汽车碰撞钣金修复技巧与实例(第2版)
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第二节 汽车碰撞修复步骤

随着国内汽车保有量的急剧增长,汽车碰撞事故也呈快速上升趋势。据专业资料统计,从2000年到2005年连续6年中,汽车维修中的钣金维修约占全部维修工作量的17%。而在国内约30万家汽车维修企业中,只有10%的企业具有维修大型事故车的能力,其余只能从事事故车的小型维修。随着这种趋势的发展,汽车钣金维修业务逐渐被看好,各类汽车维修站、修理厂甚至美容店纷纷加大在钣金维修业务的投资力度。

车辆被撞击受损之后,钣金维修工作也就随之开始了。在各项工艺流程中,维修人员需要使用种类繁多、形式各异的设备工具,如车身校正仪、大梁校正仪、电子测量系统、外形修复机、焊机以及各种打磨切割等工具,采用各种检测维修技术,确保车辆在几何尺寸和使用性能方面恢复到原车水平。图2-25所示为汽车碰撞修复的步骤。

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图2-25 汽车碰撞修复步骤

损伤诊断

损伤诊断是钣金维修的第一步,根据汽车损伤诊断的基本步骤,需要做好以下环节的诊断检测工作。

1.了解汽车车身材料、结构和车架焊接工艺

要选择合适的钣金维修方式,必须了解车身制造材料和车架焊接工艺。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。图2-26所示为现代新型轿车车身前部机构与外围轮廓示意图。比如,传统的非承载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,应使用气动锯,如果使用传统的氧—乙炔切割则会对车身造成较大的破坏。现代承载式车身结构通常是用高强度钢板或合金材料(如铝合金)制成,在结构件修理中必须使用二氧化碳气体保护焊、惰性气体保护焊或点焊机进行焊接。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,以防止金属内部金相结构发生改变,导致强度降低,使汽车再次碰撞时不能有效保护乘客。

从车身焊接工艺方面来讲,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。对于新型的铝合金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,就要熟悉原车各部分所采用的焊接工艺。

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图2-26 现代新型轿车车身前部机构与外围轮廓示意图

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,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,确认车身地板是否变形,车身是否受到整体损伤和整体扭斜,检查和确认车门、发动机罩、行李箱盖等开启是否自如等,以确定汽车的损坏程度和修理方式。

对车身损伤进行检查时,还应检查构件间的间隙和配合。车身构件大都是用铰链安装在车门立柱上的,因此,为了确定车门立柱是否损伤,可以采用开关车门的方法,来检查车门是否受损。在前部碰撞事故中,要重点检查后门与翼子板的间隙。对于承载式车身,可对其五个部位进行检查,以发现损伤的部位。

第一部位:直接碰撞点造成的直接损伤。仔细检查车身外钣金件涂层,车身附件的塑料件、玻璃、装饰件和车身构件外板等损伤情况。例如,在汽车前端碰撞的情况下,应检查的部位至少包括:前保险杠系统、格栅、发动机罩、前护板、前照灯、玻璃、车门和车轮。如果碰撞点在汽车的后部,应检查的部位至少包括:后保险杠系统、后翼子板、行李箱、后灯、玻璃、车轮等。如果碰撞点在汽车的侧面,应检查的部位至少包括:车门、顶板、玻璃、立柱、地板部分及悬架等。

第二部位:除碰撞点以外发生在其他部位的损伤,又称间接损伤。因此,它可能涉及较大的范围。检查间接损伤时,应查清碰撞力的大小、方向(角度)、吸收碰撞力构件的强度等。观察构件表面的痕迹,任何车身薄金属材料构件经碰撞挤压都会产生细小的裂纹。例如,车身顶板损伤呈凸起状,应在车身构件各拐角处检查金属构件材料的屈服情况等。

第三部位:检查汽车部件的损伤,检查发动机及传动系统各总成有无损伤。

第四部位:检查乘员室内部附件的损伤。掀开地毯和周围隔热材料,观察金属材料构件的表面,检查座椅安装、安全带锚栓、仪表板等的损伤痕迹。也可转动转向盘使车轮处于直线行驶位置,检查转向盘是否在中间位置、有无自由行程等。

