淺談汽車塑料件的修復（上）

◆文/上海 葉建華 姚軍強

淺談汽車塑料件的修復（上）

◆文/上海 葉建華 姚軍強

編者按：

綠色汽修、節能環保一直為行業所倡導。本期我刊圍繞“綠色環保”話題，在車身修復欄目介紹汽車塑料件的修復、鈑金修復技術、汽車修補噴涂環保工藝及新車型的車身結構概覽等內容。我們希望借此專題，一方面傳遞環保的理念，呼吁維修同仁將節能意識根植于心，另一方面為廣大讀者介紹車身修復的相關知識。此外，我們熱誠歡迎專業人士對此欄目給予指導和反饋，希望不吝賜稿，共同探討。

葉建華

高級技師，第42屆、43屆世界技能大賽車身修理項目中國技術指導專家組組長、中國汽車維修行業協會專家工作委員會委員、國家職業技能競賽裁判員、國家職業技能鑒定考評員、上海市汽車維修行業協會技術咨詢專家組成員、上海交通技術學院汽車整形技術專業教學指導委員會成員等。

當前，由于環保和節能的需要，汽車輕量化已成為世界汽車發展的潮流。汽車輕量化大致可以分為三類：車身輕量化、發動機輕量化、底盤輕量化。目的均是在保證性能的前提下通過使用更輕材料降低車重，從而實現節能環保功能。應用于車身輕量化的材料除了高強度鋼及各種合金材料外，被廣泛應用的還有塑料。

汽車塑料件損壞后在汽車修理廠一般有兩種修理方案：一是更換塑料件，二是原件修復。前一種方案主要工作是拆裝，技術要求不高，經濟效益較好，因而汽車修理廠較傾向于更換；后一種方案費工費時，經濟效益不高，技術要求卻較高，因此許多汽車修理廠不太愿意承接汽車塑料件的修復工作（許多廢舊汽車塑料件流向無證加工點）。筆者從綠色環保角度出發，建議對能夠修復的汽車塑料件應以原件修復為主，下面就汽車塑料件的修復作一介紹。

一、塑料基本知識及其種類

1.塑料的種類

目前汽車上使用的塑料件較多，這些塑料件主要采用熱塑性和熱固性兩種類型的塑料。熱塑性塑料好比“蠟燭”，能通過加熱反復熔化再成型，在整個過程中化學成分不會發生變化。熱固性塑料則好比“雞蛋”，在最初加熱和使用催化劑或紫外線光照射的條件下會發生化學變化，冷卻后硬化成一種永久的形狀，再次加熱或使用催化劑時其形狀也不會發生變化。常用的塑料化學名稱、符號及分類可見表1。

表1　常用的塑料化學名稱、符號及分類一覽表

2.塑料的性能

各種塑料有著各自不同的性能，熱塑性塑料受熱時隨著溫度的升高逐漸軟化，冷卻時重新硬化為固體，再加熱又可軟化，因此可以進行焊接。熱固性塑料受熱初期軟化具有一定的可塑性，隨著繼續加熱塑料中樹脂分子不斷增大，最后達到硬化，再加熱不會再軟化。因此不能焊接，只能用膠粘劑粘結。

3.塑料的鑒別方法

塑料的鑒別很重要，只有在確定塑料的種類后才能確定具體的修理方法。因此在對塑料件進行修復前，必須先正確識別塑料的種類，識別方法大致有三種。

（1）根據國際符號或ISO碼識別法，塑料件背面有一個模壓在橢圓內的條款號或縮寫供識別，如圖1所示。

（2）查閱手冊識別法，未標注國際標準符號的塑料件，可查閱最新版本車身維修手冊予以識別。

試焊識別法是在部件的隱秘區或損壞區選擇一種塑料焊條進行試探性焊接，不同焊條的顏色不一樣，常用的有6種左右，如圖2所示。試焊時應準備一套塑料焊接工具，在試焊前應對塑料件大致判斷其種類，盡可能一次將焊條種類選擇正確，然后再進行試焊。

二、熱塑性塑料的修理方法

1.塑料的成型加工性能

塑料一般可分為具有吸濕性和不吸濕性兩種，具有吸濕性的塑料如纖維素塑料、有機玻璃、尼龍、聚碳酸酯、ABS及聚苯醚等。不吸濕性的塑料如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯及氟塑料等。

吸濕性是指塑料對水分子的親疏程度，具有吸濕性的塑料如果水分含量超過一定限度，在加工過程中水分會變成水氣，促使塑料高溫水解，熔體起泡和黏度下降，影響塑料件的外觀和降低機械強度。由于塑料是一種高聚物，高聚物的分子結構決定了分子運動的物理狀態。影響高聚物物理狀態的因素有分子結構、化學組成、受力情況及環境溫度等。隨著溫度的變化，分子熱運動表現出三種不同的力學狀態，即玻璃態、高彈態及粘流態，在一定條件下它們可以發生轉變，塑料的物理狀態與溫度的關系如圖3所示。溫度的轉變極限見表2。

在室溫下處于玻璃態的高聚物，通常稱為塑料。在室溫下處于高彈態的高聚物，則屬于橡膠材料。從實用角度看，玻璃化溫度是塑料材料工作溫度的上限，超過玻璃化溫度，塑料就會喪失或大大降低其力學性能。

