件時,應使用錘擊焊縫等方法消除應力,并且應反復測量,確保測量數據的可靠性和準確度。
3)車身上部數據測量的重要性。修復事故車時,應該首先明白車身上的哪些點最重要?這樣才能在工作時做到有的放矢。一般來說,前橋的后支點、后橋的前支點、發動機和變速器的安裝點、減振器與車身的安裝點等都是比較重要的關鍵點。這些點只有在得到精確復位后才可以保證車輛在修復后的行駛穩定性。
在日常工作中經常會遇到維修人員在進行測量時存在的誤區,不注重對車身上部尺寸,如減振器上座的測量。往往誤認為只要車身底盤數據達到正常值時就不會出現行駛故障。
實例分析:一輛事故車在修復后,經過測量發現輪胎氣壓、底盤數據、軸距等均正常,而車輛行駛時卻出現了跑偏現象。就車輛跑偏故障現象來說,它不但和兩側輪胎氣壓大小、輪輞輪胎是否變形、兩側軸距的偏差值過大等有直接關系,而且也和車輪的定位參數正確與否有著直接關系。這些參數值正確與否,不但會造成車輛出現跑偏現象,還會導致車輛出現轉向不能回位,高速時發飄,轉向時發沉費力,輪胎非正常磨損等一系列故障。而車身上部的一些關鍵部位如減振器上座是否變形將直接關系到四輪定位參數的變化,特別是很多車型的這些角度是不可調整的,一旦車輛竣工后就很難進行及時有效的處理。所以在進行測量工作時,一定要注意車身上部結構件是否變形。
4)正確選擇測量基準點。在進行測量(無論是機械測量還是電子測量)前應按照廠家或設備商的要求,在比較堅固的車身中部找出至少四個基準點,以便確定車輛的基準面和中心線,這是實現車身任意點測量工作的首要條件和基礎。但在測量前保證基準點沒有發生變形是至關重要的,否則偏遠的點將會積累誤差,導致更大的差錯。一旦發現基準點可能發生變形,應重新選擇或進行多點測量。特別是對于托底事故的汽車或經常作為舉升機支撐車身時的支撐點,這些點極易出現凹陷變形,在利用這些點作為測量基準點時一定要慎重。但是,并不是說發現車身上的點低于正常位置,就說明所選擇的基準點或所測量的點已經發生變形。因為在支撐車輛的中部時,車身的前后兩端特別是前部車身會由于發動機等部件的重力作用向下發生彈性變形,這時前部車身的實測值往往會低于正常位置。這種情況在工作中比較常見,如在支撐車輛下裙邊的情況下,對前部構件如翼子板進行更換時,會發現翼子板和車門之間的縫隙呈上大下小狀態。這時應考慮車身是否發生彈性變形,而不能主觀判定車身前部尺寸低于正常值。在進行事故車修復時,有的設備商或廠家已經分別給出了發動機拆裝前后的兩組數據,這樣比較利于正確判斷測量數據的準確性。圖2-27所示為用SPANESI TOUCH電子測量系統對受損車輛進行測量。
(2)拆檢 測量工作需要與拆卸工作結合起來進行,否則便無法準確鑒定全部損傷情況。為便于車身的維修操作和徹底檢驗損傷,同時避免維修操作時對被拆卸件造成不必要的損傷,要對有關部件進行拆卸。拆卸的原則是盡量避免零件的損傷和毀壞,連接件的拆卸方法除用扳手外,還可以根據實際情況采用電鉆、鋸、鏨和氣割工具等。
圖2-27 SPANESI TOUCH電子測量系統