第五部位:检查车身外形构件是否匹配,装饰线是否对齐以及涂层状态是否良好等。

3.确定所有受损部位

撞击后的车辆不仅限于外表的损伤,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,利用吸收分解理论来缓冲撞击力,最大程度地保证乘客安全,所以当车辆受到撞击后不仅是撞击部位的变形损坏,其整个车身部件,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,那么必定给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,需要沿着碰撞时力的传递路线系统地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.利用设备工具对受损部位进行测量

(1)车身测量方法 车身测量在事故汽车修复工作中占据着极其重要的位置,是修复工作中最重要的环节和确保最终维修质量的有力保证。车身测量一般可以分为尺寸比较法和目测法两种。

目测法需要钣金维修人员有非常丰富的实际工作经验,而且它所获得的最终维修质量往往不能令人满意。

尺寸比较法具有相当高的精度,是我们工作中最为常用的一种方法。但它有时也会受到测量工具的精确程度、性能等方面的影响,特别是有很多的钣金技师修复理念比较落后和维修方法单一,对测量设备的各种功能没有全面的了解与认识,不能合理灵活地运用,有的维修人员甚至在测量时还存有误区,所有这些都会导致车身维修质量的下降。笔者根据自己的理解和日常工作中常遇到的问题,对以下几点进行分析和说明。

1)车身外部钢板的测量。在进行测量工作时,其重点是车身比较重要的装配点、工艺孔,这样才可以确保车辆修复后的原有性能。对于这些点的测量可以参考厂家或设备商给出的数据,利用车身的对称性原则等进行测量工作。对于车身的很多部位,如车身外部钢板,很多维修人员可能认为是无法进行测量的,且很多设备经销商对此也没有充分的认识与了解。车身外部钢板的修复精度直接关系到车辆修复后的外观质量。但由于其形状复杂、曲率各异等,一般很难采取有效的方法进行测量。通常情况下只能依赖于钣金维修人员的实际操作技能和经验,如通过目测、手感等方法,对钢板是否修复到位进行判定。这些方法往往存在较大的争议性和不确定性,特别是对于损伤比较严重、面积较大的钢板更是难以保证其最终的修复质量。

在无法确定车身外部钢板是否修复到位时,要如何进行精确测量?

如果车辆侧面局部发生变形时,可以采用机械测量尺进行测量。首先确定车辆的基准面、中心线,在待测部位的内层结构、加强件没有变形或已修复到位的情况下,使用高精度测量尺测量出其与损伤部位大致相对应的另一侧点的三维数值,再利用车身的对称性原则,将变形部位的点与另一侧的数据进行比较之后,只需按照这些数据对损伤部位进行测量,仔细观察指针或探头与钢板接触是否吻合。如果有不吻合则说明还没修复到位。

通过选择若干个点进行对比测量后,损伤部位的点线面即可得到精确修复。利用这种方法对一些形状复杂、损伤严重、面积较大的车身外部钢板进行测量时,可以首先选择两侧外部钢板周边几个对称的边角点,经过对比测量后确定损伤钢板整体修复是否到位,之后,再利用车身的对称性原则,对损伤部位进行精确测量。

如果车身损伤部位的另一侧也发生变形或无法采用对称法测量时,只能采取从没有变形且型号相同的车身上获取数据进行比对测量。在车身外部钢板无法确认其是否修复到位的情况下,该方法不失为一种比较有效的检测方法。

另外,在使用这种方法时,机械测量尺的优势可以得到完全体现。因为,这种情况下电子测量尺很难找到两侧所对应点的准确位置。在进行车身钢板修复时,我们还可以采取很多有效的方法。比如,对于直线可以使用钢板尺划线法,对于车身的轮罩处有规则的弧线可以使用圆规划线法。这些都是测量范畴的一些行之有效的好方法。

2)使用定位夹具测量的注意事项。承载式车身是在生产线上装配完成的,在焊接过程中使用了大量的定位夹具,从而确保所有板件的正确焊接位置。所以定位夹具不但具有夹持、支撑车身的功能,同时它还可以作为车身的测量工具。但在使用此类设备测量时,有些事项应引起维修人员足够的重视,否则很有可能造成测量数据不准确,甚至发生错误。比如在进行车身拉伸校正时,往往采取对修复到位的点使用定位夹具进行夹持固定,以防止在拉伸其他点时发生二次变形。在对修复到位的点进行固定前,一定要采取适当的过度修复,确保其在自由状态下进行固定。假如此时使用定位夹具进行强行固定,虽然它所测得的数据暂时是标准值,但该点在固定力解除后,因应力的作用,位置还是会发生一定的偏差,从而导致最终测量数据发生改变。在使用定位夹具对车身结构件进行夹持换新时也应充分考虑这点,因为在焊接过程中的热量会使板件产生应力,当固定力解除后,固定点的位置也将发生变化。所以,在使用定位夹具更换板件时,应使用锤击焊缝等方法消除应力,并且应反复测量,确保测量数据的可靠性和准确度。

