汽車(chē)車(chē)身結(jié)構(gòu)和維修技術(shù)解析(十一)

◆文/江蘇 張湘衡

汽車(chē)車(chē)身結(jié)構(gòu)和維修技術(shù)解析(十一)

◆文/江蘇 張湘衡

(接2016年第8期)

(3)電阻焊

汽車(chē)車(chē)身構(gòu)件的連接都是機(jī)械化作業(yè)，大多采用電阻焊，在車(chē)身構(gòu)件修復(fù)時(shí)也需要使用電阻焊或氣體保護(hù)焊進(jìn)行焊接連接。在使用電阻焊時(shí)，操作者必須在設(shè)備上安裝一些合適的長(zhǎng)焊接臂和電極，并應(yīng)適當(dāng)調(diào)整兩構(gòu)件之間的夾緊力，同時(shí)調(diào)整電流強(qiáng)度和時(shí)間才能得到較好焊接質(zhì)量。

在進(jìn)行構(gòu)件電阻焊作業(yè)時(shí)，一定要先查閱汽車(chē)制造廠提供的汽車(chē)維修說(shuō)明書(shū)。更換車(chē)身構(gòu)件時(shí)，焊接接頭的大小應(yīng)和原來(lái)制造廠的焊接接頭類(lèi)似。車(chē)身構(gòu)件的強(qiáng)度和耐久性要求，需要根據(jù)焊接到車(chē)身構(gòu)件上的位置決定，并查閱技術(shù)文件選擇最佳的焊接方法。

①電阻焊優(yōu)點(diǎn)

電阻焊是汽車(chē)制造廠在流水線上對(duì)整體式車(chē)身進(jìn)行焊接時(shí)最常用的一種方法。據(jù)估計(jì)，在整體式車(chē)身的焊接中，有90%～95%的車(chē)輛都采用焊機(jī)來(lái)進(jìn)行電阻焊，圖126所示為多功能焊機(jī)。

圖126 多功能焊機(jī)

電阻點(diǎn)焊工藝適用于厚度為0.4～0.8mm的無(wú)鍍層低合金金屬材料(碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般小于0.15%)，兩構(gòu)件的金屬材料鋼板厚度比小于2.5∶1，特殊情況可以達(dá)到3.0∶1。在車(chē)身修理時(shí)，常見(jiàn)的電阻焊部位包括車(chē)頂、車(chē)窗框構(gòu)件和車(chē)門(mén)、車(chē)門(mén)檻構(gòu)件以及外部的覆蓋件。

②電阻焊的焊接原理

電阻焊是通過(guò)低壓電流流過(guò)夾緊在一起的兩塊金屬產(chǎn)生的電阻熱和焊接電極的擠壓力來(lái)進(jìn)行焊接的。因此，電阻點(diǎn)焊的三個(gè)要素分別是：電流、加壓和加壓時(shí)間，圖127所示為電阻焊工作示意圖。

圖127 電阻焊工作示意圖

電流：在進(jìn)行電阻焊時(shí)，有很強(qiáng)的電流流過(guò)焊接電極頭，然后經(jīng)過(guò)兩構(gòu)件。在構(gòu)件金屬的接合處溫度迅速上升，電阻值最大，電流不斷流過(guò)，構(gòu)件金屬便熔化并熔合在一起，如圖128所示。如果電流太大或壓力太小，將會(huì)產(chǎn)生濺出物；如果減小電流強(qiáng)度或增加壓力，便可使焊接濺出物減少。

加壓：兩個(gè)金屬件之間的焊接機(jī)械強(qiáng)度與焊接電極頭施加的力有直接關(guān)系。當(dāng)電極頭將金屬件擠壓在一起時(shí)，電流從電極頭流入構(gòu)件金屬，使金屬熔化并熔合在一起，如圖129所示。加壓時(shí)，如果電極頭壓力太大會(huì)引起熔核過(guò)小，并降低焊接部位的機(jī)械強(qiáng)度。

圖128 電流的影響

圖129 加壓力的影響

加壓時(shí)間：電阻焊電流停止后，熔化的部位開(kāi)始冷卻，凝固的金屬形成了圓而平的焊點(diǎn)。這種結(jié)構(gòu)非常緊密，如圖130所示。加壓時(shí)間是一個(gè)非常重要的因素，操作時(shí)的加壓時(shí)間不可少于設(shè)備上說(shuō)明書(shū)上的規(guī)定值。