(3)測量的重要性 準確測量是順利完成各種碰撞修復所必需的程序之一。對承載式車身來說,測量對于成功的損傷修復更為重要,因為轉向系統和懸架大都裝配在車身上,而有的懸架則是依據裝配要求設計的。汽車主銷后傾角和車輪外傾角是一個固定(不可調整)的值,這樣,車身發生損傷就會嚴重影響到懸架結構。齒輪齒條式轉向器通常裝配在鋼架上,與轉向臂形成固定的連接,而發動機、變速器及差速器等也被直接裝配在車身構件或車身構件支承的支架(鋼板或整體鋼梁)上。所有這些元件的變形都會使轉向機或懸架變形,或使機械元件錯位,而導致轉向操作失靈,傳動系統的振動和噪聲,連接桿端頭、輪胎、齒輪齒條、常用接頭或其他轉向裝置的過度磨損等。因此,為保證汽車正確的轉向及操縱駕駛性能,關鍵加工尺寸的配合公差必須控制在允許的范圍內。
(4)測量基準 所有的車身尺寸手冊中都給出了兩個重要的測量基準:基準面和中心線(面)。基準面和中心線如圖2-28所示。
基準面平行于車身底部,并與車身底部保持一定的距離,有些汽車生產企業以地面作為汽車的基準面(以地面作為汽車的基準面是將地面假想成理想狀態,這種狀態在現實生活中是不存在的),汽車生產企業所給的高度方向(或垂直方向)的尺寸都是以此平面作為基準,在汽車修復的過程中也應以此平面為基準進行測量。中心線(面)將汽車平分為左右兩部分,即駕駛人側和前乘客側,中心線一般只標記在汽車的俯視圖或主視圖上,但在一些汽車上,其車體中心也會做一些標記,表示此標記就是汽車中心線所經過的位置。
(5)測量方法 拆檢后的測量是確定修復部位和進行修復的必要前提。詳細的損傷情況可用車身尺寸圖相對車身上具體點的測量估測出來,這已成為一種被廣泛應用的方法。車身尺寸圖中的數值是以對角線測量法為基礎得出的。測量點和測量公差要通過對損傷區域的檢查來確定。一般引起車門輕微下垂的前端碰撞,其損傷范圍不會擴展越過汽車的中心,因而后部的測量就沒有太多的必要。在碰撞發生較嚴重的位置,必須進行大量的測量,以保證適當的調整順序。但是,大量的測量記錄也可能引起不必要的混淆。在整個修理過程中,不論是傳統的非承載式車身汽車還是承載式車身汽車,測量都是非常重要的。必須將受傷部位上的所有主要加工控制點對照生產廠家的車身尺寸說明書進行復查,否則汽車修復就不可能得到令人滿意的效果。為了做到這些,鈑金技師必須注意:準確地進行測量,多次測量,重新核實所有的測量結果。
對受損車輛進行測量,要注意利用先進的測量系統來提高工作效率。在事故車變形檢測的過程中,只有經驗豐富的專業技師才可以根據事故的大小和撞擊的部位,準確分析車輛損傷程度,再由專業鈑金技師利用現代化的精密測量設備對車輛進行全面嚴格的檢測,其檢測結果要與制造廠商提供的底盤車身數據圖進行對比,從而確定合理的修復方案。圖2-29所示為奧迪A8的尺寸參數。
(6)測量中車身數據的作用 專業技師即使擁有豐富的事故車修復經驗,但如果不能掌握車輛變形前后的精確數據,那么也很難準確地制定修復方案。所以,對事故車進行專業檢測并得到準確的數據才能使專業技師有的放矢。對車身大梁定位參數來講,所修汽車的車型數據參數是整個修復工作的依據。測量、定位、拉伸和檢測都是在原車數據參數的基礎上開展的,沒有車身大梁定位參數,就無法做好修復工作。車身設計和制造時,就是以車身基準控制點作為組焊和加工的定位基準,同時也是修復工作的測量基準,這些基準點的偏差將直接影響到汽車的各項性能。例如,前懸架支撐點的偏離直接影響到前輪定位角和汽車軸距尺寸。對于一些特殊尺寸,可以通過維修手冊查到車身數據資料。