從圖3中可以看出，完全結晶聚合物tg和tm之間基本上不呈高彈態，其變形基本保持不變，這有利于擴大聚合物的使用溫度范圍。

聚合物從熔融狀態到冷凝時，分子由無秩序狀態的獨立移動變成分子停止自由活動、取得固定位置，并排列成為正規模型傾向的一種現象稱為結晶。分子鏈能夠穩定整齊排列的稱為結晶型。分子鏈不能得到整齊排列的稱為非結晶型。

表2　溫度的轉變過程

結晶型高聚物一般耐熱性、非透明性和力學性能都較好，結晶型塑料件隨著分子間作用力的增加，密度、剛性、抗拉強度、硬度、耐熱性、抗溶劑性、氣密性及耐化學腐蝕性等性能隨結晶度的增大而提高，彈性、伸長率及沖擊強度則有所下降。塑料件中的非結晶部分，雖可增加塑料件的韌性和強度，但也可能使塑料件各部分性能不均勻，甚至使塑料件翹曲和開裂。

工業上為了改善塑料的結晶傾向的性能，常采用熱處理方法（即烘若干時間）使其由非晶相轉變為晶相，將不太穩定的晶形結構轉為穩定的晶形結構，使微小的晶粒轉為較大的晶粒等。通常，分子結構簡單、對稱性高的聚合物從高溫向低溫轉變時易結晶。

塑料在生產過程中具有一定的危害性，特別對人體具有一定的毒性、剌激性和腐蝕性。因此在修理塑料件前要嚴格遵守有關的安全要求。

（1）生產過程中，打磨、切割塑料件時要對人體做好防護工作，如穿戴好防護服、口罩、防護眼鏡等。

（2）塑料在焊接時會散發出有毒有害氣體，必須戴好口罩，戴好防護眼鏡，并在通風良好處操作，人要站在上風口。

（3）在處理玻璃纖維及硬化劑時，纖維硬化劑都有可能傷及人體皮膚，因此必須戴好橡皮手套，穿長袖衣服并扣緊衣領及袖口。

2.塑料零件修理方法

（1）塑料件的熱矯正

大多數的汽車車身塑料件都具有良好的彈性和柔性，當受到沖擊、擠壓等機械損傷時，一般都會以彎曲，扭曲或彎扭變形共存的綜合變形出現，對變形的熱塑性塑料，可采用熱矯正的方法使變形得到恢復。

車身防撞條，前格柵、儀表板、電器操縱箱等用丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物制成的ABS塑料，具有強度高、成形性好和二次加工容易等特點，這種材料變形時都可通過熱矯正修復制件。

對熱塑性塑料件進行熱矯正時，先將變形的塑料件在50℃左右的溫度下加熱一定時間，當塑料件趨于軟化后用手將變形處恢復原狀，如圖4所示。對局部小范圍變形，可用熱風槍對變形部位進行加熱來矯正。

如果變形較大應使用紅外線烘干燈加熱變形部位，如圖5所示。紅外線燈加熱效率高、升溫快，當塑料件稍有變軟時，立即對變形部位進行按壓矯正。如果變形面積較大，為了獲得良好的外觀，可以借助輔助工具如光滑的木板等。使用紅外線烘干燈時要注意控制塑料件的受熱溫度，一般應以50～60℃最好，最高溫度不能超過70℃，避免產生永久性變形。完成矯正后，應在原處慢慢恢復到常溫狀態。不要采用強制冷卻或過早移動，避免構件發生整體變形。

（2）熱空氣塑料焊接

塑料焊接時塑料焊條只在表面軟化，芯部仍維持原狀。焊接完畢后焊條的形狀沒有多大變化。塑料焊接時，在對焊件和焊條加熱的同時，向焊條施加壓力，使焊條進入焊區并形成永久結合。塑料在焊接時只是焊縫兩側有熔流帶，中部與焊條原有形狀一致，圖6所示為手工塑料焊接示意圖。

除手工塑料焊接外，也可選用熱空氣塑料焊機來焊接。熱空氣塑料焊機由空氣壓縮機提供氣源，采用電熱元件加熱空氣（230～340℃），熱空氣通過焊嘴噴到塑料上。大多數熱空氣塑料焊機使用的焊嘴工作壓力為21kPa，典型的熱空氣塑料焊機如圖7所示。

熱空氣塑料焊機的焊炬連同焊條一起使用，焊條的直徑通常為5mm。焊接時塑料焊條必須和所要焊的塑料材質相同，這樣才能保證焊接后的塑料具有適當的強度、硬度和柔韌性。根據焊接的不同要求可選用不同的焊嘴，塑料焊炬的焊嘴類型及用途可見表3。

使用熱空氣塑料焊機，應嚴格按使用說明書正確操作，以免不當操作造成熱空氣塑料焊機的損壞。熱空氣塑料焊接的程序大致如下：

①把焊機的焊接溫度調節至適當值。

②清洗塑料零件并擦干。

表3　塑料焊炬焊嘴類型及用途

③在損傷部位開V形槽并清潔，切不可使用清潔劑清潔。

④在損傷部位一側斜切寬約6mm的斜坡。

⑤對損傷部位進行定位焊或用鋁質膠帶粘貼好。

⑥選用最適合于損壞件材料的焊條和焊嘴。

⑦焊接深度應進入基底材料厚度的75%，焊好后冷卻凝固硬化處理約30min。

⑧磨削焊縫至適當的輪廓。

（未完待續）