圖130 加壓時(shí)間的影響

③電阻焊機(jī)設(shè)備

電阻焊機(jī)設(shè)備由變壓器、控制器和可更換電極臂的焊炬(圖131)構(gòu)成。如圖132所示，帶有加壓氣缸的電阻焊焊矩，可以根據(jù)焊接需要進(jìn)行調(diào)整，焊接質(zhì)量更好。變壓器既可安裝在焊炬上，也可安裝在遠(yuǎn)處并通過(guò)電纜和焊炬連接，安裝在焊炬上的變壓器效率更高。安裝在遠(yuǎn)處的變壓器必須較大，以補(bǔ)償連接變壓器和焊炬的長(zhǎng)電纜所造成的電力損失。

電焊機(jī)控制器可調(diào)節(jié)變壓器輸出的焊接電流，并可以調(diào)節(jié)焊接時(shí)間。焊炬通過(guò)電極臂向被焊構(gòu)件施加壓力，并流入焊接電流。大多數(shù)電阻點(diǎn)焊機(jī)都帶有增力機(jī)構(gòu)，可以產(chǎn)生很大的電極壓力來(lái)穩(wěn)定焊接質(zhì)量。電阻焊機(jī)都帶有可更換電極臂(圖133)裝置，這些電極臂可用于焊接汽車(chē)上大多數(shù)難以到達(dá)的部位，例如輪口邊緣、流水槽、后燈孔、地板、車(chē)門(mén)檻板、窗洞和門(mén)洞等。

圖131 焊矩

圖132 帶有加壓氣缸的電阻焊焊矩

圖133 電極臂

④電阻焊機(jī)的操作

使用擠壓式電阻焊機(jī)時(shí)，還要注意下列問(wèn)題。

兩個(gè)焊接表面之間的間隙會(huì)影響電流的通過(guò)，如圖134所示，正確的間隙可以保證焊接質(zhì)量。焊接前要將兩個(gè)構(gòu)件表面整平，消除間隙，用夾緊裝置將兩構(gòu)件夾緊。構(gòu)件表面需要清除涂層、銹斑、灰塵或其他任何污染物，這些物質(zhì)會(huì)減小電流強(qiáng)度而使焊接質(zhì)量降低，如圖135所示。

為了保證構(gòu)件之間的焊接質(zhì)量，可在金屬表面進(jìn)行防銹處理，在表面涂一層導(dǎo)電系數(shù)較高的防銹劑，如圖136所示。

圖134 構(gòu)件之間間隙會(huì)影響焊接質(zhì)量

圖135 構(gòu)件表面應(yīng)無(wú)污染物

圖136 防銹劑均勻地涂在構(gòu)件表面

電極和構(gòu)件之間的夾角應(yīng)正確，如圖137所示。如果角度不正確，電流強(qiáng)度便會(huì)減小，進(jìn)而降低焊接的強(qiáng)度。

圖137 電極和金屬板之間的夾角應(yīng)正確

修理廠的焊機(jī)功率一般小于制造廠的焊機(jī)功率。因此，修理廠在進(jìn)行點(diǎn)焊時(shí)應(yīng)將焊點(diǎn)數(shù)增加30%，新的焊點(diǎn)應(yīng)避開(kāi)原來(lái)的舊焊點(diǎn)(圖138)。

圖138 新的焊點(diǎn)應(yīng)避開(kāi)原來(lái)的舊焊點(diǎn)

焊點(diǎn)的間距(兩個(gè)焊點(diǎn)之間的距離)和邊緣距離(焊點(diǎn)到構(gòu)件邊緣的距離)會(huì)影響構(gòu)件連接強(qiáng)度。構(gòu)件兩層之間的結(jié)合力隨著焊接間距的縮小而增大，因此應(yīng)選擇合適的焊點(diǎn)距離(圖139)。

圖139 選擇合適的焊點(diǎn)距離

在電阻點(diǎn)焊焊接時(shí)，電流流過(guò)第一個(gè)和第二個(gè)焊點(diǎn)的電流不一樣，特別是在構(gòu)件兩層板之間有防銹劑導(dǎo)致導(dǎo)電系數(shù)的降低后，第二點(diǎn)流過(guò)的電流會(huì)小一些，造成第二個(gè)焊點(diǎn)的強(qiáng)度下降，如果電流調(diào)大后焊接，會(huì)造成第一個(gè)焊點(diǎn)電流過(guò)大，因此應(yīng)該在正常焊完第一個(gè)焊點(diǎn)后，把第二個(gè)焊點(diǎn)的電流調(diào)大一些(圖140)。