圖2-28 基準面和中心線
圖2-29 奧迪A8的尺寸參數
二、確定維修方案
1.應考慮的主要問題
對車輛進行損傷診斷之后,就需要制定科學的修復方案。這一階段的主要工作是:針對直接受損部位、間接受損部位及慣性效應受損部位,確定具體的修復方式;根據車身各部位材料的應用情況,確定需要采用的焊接工藝;考慮在校正拉伸過程中如何使用輔助支撐定位,以確保順利修復;考慮在實施焊接換件作業中如何對需更換部件進行準確定位,以避免焊接完畢后再對所更換的部件位置進行校正。
2.確定修復方案的原則
制定修復方案時,除了要考慮降低維修成本,還要綜合考慮整體維修質量。比如,局部拉伸時如何保證周邊部位不受影響,切割和焊接時如何保證金屬內部結構盡量不發生較大變化,以及使用何種鉆孔、打磨工具才不會對安裝造成影響。凡是與整體修復方案有關的因素,考慮得越周詳越好,這樣才能在后續的工作中有備無患。
3.維修方案對技術人員的要求
要掌握科學高效的修理工藝,技術人員必須了解當今計算機輔助設計的車架結構知識,以及計算機輔助設計的車架對碰撞能量的吸收和傳遞方面的知識。除此之外,技術人員還必須熟知車輛碰撞損傷程度、需要更換的部件、需要修理的部位、修理方式的確定、設備工具的選用以及各種操作規范化等方面的知識。這樣才能確保最佳修復效果,進而提高客戶滿意度。
圖2-30 用SPANESI微鈑金工具對車漆未受損傷的部位進行維修
4.車漆未受損傷的維修方案
可使用SPANESI微鈑金工具對車漆未受損傷的部位進行維修,如圖2-30所示。
確定維修方案需要視情況而定,擇優而用。在碰撞部位損傷并不嚴重的情況下,就需要根據具體情況,確定是采用傳統鈑金維修方案,還是新興的凹陷修復技術。實際上,只要車漆未受損傷,大多數情況下都可以采用凹陷修復技術。
凹陷修復技術是由日本于1986年研發出來的,經過多年的發展,在汽車美容行業形成了一項單獨的項目,在日本及歐美國家已得到廣大車主的認可。1999年,凹陷修復技術被引進中國,經過多年的探索與實踐,現已具備了一套完整的適合于中國國情的推廣方案。
汽車凹陷修復技術是對汽車車身各部位因外界力量撞擊而形成的各種凹陷進行修復的新興技術。它操作方法簡單,運用光學、力學及化學等多方面技術原理,對未損傷車漆的凹陷部位通過局部的特殊工藝進行修復,無需傳統的鈑金、噴漆就可以達到100%復原,讓車輛恢復原有狀態,該技術大大縮短了修復時間。
凹陷修復技術主要針對尚未損傷車漆的凹陷進行修復,由于保留了原有車漆,就避免了烤漆所造成的漆霧、漆流、色差、色變和桔皮等缺陷,從而最大限度地保留了車輛原有價值,這是傳統鈑金技術無法比擬的。圖2-31所示為使用凹陷修復技術前后的效果圖。
修復一個凹陷部位大約只需10~90min,大幅度降低了維修費用,大約只需傳統鈑金、噴漆總費用的50%。經該技術修復后的車體凹陷部位不易變形、褪色,也不會產生裂痕。
凹陷修復技術投資小,收益高。企業經營該項目,只需要有一個3~6m2封閉的車間即可。一次投入,后期不用過多添加材料。幾乎只有人工操作成本,而且還彌補了鈑金的一部分缺陷,這種維修方式修復時間快,節省了很多不必要的費用,是汽車美容店、維修店以及汽車銷售公司所看好的技術。
5.車身嚴重損壞的維修方案
車身嚴重損壞的維修方案參考本章第一節第四部分車身嚴重損壞的修復技術,在此不再贅述。