3)车身上部数据测量的重要性。修复事故车时,应该首先明白车身上的哪些点最重要?这样才能在工作时做到有的放矢。一般来说,前桥的后支点、后桥的前支点、发动机和变速器的安装点、减振器与车身的安装点等都是比较重要的关键点。这些点只有在得到精确复位后才可以保证车辆在修复后的行驶稳定性。

在日常工作中经常会遇到维修人员在进行测量时存在的误区,不注重对车身上部尺寸,如减振器上座的测量。往往误认为只要车身底盘数据达到正常值时就不会出现行驶故障。

实例分析:一辆事故车在修复后,经过测量发现轮胎气压、底盘数据、轴距等均正常,而车辆行驶时却出现了跑偏现象。就车辆跑偏故障现象来说,它不但和两侧轮胎气压大小、轮辋轮胎是否变形、两侧轴距的偏差值过大等有直接关系,而且也和车轮的定位参数正确与否有着直接关系。这些参数值正确与否,不但会造成车辆出现跑偏现象,还会导致车辆出现转向不能回位,高速时发飘,转向时发沉费力,轮胎非正常磨损等一系列故障。而车身上部的一些关键部位如减振器上座是否变形将直接关系到四轮定位参数的变化,特别是很多车型的这些角度是不可调整的,一旦车辆竣工后就很难进行及时有效的处理。所以在进行测量工作时,一定要注意车身上部结构件是否变形。

4)正确选择测量基准点。在进行测量(无论是机械测量还是电子测量)前应按照厂家或设备商的要求,在比较坚固的车身中部找出至少四个基准点,以便确定车辆的基准面和中心线,这是实现车身任意点测量工作的首要条件和基础。但在测量前保证基准点没有发生变形是至关重要的,否则偏远的点将会积累误差,导致更大的差错。一旦发现基准点可能发生变形,应重新选择或进行多点测量。特别是对于托底事故的汽车或经常作为举升机支撑车身时的支撑点,这些点极易出现凹陷变形,在利用这些点作为测量基准点时一定要慎重。但是,并不是说发现车身上的点低于正常位置,就说明所选择的基准点或所测量的点已经发生变形。因为在支撑车辆的中部时,车身的前后两端特别是前部车身会由于发动机等部件的重力作用向下发生弹性变形,这时前部车身的实测值往往会低于正常位置。这种情况在工作中比较常见,如在支撑车辆下裙边的情况下,对前部构件如翼子板进行更换时,会发现翼子板和车门之间的缝隙呈上大下小状态。这时应考虑车身是否发生弹性变形,而不能主观判定车身前部尺寸低于正常值。在进行事故车修复时,有的设备商或厂家已经分别给出了发动机拆装前后的两组数据,这样比较利于正确判断测量数据的准确性。图2-27所示为用SPANESI TOUCH电子测量系统对受损车辆进行测量。

(2)拆检 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。

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图2-27 SPANESI TOUCH电子测量系统

(3)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。对承载式车身来说,测量对于成功的损伤修复更为重要,因为转向系统和悬架大都装配在车身上,而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,车身发生损伤就会严重影响到悬架结构。齿轮齿条式转向器通常装配在钢架上,与转向臂形成固定的连接,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承的支架(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,而导致转向操作失灵,传动系统的振动和噪声,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的范围内。

(4)测量基准 所有的车身尺寸手册中都给出了两个重要的测量基准:基准面和中心线(面)。基准面和中心线如图2-28所示。

基准面平行于车身底部,并与车身底部保持一定的距离,有些汽车生产企业以地面作为汽车的基准面(以地面作为汽车的基准面是将地面假想成理想状态,这种状态在现实生活中是不存在的),汽车生产企业所给的高度方向(或垂直方向)的尺寸都是以此平面作为基准,在汽车修复的过程中也应以此平面为基准进行测量。中心线(面)将汽车平分为左右两部分,即驾驶人侧和前乘客侧,中心线一般只标记在汽车的俯视图或主视图上,但在一些汽车上,其车体中心也会做一些标记,表示此标记就是汽车中心线所经过的位置。

