淺談鋁車身的維修

◆文/山東 孫星 許偉偉

雖然鋁材成本比鋼材高，但并不代表全鋁車身只能出現(xiàn)在高端品牌車型之上。2014年，美國媒體就報(bào)道了豐田通商將聯(lián)合日本第三大鋼企—神戶制鋼生產(chǎn)用于車身的鋁板材料，并向歐美以及日本等多家車企提供服務(wù)。鑒于豐田通商與豐田汽車屬同一集團(tuán)，因此豐田汽車將有望率先應(yīng)用該鋁板材料，并在旗下車型普及，而眾多的汽車品牌在未來也會很有可能在車身制造中大量使用鋁合金部件。

一、鋁的特性

鋁作為一種常見的金屬材料，它具有如下特性。

①具有較強(qiáng)的氧化性，極易與氧氣結(jié)合，生成氧化鋁，防腐性好；

②粉末易爆，最低爆炸極限為30g/m3；

③延展性較強(qiáng)，修復(fù)中易產(chǎn)生裂紋；

④熔點(diǎn)低，純鋁熔點(diǎn)為660℃，受熱后無顏色變化；

⑤化學(xué)性能活潑，在一定條件下易與其它金屬離子發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，造成接觸腐蝕；⑥焊接性能較差。

二、鋁車身維修應(yīng)具備的條件

1.熟悉鋁車身各種性能

維修技師不僅對鋁材的特性要非常了解，還要對鋁合金車身的維修工藝、連接方式與連接形式、粘結(jié)劑與鉚接工具的性能了如指掌。

2.獨(dú)立的維修空間和防爆吸塵系統(tǒng)

鋁合金板材在打磨過程中會產(chǎn)生很多鋁粉，吸入后不但對身體有害，而且在空氣中易燃易爆，所以在對鋁合金車身進(jìn)行維修時要設(shè)置獨(dú)立的維修空間和防爆集塵(圖1)、吸塵系統(tǒng)(圖2)，以保證車身修復(fù)工作的安全。

圖1 集成粉塵抽排系統(tǒng)防爆集塵器

圖2 集成粉塵抽排系統(tǒng)防吸塵器

3.專用的維修設(shè)備和工具

對鋁合金車身進(jìn)行維修時要采用專業(yè)的鋁板焊接專用氣體保護(hù)焊機(jī)(圖3)和鋁外形修復(fù)機(jī)(圖4)。

圖3 鋁板焊接專用氣體保護(hù)焊機(jī)

圖4 鋁外形修復(fù)機(jī)

三、鋁合金車身覆蓋件維修方法

1.未傷漆凹痕修復(fù)

未傷漆凹痕修復(fù)時需采用特殊工具，修復(fù)方法與鋼車身修復(fù)方法相同。此方法只適用于車漆未受到損壞的輕微凹陷(如冰雹引起的損傷)。常見的維修方法有膠粘拉伸(圖5)、電磁拉伸(圖6)、氣囊頂壓、撬鎬修復(fù)(圖7)等。

圖5 膠粘拉伸示意圖

圖6 電磁拉伸示意圖

圖7 撬鎬修復(fù)示意圖

2.熱修復(fù)

當(dāng)鋁合金板件發(fā)生較嚴(yán)重變形時，必須利用加熱的方法增加鋁板的可塑性。如果不加熱，施加校正力后會引起鋁板開裂。但由于鋁熔點(diǎn)較低(通常為660℃)，如果加熱過量會造成鋁材變形或熔化，所以在對鋁板進(jìn)行加熱時，應(yīng)用紅外線測溫儀監(jiān)控溫度?？捎枚⊥榛蛞胰惭婕訜幔部捎秒姛犸L(fēng)槍進(jìn)行加熱(圖8)，加熱溫度控制在120～150℃。

圖8 電熱風(fēng)槍紅外線測溫儀

(1)由于鋁材的可延展性較強(qiáng)，在受到碰撞后很難恢復(fù)到原來的形狀和尺寸。修復(fù)時維修技師可使用木錘或橡膠錘進(jìn)行錯位敲擊，以減少鋁材的延伸，如圖9所示。同時必須正位敲擊、多次的輕敲，否則將會加重鋁材的損傷程度。

圖9 錯位敲擊與正位敲擊

(2)在鋁合金面板修復(fù)時也可使用鋁整形機(jī)對損傷部位進(jìn)行校整，在修復(fù)到位后使用專用工具將介子栽焊螺桿齊根剪下(圖10)，打磨平整即可。

圖10 在介子上安裝拉拔環(huán)剪短介子

(3)焊接介子片，對變形區(qū)域進(jìn)行拉拔。鋁合金面板碰撞變形后受加工硬化的影響很難二次成型，如果強(qiáng)行修復(fù)會使損傷部位出現(xiàn)裂紋甚至發(fā)生斷裂，所以鋁板件僅適用于繃緊狀態(tài)下的控制拉拔，不可以使用沖擊工具，如飛行錘、滑錘，但可配合使用組合工具對變形區(qū)域進(jìn)行整體拉拔(圖11)。

圖11 整體拉拔

(4)當(dāng)鋁合金面板發(fā)生延伸時可采取熱收縮的方法進(jìn)行處理。操作時應(yīng)緩慢冷卻收縮部位，不可使其急速降溫，從而避免過度的收縮造成板材變形，在這里使用銅觸頭要比碳棒好些。另外，鋁板修復(fù)時禁止使用鋼質(zhì)車身修理時所使用的收縮錘或收縮墊鐵，以免造成損傷部位開裂。