圖2-31 使用凹陷修復技術前后的效果
三、拉伸校正
車輛發生較為嚴重的碰撞事故,絕大多數都需要對車身、大梁進行拉伸校正。確定了承載式車身結構的損傷程度,并完全弄清楚了損傷區域之后,如果根據具體情況需要進行拉伸校正,在受損車輛上“手術臺”之前,需要將與碰撞有關的裝飾件及機械部件拆卸下來,然后再對事故車進行拉伸校正。
1.不同種類校正設備的優劣勢分析
目前,市場上的校正儀款式很多,較為突出的分為兩種:框架式(地八卦)和平臺式,如圖2-32所示。無論何種款式都必須具備以下共同點。
圖2-32 平臺式和框架式校正儀
1)具有高強度的車身定位及固定裝置。
2)具有較多形狀及功能各異的維修拉具,能滿足修復不同部位的需要。
3)能進行多點、全方位的校正拉拔工作。
4)能夠進行精確地測量,準確檢測出各基準點的偏離量及修復誤差。
不同類別的校正儀各具特點,框架式較為突出的優點是:占地較小,移動靈活,價格低廉,適合小型修理廠。但是也有其缺點,車輛裝夾比較麻煩,需借助舉升設備將車輛舉起,然后平穩放在校正儀上裝夾,配備的2個拉塔只能在地面上移動,而不能夠在工作臺上隨意轉動,操作不便。同時,拉拔力有分力抵耗,使得拉力不夠強勁。
平臺式校正儀就克服了框架式設備的缺點。車輛可以通過電動絞盤把汽車牽引到傾斜的工作臺面上,整個平臺的高度可以通過液壓舉升裝置進行調節,有利于車身底盤的維修與測量,配備的兩個拉塔可以沿工作臺軌道進行360°旋轉,車輛可進行多點、全方位的維修。同時,拉塔內的液壓缸垂直工作無拉力損耗,拉拔力強勁、有效,是目前市場上最為理想的校正儀,但是價格較貴,且占地面積較大,移動不方便。
2.校正設備的操作流程
不論何種設備,其操作大體分為以下四步:上車、定位與緊固、拉拔、測量。
測量是汽車修理中不可缺少的重要環節,不僅在診斷過程中需要測量,在修復過程中也需要進行測量。目前測量分為三種。
1)測距法。這是最簡單實用的一種測量方法,直接用鋼卷尺測量各構件基準點的距離。
2)定中規法。利用中心置規進行測量。
3)三維坐標測量法。目前市場上已出現了激光測量法,能更精確、有效地將損傷車輛修復如新。無論采用何種測量方法,都必須先對損傷車輛進行檢測,找出控制點的形狀與位置偏差。
圖2-33所示為維修人員在進行車身數據的精確測量。
圖2-33 車身數據的精確測量
3.拉伸校正的方法
拉伸過程中要注意方法和程序。拉伸時,每次拉伸一點,然后松開鏈條,卸力、測量。操作時,注意“從內到外”完成操作順序。
1)首先是長度。沿著汽車中心線,對汽車的縱向方向進行拉伸。
2)然后是寬度校正。對汽車的橫向方向進行校正。
3)最后進行高度校正。
高強度的承載式車身在加熱時很敏感,通常不要試圖一步就完成拉伸校正。一般應該遵循拉伸—保持平衡—再拉伸—再保持平衡的流程,循環往復。如果車身被碰撞后折疊得太緊,金屬有被撕裂的危險,就需要對其進行加熱。加熱時要注意,只能在棱角處或兩層板連接得太緊的地方加熱。如果在車架縱梁內側較低位置,或在箱形截面部分加熱,只能使其狀態進一步惡化,加熱只能作為清除金屬應力的一種手段,而不能把它作為軟化某一部分的方法。
在預先確定的部位上施加拉力,慢慢地、小心地恢復損壞的鋼板的尺寸和形狀,完全消除彎曲鋼板的應力,就可以實現準確的車身修理。