(5)测量方法 拆检后的测量是确定修复部位和进行修复的必要前提。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,其损伤范围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,不论是传统的非承载式车身汽车还是承载式车身汽车,测量都是非常重要的。必须将受伤部位上的所有主要加工控制点对照生产厂家的车身尺寸说明书进行复查,否则汽车修复就不可能得到令人满意的效果。为了做到这些,钣金技师必须注意:准确地进行测量,多次测量,重新核实所有的测量结果。

对受损车辆进行测量,要注意利用先进的测量系统来提高工作效率。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和撞击的部位,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的检测,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。图2-29所示为奥迪A8的尺寸参数。

(6)测量中车身数据的作用 专业技师即使拥有丰富的事故车修复经验,但如果不能掌握车辆变形前后的精确数据,那么也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才能使专业技师有的放矢。对车身大梁定位参数来讲,所修汽车的车型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,同时也是修复工作的测量基准,这些基准点的偏差将直接影响到汽车的各项性能。例如,前悬架支撑点的偏离直接影响到前轮定位角和汽车轴距尺寸。对于一些特殊尺寸,可以通过维修手册查到车身数据资料。

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图2-28 基准面和中心线

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图2-29 奥迪A8的尺寸参数

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。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需更换部件进行准确定位,以避免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

制定修复方案时,除了要考虑降低维修成本,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、打磨工具才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,以及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,技术人员还必须熟知车辆碰撞损伤程度、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。这样才能确保最佳修复效果,进而提高客户满意度。

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图2-30 用SPANESI微钣金工具对车漆未受损伤的部位进行维修

4.车漆未受损伤的维修方案

可使用SPANESI微钣金工具对车漆未受损伤的部位进行维修,如图2-30所示。

确定维修方案需要视情况而定,择优而用。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维修方案,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,经过多年的发展,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,凹陷修复技术被引进中国,经过多年的探索与实践,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。它操作方法简单,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%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进行修复,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。图2-31所示为使用凹陷修复技术前后的效果图。

修复一个凹陷部位大约只需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。

凹陷修复技术投资小,收益高。企业经营该项目,只需要有一个3~6m2封闭的车间即可。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

车身严重损坏的维修方案参考本章第一节第四部分车身严重损坏的修复技术,在此不再赘述。

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图2-31 使用凹陷修复技术前后的效果

拉伸校正

车辆发生较为严重的碰撞事故,绝大多数都需要对车身、大梁进行拉伸校正。确定了承载式车身结构的损伤程度,并完全弄清楚了损伤区域之后,如果根据具体情况需要进行拉伸校正,在受损车辆上“手术台”之前,需要将与碰撞有关的装饰件及机械部件拆卸下来,然后再对事故车进行拉伸校正。

1.不同种类校正设备的优劣势分析

目前,市场上的校正仪款式很多,较为突出的分为两种:框架式(地八卦)和平台式,如图2-32所示。无论何种款式都必须具备以下共同点。

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图2-32 平台式和框架式校正仪

1)具有高强度的车身定位及固定装置。

2)具有较多形状及功能各异的维修拉具,能满足修复不同部位的需要。

3)能进行多点、全方位的校正拉拔工作。

4)能够进行精确地测量,准确检测出各基准点的偏离量及修复误差。

不同类别的校正仪各具特点,框架式较为突出的优点是:占地较小,移动灵活,价格低廉,适合小型修理厂。但是也有其缺点,车辆装夹比较麻烦,需借助举升设备将车辆举起,然后平稳放在校正仪上装夹,配备的2个拉塔只能在地面上移动,而不能够在工作台上随意转动,操作不便。同时,拉拔力有分力抵耗,使得拉力不够强劲。

平台式校正仪就克服了框架式设备的缺点。车辆可以通过电动绞盘把汽车牵引到倾斜的工作台面上,整个平台的高度可以通过液压举升装置进行调节,有利于车身底盘的维修与测量,配备的两个拉塔可以沿工作台轨道进行360°旋转,车辆可进行多点、全方位的维修。同时,拉塔内的液压缸垂直工作无拉力损耗,拉拔力强劲、有效,是目前市场上最为理想的校正仪,但是价格较贵,且占地面积较大,移动不方便。