四、鋁車身結(jié)構(gòu)件維修方法

1.焊接

以Fronius TPS2700焊接設(shè)備為例(圖12)，使用的保護(hù)氣體為純Ar，Ar+(20%～90%)He；使用鋁合金焊絲4043(Al-Si)，用于Al-Si和Al-Mg-Si系(6061、6082等)、鑄鋁和鍛鋁合金之間的MIG和TIG焊等。5356(Al-Mg-Si)使用Al-Mg系(Mg<5%)合金的MIG和TIG焊。

圖12 Fronius TPS2700焊接設(shè)備

2.粘接

鋁車身的構(gòu)件大部分是通過粘接或粘接、鉚接共用的方式連接在一起的。維修用的膠水一般為雙組份結(jié)構(gòu)膠，膠水除了起到連接作用外，還具有防腐、密封的作用。打膠前需對板面需進(jìn)行清潔、打磨處理。

3.鉚接

在進(jìn)行鋁車身零件的粘接、焊接、鉚接時，為了連接不能進(jìn)行點(diǎn)焊的材料通常會使用鉚接，因此其作用非常重要。鉚接方式一般分為拉鉚、壓鉚兩種，鉚釘?shù)姆N類分為抽芯鉚釘、空心鉚釘、實(shí)心鉚釘、沉頭鉚釘及不銹鋼抽芯鉚釘?shù)?。在鋁車身修復(fù)中，常用的鉚接工具一般為自沖式鉚接機(jī)和拉鉚槍，使用鉚釘進(jìn)行鉚接的示意圖如圖13所示，自沖鉚釘連接原理圖如圖14所示，鉚接后效果圖如圖15所示。

圖13 不同類型的鉚釘鉚接示意圖

圖14 自沖鉚釘連接原理圖

圖15 鉚接后效果圖

自沖鉚釘技術(shù)原理及流程：壓邊圈首先向下運(yùn)動對鉚接材料進(jìn)行預(yù)壓緊，以防止材料在鉚釘?shù)淖饔昧ο孪虬寄?nèi)流動，而后沖頭向下運(yùn)動推動鉚釘向下刺穿上層材料。在凹模與沖頭的共同作用下鉚釘尾部在下層金屬中張開形成喇叭口形狀以便鎖止達(dá)到連接目的。

鉚接兩層相同金屬材料時，將較厚的放在下層；鉚接兩層不同金屬材料時，將塑性好的材料放在下層；鉚接金屬與非金屬材料時，將金屬材料放在下層。

五、國內(nèi)鋁車身維修現(xiàn)狀

1.鋁合金在車身上的使用率不算高，僅在幾個高端品牌中有大量使用。

2.各個擁有鋁合金維修技術(shù)的品牌廠家對技術(shù)存在保密的現(xiàn)象，鋁合金維修技術(shù)沒有完全被推廣。

3.各個使用鋁合金材料的汽車廠家對鋁合金的維修方法存在差異，對鋁合金的維修技術(shù)沒有形成共識。

4.車身維修技師的理論水平普遍不高，對鋁合金材料的物理性能、化學(xué)性能認(rèn)識不夠徹底，在維修過程中往往不夠嚴(yán)謹(jǐn)，不能按正確的方法開展維修工作。

5.關(guān)于鋁合金維修的技術(shù)資料匱乏，維修技師即使想從圖書或網(wǎng)絡(luò)上攝取知識，技術(shù)性的文章也是千篇一律，內(nèi)容不夠全面、深入。

6.鋁車身維修用的設(shè)備、工具不夠全面，有些維修企業(yè)即使有一部分設(shè)備，也存在維修工不會使用的現(xiàn)象。

7.部分維修工對于車身鋁合金類的部件只換不修，使得車主或保險(xiǎn)公司的維修成本非常高。

六、總結(jié)

針對我國鋁車身的修復(fù)現(xiàn)狀，未來鋁車身的修復(fù)應(yīng)該從以下幾個方面著手。

1.加強(qiáng)對維修技師的技術(shù)培訓(xùn)工作，讓鋁合金維修技術(shù)得到推廣。

2.加強(qiáng)汽車保險(xiǎn)公司人員的技術(shù)培訓(xùn)，讓保險(xiǎn)公司人員認(rèn)識到鋁合金板件在很多情況下不是只能更換，從而使其對維修企業(yè)從技術(shù)角度提出要求。

3.從源頭入手培養(yǎng)專業(yè)的鋁車身維修人才，各院校應(yīng)加大對鋁車身修復(fù)的重視。

鋁制車身崛起的原因及其發(fā)展現(xiàn)狀

為減少對環(huán)境的污染，很多汽車生產(chǎn)廠家開始注重提高提高汽車能效。提高發(fā)動機(jī)能效、減小風(fēng)阻、減少車重是三條提升能效的主要途徑。這三者當(dāng)中，前兩者相關(guān)技術(shù)已經(jīng)成熟，可提升的空間小且成本較高，因此只剩下車身輕量化可進(jìn)行深入探究。

鋁車身可減輕車身重量，對環(huán)保也有益處。從20世紀(jì)80年代末開始，很多歐美國家的汽車生產(chǎn)廠家加強(qiáng)了對鋁制汽車車身方面的研究，并取得了一定的成就。1995年德國奧迪公司首先開始批量生產(chǎn)鋁制車身，并把鋁制車身推向了高潮。鋁本身具有的強(qiáng)度較低、加工難度高等缺點(diǎn)使得鋁制車身修復(fù)成本極其高，如果發(fā)生碰撞基本沒有修復(fù)價值，而如果想要發(fā)展鋼鋁混合車身其本身的制造工藝也是一大難點(diǎn)。所以，未來鋁制車身是一個發(fā)展趨勢但仍需解決成本及制造工藝等問題。