校正車身時,有一個基本原則,即按與碰撞力相反的方向,在碰撞區施加拉力進行拉伸,任何碰撞修理工作之前,先要決定應采取的碰撞修復程序:在拉伸校正開始之前,拆去汽車上與此次碰撞維修相關的部件。因為承載式車身的損傷較易擴散到離碰撞點較遠的部位,且經常擴散到一些意想不到的地方。在決定了承載式車身結構的損傷程度,并完全弄清楚損傷區域之后,就可進行拉伸和校正。
計劃修理程序時,應掌握一些基本規則,以保證通過少量的金屬加工量來修復損壞部件,并且不會造成進一步的車身結構損傷。對于承載式車身的拉伸,必須采用多點固定的方式,至少需四個固定點,根據車身結構,有時或許還需要加另外的固定點。采用多點拉伸,現代設計的汽車都考慮了對碰撞損傷的隔離,對每一損傷部位都作為一個獨立體看待。對于發生損傷的部分,要按照“后進先出”的規則。拉伸時,每次拉伸一小點,然后松開鏈條,卸力、測量。注意“從里到外”完成順序:首先是長度的縱向拉伸,然后是寬度校正,最后是高度校正。修復程度可通過尺寸測量來判定。圖2-34所示為鈑金技師在仔細測量車身數據判斷修復程度;圖2-35所示為對幾個不同部位的縱向拉伸。金屬結構在某些條件下,可以減小其強度。這些條件叫做應力集中,就是在負載作用下,應力產生定位凝聚。在承載式車身的設計中,有時設有一些預加應力的零部件,用于控制和吸收碰撞力,使車身結構損壞減少到最小程度,以保證乘客的安全。所以,不要把車身的應力集中件拆掉,只能按照制造商的使用手冊的建議進行操作或替換有預應力設計的部件,只有全面恢復車身部件的功能、壽命和外形,方可稱得上是科學的修復。
圖2-34 測量車身數據判斷修復效果
4.拉伸部位的選擇與固定方式
在結構件的修復作業中,拉伸點的選擇和拉伸方向十分重要。通常在拉伸過程中如看不到任何效果或效果不明顯時,應考慮改變方向或牽拉的部位。一旦拉拔力的方向不確定時,可把測量探頭按照其原始的位置擺放好,然后注意觀察損傷變形點與探頭的位置偏移量來確定牽拉方向。而對拉伸點的選擇,往往并不是直接在撞擊部位拉伸,應該選擇一些有足夠強度的甚至沒有明顯損傷痕跡的位置。特別是應正確選擇拉伸點,如向前牽拉損傷的縱梁時,一定要用夾鉗或焊接臨時拉伸板固定彎曲的一側,而不是隨意夾持或焊接其他側面。
對一些有足夠強度的部位拉拔,個別情況下還要先對拉伸部位采取一定的措施,如使用夾鉗固定時,先使用二氧化碳氣體保護焊在拉伸部位焊上幾點焊珠,這樣可確保夾鉗夾持牢固,防止脫落。有些部位需要采取更加復雜的措施,如前部被撞擊導致下邊梁產生折損變形,常規的方法是使用螺釘將拉板固定在A柱下部鉸鏈位置,然后施加向前的拉拔力。但有的車型前門鉸鏈是通過焊接方式與A柱連接在一起的,這時只能在該部位上焊接臨時拉伸板,并進行拉伸。相信很多經驗豐富的維修人員會預見到,這樣事先不采取任何措施的拉伸將會造成焊接部位的外層鋼板撕裂。這是因為拉伸的部位只是A柱的一個表層,而這個表層沒有和內部的加強板緊緊連接在一起形成一個整體。所以對這樣的部位進行拉伸時,應注意觀察內部的加強板是否與外層鋼板連接在一起。如果沒有連接或連接的焊點很少,應該采用打孔塞焊的方法將二者連接起來;或是在焊接臨時拉伸板前,使用磨光機小心翼翼地將擬焊接部位的外層以點或線的形式磨穿,直至漏出內層加強板,便于焊接時將臨時拉伸板與內層牢固連接在一起。修復完后將該部位的內外層使用填焊的方式連接在一起即可。如內層加強板與外層鋼板不是緊貼在一起時,應采取更換的方法,或在適當部位鉆出孔后塞進臨時拉伸板,并將其與內層加強板焊接在一起,然后牽拉進行修復。