2.校正设备的操作流程

不论何种设备,其操作大体分为以下四步:上车、定位与紧固、拉拔、测量。

测量是汽车修理中不可缺少的重要环节,不仅在诊断过程中需要测量,在修复过程中也需要进行测量。目前测量分为三种。

1)测距法。这是最简单实用的一种测量方法,直接用钢卷尺测量各构件基准点的距离。

2)定中规法。利用中心置规进行测量。

3)三维坐标测量法。目前市场上已出现了激光测量法,能更精确、有效地将损伤车辆修复如新。无论采用何种测量方法,都必须先对损伤车辆进行检测,找出控制点的形状与位置偏差。

图2-33所示为维修人员在进行车身数据的精确测量。

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图2-33 车身数据的精确测量

3.拉伸校正的方法

拉伸过程中要注意方法和程序。拉伸时,每次拉伸一点,然后松开链条,卸力、测量。操作时,注意“从内到外”完成操作顺序。

1)首先是长度。沿着汽车中心线,对汽车的纵向方向进行拉伸。

2)然后是宽度校正。对汽车的横向方向进行校正。

3)最后进行高度校正。

高强度的承载式车身在加热时很敏感,通常不要试图一步就完成拉伸校正。一般应该遵循拉伸—保持平衡—再拉伸—再保持平衡的流程,循环往复。如果车身被碰撞后折叠得太紧,金属有被撕裂的危险,就需要对其进行加热。加热时要注意,只能在棱角处或两层板连接得太紧的地方加热。如果在车架纵梁内侧较低位置,或在箱形截面部分加热,只能使其状态进一步恶化,加热只能作为清除金属应力的一种手段,而不能把它作为软化某一部分的方法。

在预先确定的部位上施加拉力,慢慢地、小心地恢复损坏的钢板的尺寸和形状,完全消除弯曲钢板的应力,就可以实现准确的车身修理。

校正车身时,有一个基本原则,即按与碰撞力相反的方向,在碰撞区施加拉力进行拉伸,任何碰撞修理工作之前,先要决定应采取的碰撞修复程序:在拉伸校正开始之前,拆去汽车上与此次碰撞维修相关的部件。因为承载式车身的损伤较易扩散到离碰撞点较远的部位,且经常扩散到一些意想不到的地方。在决定了承载式车身结构的损伤程度,并完全弄清楚损伤区域之后,就可进行拉伸和校正。

计划修理程序时,应掌握一些基本规则,以保证通过少量的金属加工量来修复损坏部件,并且不会造成进一步的车身结构损伤。对于承载式车身的拉伸,必须采用多点固定的方式,至少需四个固定点,根据车身结构,有时或许还需要加另外的固定点。采用多点拉伸,现代设计的汽车都考虑了对碰撞损伤的隔离,对每一损伤部位都作为一个独立体看待。对于发生损伤的部分,要按照“后进先出”的规则。拉伸时,每次拉伸一小点,然后松开链条,卸力、测量。注意“从里到外”完成顺序:首先是长度的纵向拉伸,然后是宽度校正,最后是高度校正。修复程度可通过尺寸测量来判定。图2-34所示为钣金技师在仔细测量车身数据判断修复程度;图2-35所示为对几个不同部位的纵向拉伸。金属结构在某些条件下,可以减小其强度。这些条件叫做应力集中,就是在负载作用下,应力产生定位凝聚。在承载式车身的设计中,有时设有一些预加应力的零部件,用于控制和吸收碰撞力,使车身结构损坏减少到最小程度,以保证乘客的安全。所以,不要把车身的应力集中件拆掉,只能按照制造商的使用手册的建议进行操作或替换有预应力设计的部件,只有全面恢复车身部件的功能、寿命和外形,方可称得上是科学的修复。

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图2-34 测量车身数据判断修复效果

4.拉伸部位的选择与固定方式

在结构件的修复作业中,拉伸点的选择和拉伸方向十分重要。通常在拉伸过程中如看不到任何效果或效果不明显时,应考虑改变方向或牵拉的部位。一旦拉拔力的方向不确定时,可把测量探头按照其原始的位置摆放好,然后注意观察损伤变形点与探头的位置偏移量来确定牵拉方向。而对拉伸点的选择,往往并不是直接在撞击部位拉伸,应该选择一些有足够强度的甚至没有明显损伤痕迹的位置。特别是应正确选择拉伸点,如向前牵拉损伤的纵梁时,一定要用夹钳或焊接临时拉伸板固定弯曲的一侧,而不是随意夹持或焊接其他侧面。