圖140 構(gòu)件焊接時(shí)的電流的影響

焊點(diǎn)的順序不要只沿著一個(gè)方向連續(xù)進(jìn)行點(diǎn)焊。這種方法會(huì)使電流產(chǎn)生分流而降低焊接質(zhì)量，應(yīng)按圖141所示的焊接順序。

不應(yīng)在構(gòu)件拐角的半徑部位進(jìn)行焊接(圖142)，對(duì)這個(gè)部位進(jìn)行焊接將產(chǎn)生應(yīng)力集中而導(dǎo)致開(kāi)裂。例如，車(chē)身前柱和中柱的頂部拐角，后立柱側(cè)板的上方拐角，前、后車(chē)窗拐角處。

圖141 焊接順序

圖142 拐角部位不能焊接

(4)釬焊

①釬焊焊接特性

釬焊只能用在構(gòu)件之間密封結(jié)構(gòu)處。釬焊在焊接過(guò)程中只熔化焊條，而不熔化母材，這種焊條的熔點(diǎn)低于母材，如圖143所示。釬焊類(lèi)似于將兩個(gè)物體粘在一起。在釬焊過(guò)程中，熔化的黃銅充分?jǐn)U散到兩層構(gòu)件之間，形成牢固的熔合區(qū)。釬焊接處抵抗碰撞的抗彎強(qiáng)度小于原構(gòu)件的抗彎強(qiáng)度。因此，只能對(duì)制造廠已進(jìn)行過(guò)釬焊的部位進(jìn)行釬焊，其他地方不可釬焊。釬焊分為兩種，即軟釬焊和硬釬焊(用黃銅或鎳)，釬焊這個(gè)詞通常用來(lái)指硬釬焊。

圖143 釬焊

釬焊有下列特性：

釬焊是在很低的溫度下進(jìn)行，在這個(gè)過(guò)程中構(gòu)件不熔化，因此構(gòu)件產(chǎn)生變形和應(yīng)力的危險(xiǎn)性較小；

由于構(gòu)件不熔化，所以可以進(jìn)行兩種金屬構(gòu)件的焊接連接；

釬焊用黃銅是因?yàn)辄S銅有優(yōu)異的流動(dòng)性，能夠順利地進(jìn)入構(gòu)件之間的間隙中，有很好的密封性能；

釬焊主要是起密封作用，所以焊接處的強(qiáng)度不高，一般構(gòu)件之間的連接要求強(qiáng)度太高的部位不宜采用釬焊；

釬焊技術(shù)很容易掌握。汽車(chē)車(chē)身結(jié)構(gòu)中，使用電弧釬焊將車(chē)頂和后頂側(cè)圍連接在一起，電弧釬焊產(chǎn)生的熱量少，所以不容發(fā)生構(gòu)件變形或彎曲(圖144)。特別是車(chē)身構(gòu)件厚度薄、要求密封高的部位常采用釬焊，縮短了焊接和拋光的時(shí)間。

圖144 構(gòu)件的釬焊連接結(jié)構(gòu)

在車(chē)身修理廠，釬焊設(shè)備(圖145)通常與氧－乙炔焊的設(shè)備相同。進(jìn)行釬焊時(shí)，需要氧－乙炔焊炬、釬焊條、焊接護(hù)目鏡、手套和焊炬點(diǎn)燃器。盡管氧－乙炔焊炬可用來(lái)進(jìn)行軟釬焊，但最好還是用專(zhuān)業(yè)的設(shè)備進(jìn)行軟釬焊。

②焊劑和釬焊條

暴露在空氣中的金屬表面一般都有一層氧化膜，加熱會(huì)使這層氧化膜變厚。焊劑可以清除氧化膜，而且還能預(yù)防金屬表面重新氧化；它還可增加母材和釬焊材料之間的粘接強(qiáng)度。給母材的表面涂上焊劑，加熱使其變成液體，即可清除氧化層。氧化層被清除后，釬焊材料將粘接在構(gòu)件表面上，并進(jìn)一步氧化，可以獲得較好焊接質(zhì)量(圖146)。