在采用焊接臨時拉伸板的修復方法時,硬釬焊仍具有一定優勢(圖2-36),特別是在修復后,使用氧—乙炔焊稍微加熱便可以將焊接物輕易取下,對殘留的焊接物加熱后也可以使用濕抹布清除干凈。但是硬釬焊在焊接過程中只能使母材的表層熔化,不適宜對一些強度較大的部位進行拉伸,同時它的熱影響較大,并且焊接部位拉伸后極易出現應力裂紋。所以從目前的趨勢看,在采用臨時拉伸板進行修復的方法時,二氧化碳氣體保護焊將會取代傳統的硬釬焊。
圖2-35 幾個不同部位的縱向拉伸
圖2-36 使用硬釬焊方法焊接臨時鋼筋
5.拉伸校正注意事項
對車身進行拉伸校正是一項非常復雜的工作,在工作中要注意以下問題:
1)校正承載式車身,尤其是采用了高強度鋼板的車身,拉伸過程是一個循序反復的過程,一定要首先設計拉伸方案,然后邊拉伸、邊測量、邊調整,隨時掌握拉伸部位的變化情況。拉伸的過程應該是:少量拉伸—保持—測量—調整—再拉伸—再保持,這樣反復循環。在這樣一個緩慢的過程中,金屬組織的內部會由緊張狀態變為逐漸松弛狀態,金屬板件也會逐漸恢復原狀。
2)拉伸設備與車身構件的固定位置,在拉伸的過程中極易因相連部位的過載而受到損壞。可采用多加一些固定夾鉗的方法,將負載分散于車身的多個部位。在拉伸時要保證車身牢固,夾具夾緊要牢靠,夾具、拉鏈、撐拉設備不要過載。盡量采用多點固定,不要使個別夾具發生過載,造成車身的損壞和人身危險。在操作中要盡量采用多點、多向的復合拉伸手段。這樣既可以提高工作效率,又可以防止夾具過載損壞車身。
3)盡量不采用或少采用加熱的方法,以防止金屬內部結構發生改變,導致強度降低,使汽車在第二次碰撞時不能有效保護駕乘人員的安全。汽車車身鈑金拉伸校正設備,利用液壓的巨大力量對被撞部位進行多點拉伸,為了保證拉伸校正的精度,對事故車進行專業檢測并得到準確的數據才能使專業技術人員有的放矢。在事故車變形檢測的過程中,車輛在車身大梁校正臺上的固定必須使車身中心線與平臺中心線一致,如圖2-37所示。
圖2-37 車身校正平臺上固定
只有經驗豐富的專業技術人員才可以根據事故的大小及撞擊的部位,準確分析車輛損傷程度,再由專業的鈑金技術人員利用現代化的精密測量設備(三維測量系統,如電子測量系統)對車輛進行全面嚴格的檢測,其檢測結果要與制造廠商提供的底盤車身數據圖進行對比,從而確定合理的修復方案。
4)在拉伸過程中,要注意消除內應力,隨時用錘擊和控制加熱等手段釋放變形的應力和拉伸時產生的新的應力。錘擊時,要防止損壞車身,加熱時要控制加熱的溫度和范圍,防止弱化構件的強度。
5)進行拉伸校正時,可以夾住車身構件彎曲部位的內側表面進行拉伸;構件表面上的凹陷損傷可以通過焊接銷釘并用滑動錘或其他拉伸裝置進行拉伸校正。
6)如果一些構件凹陷嚴重,構件金屬材料有被撕裂的危險,就需要對其進行加熱,且只能在構件棱角處或構件的兩層板連接處進行加熱。例如,在車架軌梁內側低點位置,或在箱形截面部分加熱。加熱只能作為消除金屬材料內應力的一種輔助手段,而不能作為使構件某一部分金屬材料軟化的方法,雖然一般不推薦在構件高強度金屬材料板上用焊炬加熱,但有時可以小心地用焊炬加熱達到輔助修復的作用。