对一些有足够强度的部位拉拔,个别情况下还要先对拉伸部位采取一定的措施,如使用夹钳固定时,先使用二氧化碳气体保护焊在拉伸部位焊上几点焊珠,这样可确保夹钳夹持牢固,防止脱落。有些部位需要采取更加复杂的措施,如前部被撞击导致下边梁产生折损变形,常规的方法是使用螺钉将拉板固定在A柱下部铰链位置,然后施加向前的拉拔力。但有的车型前门铰链是通过焊接方式与A柱连接在一起的,这时只能在该部位上焊接临时拉伸板,并进行拉伸。相信很多经验丰富的维修人员会预见到,这样事先不采取任何措施的拉伸将会造成焊接部位的外层钢板撕裂。这是因为拉伸的部位只是A柱的一个表层,而这个表层没有和内部的加强板紧紧连接在一起形成一个整体。所以对这样的部位进行拉伸时,应注意观察内部的加强板是否与外层钢板连接在一起。如果没有连接或连接的焊点很少,应该采用打孔塞焊的方法将二者连接起来;或是在焊接临时拉伸板前,使用磨光机小心翼翼地将拟焊接部位的外层以点或线的形式磨穿,直至漏出内层加强板,便于焊接时将临时拉伸板与内层牢固连接在一起。修复完后将该部位的内外层使用填焊的方式连接在一起即可。如内层加强板与外层钢板不是紧贴在一起时,应采取更换的方法,或在适当部位钻出孔后塞进临时拉伸板,并将其与内层加强板焊接在一起,然后牵拉进行修复。

在采用焊接临时拉伸板的修复方法时,硬钎焊仍具有一定优势(图2-36),特别是在修复后,使用氧—乙炔焊稍微加热便可以将焊接物轻易取下,对残留的焊接物加热后也可以使用湿抹布清除干净。但是硬钎焊在焊接过程中只能使母材的表层熔化,不适宜对一些强度较大的部位进行拉伸,同时它的热影响较大,并且焊接部位拉伸后极易出现应力裂纹。所以从目前的趋势看,在采用临时拉伸板进行修复的方法时,二氧化碳气体保护焊将会取代传统的硬钎焊。

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图2-35 几个不同部位的纵向拉伸

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图2-36 使用硬钎焊方法焊接临时钢筋

5.拉伸校正注意事项

对车身进行拉伸校正是一项非常复杂的工作,在工作中要注意以下问题:

1)校正承载式车身,尤其是采用了高强度钢板的车身,拉伸过程是一个循序反复的过程,一定要首先设计拉伸方案,然后边拉伸、边测量、边调整,随时掌握拉伸部位的变化情况。拉伸的过程应该是:少量拉伸—保持—测量—调整—再拉伸—再保持,这样反复循环。在这样一个缓慢的过程中,金属组织的内部会由紧张状态变为逐渐松弛状态,金属板件也会逐渐恢复原状。

2)拉伸设备与车身构件的固定位置,在拉伸的过程中极易因相连部位的过载而受到损坏。可采用多加一些固定夹钳的方法,将负载分散于车身的多个部位。在拉伸时要保证车身牢固,夹具夹紧要牢靠,夹具、拉链、撑拉设备不要过载。尽量采用多点固定,不要使个别夹具发生过载,造成车身的损坏和人身危险。在操作中要尽量采用多点、多向的复合拉伸手段。这样既可以提高工作效率,又可以防止夹具过载损坏车身。

3)尽量不采用或少采用加热的方法,以防止金属内部结构发生改变,导致强度降低,使汽车在第二次碰撞时不能有效保护驾乘人员的安全。汽车车身钣金拉伸校正设备,利用液压的巨大力量对被撞部位进行多点拉伸,为了保证拉伸校正的精度,对事故车进行专业检测并得到准确的数据才能使专业技术人员有的放矢。在事故车变形检测的过程中,车辆在车身大梁校正台上的固定必须使车身中心线与平台中心线一致,如图2-37所示。

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图2-37 车身校正平台上固定

只有经验丰富的专业技术人员才可以根据事故的大小及撞击的部位,准确分析车辆损伤程度,再由专业的钣金技术人员利用现代化的精密测量设备(三维测量系统,如电子测量系统)对车辆进行全面严格的检测,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)在拉伸过程中,要注意消除内应力,随时用锤击和控制加热等手段释放变形的应力和拉伸时产生的新的应力。锤击时,要防止损坏车身,加热时要控制加热的温度和范围,防止弱化构件的强度。