③釬焊接頭的強(qiáng)度

由于釬焊的連接強(qiáng)度低于母材的強(qiáng)度，接頭的形狀和間隙就變得非常重要。如圖147所示為基本的釬焊接頭。接頭的強(qiáng)度取決于需要連接的兩個(gè)工件的表面積，故應(yīng)盡量加寬搭接接頭的寬度。構(gòu)件搭接部位的寬度一般應(yīng)等于或大于構(gòu)件材料厚度的3倍。

圖145 釬焊設(shè)備

圖146 使用焊劑的工作示意圖

圖147 基本的釬焊接頭

④釬焊的操作

清潔構(gòu)件表面：如果構(gòu)件表面上粘有氧化物、油、油漆或灰塵，釬焊材料就不能順利地流到構(gòu)件表面的焊接部位，要用鋼絲刷對(duì)表面進(jìn)行清潔。

施加焊劑：構(gòu)件表面被徹底清潔后，在焊接表面均勻地加上焊劑(如果使用帶焊劑的釬焊條，就不需要用焊劑)。

給構(gòu)件加熱：將構(gòu)件的接合處均勻地加熱到能夠接受釬焊材料的溫度。調(diào)節(jié)焊炬氣體的火焰，使它稍微呈現(xiàn)出碳化焰的狀態(tài)(圖148)。根據(jù)焊劑熔化的狀態(tài)，推斷出釬焊材料的適當(dāng)溫度。

圖148 釬焊加熱方法

⑤釬焊后的處理

釬焊部位充分冷卻以后，用水沖洗掉剩余的焊劑殘?jiān)?，并用硬的鋼絲刷清潔表面。燒干并發(fā)黑的焊劑可用砂輪清除。如果沒(méi)有完全清除掉剩余的焊劑殘?jiān)?，涂層就不能很好地粘附，而且接頭處還可能產(chǎn)生腐蝕和裂紋。

⑥軟釬焊

軟釬焊不可用來(lái)加固構(gòu)件的接頭，只能用于最終的精加工，例如校正金屬板表面或修正焊接接頭的表面。由于軟釬焊具有“毛細(xì)現(xiàn)象”，可產(chǎn)生極好的密封效果。在對(duì)一個(gè)接頭進(jìn)行軟釬焊以前，應(yīng)先將接合處及其周?chē)耐繉?、銹斑、油和其他外來(lái)雜質(zhì)清除掉。

軟釬焊的過(guò)程如下：對(duì)需要進(jìn)行軟釬焊的表面加熱(加熱后用一塊布擦凈)；充分搖晃焊膏，然后用刷子將它涂在構(gòu)件的金屬表面上；保持一定的距離進(jìn)行加熱；按照從中心到邊緣的順序，擦掉焊膏；釬焊部位一定要呈現(xiàn)銀灰色(如果為淺藍(lán)色，表明加熱溫度過(guò)高)。

6.車(chē)身測(cè)量維修技術(shù)

隨著汽車(chē)車(chē)身結(jié)構(gòu)的變化以及電子技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，汽車(chē)評(píng)估、質(zhì)量檢測(cè)、損壞修復(fù)正在朝著融合多種技能、設(shè)備、快捷的方向發(fā)展。計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用使數(shù)據(jù)儲(chǔ)存、查詢(xún)和處理極為方便，而測(cè)試技術(shù)的發(fā)展使汽車(chē)的估損、維修、檢測(cè)可以更準(zhǔn)確、更迅速。汽車(chē)車(chē)身的維修效果由傳統(tǒng)的“明顯改善”轉(zhuǎn)變?yōu)槟壳暗摹巴耆珡?fù)原”。由于汽車(chē)車(chē)身測(cè)量方法的重要性，大量的測(cè)量工具與設(shè)備也得到廣泛應(yīng)用。

(1)車(chē)身測(cè)量系統(tǒng)

量規(guī)測(cè)量系統(tǒng)主要由軌道式量規(guī)、中心量規(guī)和麥克弗森撐桿式中心量規(guī)等組成。它們可以單獨(dú)使用，也可互相配合使用。軌道式量規(guī)多用于測(cè)量控制點(diǎn)之間距離；中心量規(guī)用來(lái)檢驗(yàn)車(chē)身部件或構(gòu)件是否移位；麥克弗森撐桿中心量規(guī)與車(chē)身定位以后，中心量規(guī)可以檢測(cè)出整體式車(chē)身上的測(cè)量控制點(diǎn)是否移位。

(未完待續(xù))