7)杜絕拉伸過度,遵循正確的拉伸校正順序,做到“先里后外、先進先出”,對于車身構件的尺寸變化一般要首先校正長度,然后是寬度,最后是高度。
8)注意操作安全,做好防護工作。
6.修復車身的技術要求
無論采用何種修復方式修復車身表面,都需要達到規定的技術要求,恢復車輛原有的性能和表面外觀質量。
(1)外形的復原 修復時,無論大面積的平滑結構還是局部過渡處的楔形結構,都必須恢復到原來的形狀。恢復到原有形狀困難時,可適當改變原來的形狀。但切忌畫蛇添足,不倫不類。不但外形要對稱美觀,還要堅固耐用。
(2)連續曲面的完整性和精致性 轎車車身大部分是用模具大批量沖壓生產的,具有表面的完整性和精致性。修復時,流線形曲面要連續過渡;曲面轉折處要圓滑過渡;修復后的外表面應光亮如新,不允許有皺折、皺紋、凹痕、敲痕、擦傷和肉眼可見或手觸摸能感覺到的明顯缺陷。特別是大面積修復時要保證連續曲面的完整性、流線性、連續性和精致性。
(3)足夠的強度和剛度 轎車車身在原設計中具有足夠的強度和剛度,修復后的車身要保證其強度和剛度。修復后的車身應保證振動噪聲在允許的范圍內,不能因振動引起異常響聲。確保車身在一定行駛里程內不得有疲勞損壞,車身整體必須有一定的剛度,保證車身鈑金件在使用過程中有保持原有形狀的能力。
四、焊接修整
1.焊機和焊接方式的選擇
在修理受碰撞而損壞的汽車時,焊接是一種常用的方法。焊接方式較多,焊機的種類也很多。傳統的焊接主要有電弧焊和氧—乙炔焊,這種焊接方式有一個致命的缺陷,就是金屬受到高溫后,材料強度會發生根本變化,而焊接點強度不能滿足要求,所以汽車制造廠都不建議使用氧—乙炔火焰來焊接修理損壞的汽車。同時,由于其焊接點密集,造成車輛再次撞擊時,不能按理想狀態進行力的傳遞和變形,也會造成安全氣囊引爆過早或過遲,給乘員生命造成威脅。
焊接維修時,要采用不會降低車身原有強度和耐久性的最佳焊接方法:
1)盡量采用點焊或惰性氣體保護焊進行焊接,一般不在新型的汽車車身上使用氧—乙炔焊接。
2)除了汽車制造商進行過釬焊的零部件外,一般不對車身零部件進行釬焊。現代汽車車身維修的焊接方法一般采用惰性氣體保護焊、電阻點焊、釬焊和錫焊,在此進行簡要介紹。
熔化極氣體保護焊(GMAW)通常又稱為熔化極惰性氣體保護焊(MIG),它的應用越來越廣泛。惰性氣體保護焊的優點包括:操作方法容易掌握,可使各種母材100%熔化,在薄的金屬上焊接可使用弱電流;電弧穩定且容易控制,更適合有縫隙和不吻合地方的焊接,幾乎所有的鋼材都可以使用通用的焊絲來焊接,適用于任何焊接工作,不同厚度的金屬可用相同直徑的焊絲來焊接;惰性氣體保護焊機可控制焊接溫度和焊接時間;采用惰性氣體保護焊接法,可使需要的區域的受熱時間較短,因而減少了母材的疲勞和變形。因此它被廣泛應用于焊接高強度、低合金鋼車身材料和焊接鑄鋁件,如破裂的變速器、氣缸和進氣管等。
(1)惰性氣體保護焊
1)惰性氣體保護焊的特點
①焊接高強度、低合金鋼車身材料。
②焊接鑄鋁件,如破裂的變速器、氣缸和進氣管等。
2)典型焊接位置和基本焊接方法
①對接焊。將兩個相鄰的金屬邊緣安裝在一起,沿著兩個金屬板相互配合或對接的邊緣進行焊接。