5)进行拉伸校正时,可以夹住车身构件弯曲部位的内侧表面进行拉伸;构件表面上的凹陷损伤可以通过焊接销钉并用滑动锤或其他拉伸装置进行拉伸校正。

6)如果一些构件凹陷严重,构件金属材料有被撕裂的危险,就需要对其进行加热,且只能在构件棱角处或构件的两层板连接处进行加热。例如,在车架轨梁内侧低点位置,或在箱形截面部分加热。加热只能作为消除金属材料内应力的一种辅助手段,而不能作为使构件某一部分金属材料软化的方法,虽然一般不推荐在构件高强度金属材料板上用焊炬加热,但有时可以小心地用焊炬加热达到辅助修复的作用。

7)杜绝拉伸过度,遵循正确的拉伸校正顺序,做到“先里后外、先进先出”,对于车身构件的尺寸变化一般要首先校正长度,然后是宽度,最后是高度。

8)注意操作安全,做好防护工作。

6.修复车身的技术要求

无论采用何种修复方式修复车身表面,都需要达到规定的技术要求,恢复车辆原有的性能和表面外观质量。

(1)外形的复原 修复时,无论大面积的平滑结构还是局部过渡处的楔形结构,都必须恢复到原来的形状。恢复到原有形状困难时,可适当改变原来的形状。但切忌画蛇添足,不伦不类。不但外形要对称美观,还要坚固耐用。

(2)连续曲面的完整性和精致性 轿车车身大部分是用模具大批量冲压生产的,具有表面的完整性和精致性。修复时,流线形曲面要连续过渡;曲面转折处要圆滑过渡;修复后的外表面应光亮如新,不允许有皱折、皱纹、凹痕、敲痕、擦伤和肉眼可见或手触摸能感觉到的明显缺陷。特别是大面积修复时要保证连续曲面的完整性、流线性、连续性和精致性。

(3)足够的强度和刚度 轿车车身在原设计中具有足够的强度和刚度,修复后的车身要保证其强度和刚度。修复后的车身应保证振动噪声在允许的范围内,不能因振动引起异常响声。确保车身在一定行驶里程内不得有疲劳损坏,车身整体必须有一定的刚度,保证车身钣金件在使用过程中有保持原有形状的能力。

焊接修整

1.焊机和焊接方式的选择

在修理受碰撞而损坏的汽车时,焊接是一种常用的方法。焊接方式较多,焊机的种类也很多。传统的焊接主要有电弧焊和氧—乙炔焊,这种焊接方式有一个致命的缺陷,就是金属受到高温后,材料强度会发生根本变化,而焊接点强度不能满足要求,所以汽车制造厂都不建议使用氧—乙炔火焰来焊接修理损坏的汽车。同时,由于其焊接点密集,造成车辆再次撞击时,不能按理想状态进行力的传递和变形,也会造成安全气囊引爆过早或过迟,给乘员生命造成威胁。

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:

1)尽量采用点焊或惰性气体保护焊进行焊接,一般不在新型的汽车车身上使用氧—乙炔焊接。

2)除了汽车制造商进行过钎焊的零部件外,一般不对车身零部件进行钎焊。现代汽车车身维修的焊接方法一般采用惰性气体保护焊、电阻点焊、钎焊和锡焊,在此进行简要介绍。

熔化极气体保护焊(GMAW)通常又称为熔化极惰性气体保护焊(MIG),它的应用越来越广泛。惰性气体保护焊的优点包括:操作方法容易掌握,可使各种母材100%熔化,在薄的金属上焊接可使用弱电流;电弧稳定且容易控制,更适合有缝隙和不吻合地方的焊接,几乎所有的钢材都可以使用通用的焊丝来焊接,适用于任何焊接工作,不同厚度的金属可用相同直径的焊丝来焊接;惰性气体保护焊机可控制焊接温度和焊接时间;采用惰性气体保护焊接法,可使需要的区域的受热时间较短,因而减少了母材的疲劳和变形。因此它被广泛应用于焊接高强度、低合金钢车身材料和焊接铸铝件,如破裂的变速器、气缸和进气管等。