②搭接焊。焊接兩個相互重疊的金屬板。
③堆焊。在外面的一個或若干個工件上打一個孔,電弧穿過此孔,進入里面的工件,最后孔被熔化的金屬填滿。
④點焊。定時脈沖被觸發時,將電流引入被焊的兩塊金屬板。
⑤對鍍鋅金屬進行惰性氣體保護焊時,不需將鋅清除掉,以免金屬的厚度降低后強度也降低。
圖2-38所示為采用二氧化碳氣體保護焊焊接翼子板邊梁加強件。
(2)電阻點焊 電阻點焊是汽車制造廠對承載式車身進行焊接時最常用的一種方式。電阻點焊機適用于車身上要求焊接強度高、不變形的薄鋼板。常見的應用范圍包括車頂蓋、車門窗、車門檻板以及外部部件。電阻點焊與電壓、電流和加壓時間有關,與使用的電阻點焊機、焊接金屬板的材料厚度等因素也有關。
點焊時注意采用正確的焊接順序,一般不沿著一個方向連續進行點焊,當電極頭發熱并改變顏色時,應停止焊接并使其冷卻。也不要沿角落的半徑部位進行焊接,這樣易產生應力集中而導致開裂。使用點焊的效果圖如圖2-39所示。
圖2-38 二氧化碳氣體保護焊焊接翼子板邊梁加強件
圖2-39 使用點焊的效果圖
(3)釬焊 釬焊只能用在密封結構處。釬焊在焊接過程中只熔化有色金屬,而不熔化母材。釬焊類似于將兩個物體粘在一起,熔化的黃銅充分擴散到兩層母材之間,形成牢固的熔合區。焊接處抵抗碰撞的抗彎強度小于母材的抗彎強度,只能對汽車制造廠已進行過釬焊的部位進行釬焊,其他地方不可采用釬焊。
(4)錫焊修補法對于局部無法修復或難以修復的曲面形狀可用錫焊將要修復的部位填平成曲面形狀。錫焊前應在修焊表面涂上焊錫膏,用焊槍的火焰把鈑金表面烤熱,把焊錫熔化,將焊錫焊到要修補的表面上,焊的厚度由曲面要求而定,使焊后表面恢復形狀。焊錫修補后,表面往往不夠理想,可用砂輪和砂紙打磨,使表面呈圓滑過渡。2.選擇車身修復方法
車身修復的方法通常有以下幾種:
(1)拉環牽引修理法 所謂拉環牽引修理法是根據鈑金件受損部位的大小焊上一定數量的平墊片拉環,平墊片拉環稱為牽引介質,將鋼絲繩或拉桿穿入介質中,然后用人力或機械牽引鋼絲,通過介質使鈑金件受損部位受力向外牽引,使其恢復到原來的位置和形狀。特別是對于較大面積的變形,雙層結構的鈑金件、不易拉伸的部位、轉角過渡處和車門立柱等,采用拉環牽引修理法修理顯得更加方便。
(2)加熱收縮法 局部加熱收縮法是鈑金修理的常用方法。鈑金件的損壞變形主要是相關部位的拉伸變形,用加熱收縮法消除拉伸應力,可以恢復原來形狀。
(3)錘子、頂鐵或修平刀修理法 錘子、頂鐵或修平刀修理法是傳統的鈑金修理方法。鈑金工一手持錘子,另一手持頂鐵或修平刀以及其他工具進行鈑金敲打整形修理。鈑金手工作業需有鈑金工的技巧和經驗,而好的鈑金修理技術不是一朝一夕能夠獲得的。
五、裝復調試
車身修復工作結束之后,需要進行裝配。將經過修整的車身和局部附件,需更換的部件和拆卸件,按原車的要求進行總裝。裝復之后,還需要對車輛進行調試或試車,對于發生嚴重碰撞的車輛,還務必進行四輪定位。
四輪定位就是通過四輪定位儀,檢測出被測車輛的各輪傾角和束值是否符合原廠標準,如不符合可進行調整。只有車輛的四輪定位數據準確,車輛的操控性能、穩定性能才能達到最佳狀態,輪胎的使用壽命也才能達到最長。
通過四輪定位檢查,如果發現某些數據不符合規定標準,還要進行調試檢測,直到所有的參數和數據都在標準范圍內為止。