(1)惰性气体保护焊

1)惰性气体保护焊的特点

①焊接高强度、低合金钢车身材料。

②焊接铸铝件,如破裂的变速器、气缸和进气管等。

2)典型焊接位置和基本焊接方法

①对接焊。将两个相邻的金属边缘安装在一起,沿着两个金属板相互配合或对接的边缘进行焊接。

②搭接焊。焊接两个相互重叠的金属板。

③堆焊。在外面的一个或若干个工件上打一个孔,电弧穿过此孔,进入里面的工件,最后孔被熔化的金属填满。

④点焊。定时脉冲被触发时,将电流引入被焊的两块金属板。

⑤对镀锌金属进行惰性气体保护焊时,不需将锌清除掉,以免金属的厚度降低后强度也降低。

图2-38所示为采用二氧化碳气体保护焊焊接翼子板边梁加强件。

(2)电阻点焊 电阻点焊是汽车制造厂对承载式车身进行焊接时最常用的一种方式。电阻点焊机适用于车身上要求焊接强度高、不变形的薄钢板。常见的应用范围包括车顶盖、车门窗、车门槛板以及外部部件。电阻点焊与电压、电流和加压时间有关,与使用的电阻点焊机、焊接金属板的材料厚度等因素也有关。

点焊时注意采用正确的焊接顺序,一般不沿着一个方向连续进行点焊,当电极头发热并改变颜色时,应停止焊接并使其冷却。也不要沿角落的半径部位进行焊接,这样易产生应力集中而导致开裂。使用点焊的效果图如图2-39所示。

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图2-38 二氧化碳气体保护焊焊接翼子板边梁加强件

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图2-39 使用点焊的效果图

(3)钎焊 钎焊只能用在密封结构处。钎焊在焊接过程中只熔化有色金属,而不熔化母材。钎焊类似于将两个物体粘在一起,熔化的黄铜充分扩散到两层母材之间,形成牢固的熔合区。焊接处抵抗碰撞的抗弯强度小于母材的抗弯强度,只能对汽车制造厂已进行过钎焊的部位进行钎焊,其他地方不可采用钎焊。

(4)锡焊修补法对于局部无法修复或难以修复的曲面形状可用锡焊将要修复的部位填平成曲面形状。锡焊前应在修焊表面涂上焊锡膏,用焊枪的火焰把钣金表面烤热,把焊锡熔化,将焊锡焊到要修补的表面上,焊的厚度由曲面要求而定,使焊后表面恢复形状。焊锡修补后,表面往往不够理想,可用砂轮和砂纸打磨,使表面呈圆滑过渡。2.选择车身修复方法

车身修复的方法通常有以下几种:

(1)拉环牵引修理法 所谓拉环牵引修理法是根据钣金件受损部位的大小焊上一定数量的平垫片拉环,平垫片拉环称为牵引介质,将钢丝绳或拉杆穿入介质中,然后用人力或机械牵引钢丝,通过介质使钣金件受损部位受力向外牵引,使其恢复到原来的位置和形状。特别是对于较大面积的变形,双层结构的钣金件、不易拉伸的部位、转角过渡处和车门立柱等,采用拉环牵引修理法修理显得更加方便。

(2)加热收缩法 局部加热收缩法是钣金修理的常用方法。钣金件的损坏变形主要是相关部位的拉伸变形,用加热收缩法消除拉伸应力,可以恢复原来形状。

(3)锤子、顶铁或修平刀修理法 锤子、顶铁或修平刀修理法是传统的钣金修理方法。钣金工一手持锤子,另一手持顶铁或修平刀以及其他工具进行钣金敲打整形修理。钣金手工作业需有钣金工的技巧和经验,而好的钣金修理技术不是一朝一夕能够获得的。

装复调试

车身修复工作结束之后,需要进行装配。将经过修整的车身和局部附件,需更换的部件和拆卸件,按原车的要求进行总装。装复之后,还需要对车辆进行调试或试车,对于发生严重碰撞的车辆,还务必进行四轮定位。

四轮定位就是通过四轮定位仪,检测出被测车辆的各轮倾角和束值是否符合原厂标准,如不符合可进行调整。只有车辆的四轮定位数据准确,车辆的操控性能、稳定性能才能达到最佳状态,轮胎的使用寿命也才能达到最长。

通过四轮定位检查,如果发现某些数据不符合规定标准,还要进行调试检测,直到所有的参数和数据都在标准范围内为止。