汽車車身結(jié)構(gòu)和維修技術(shù)解析(十一)

◆文/江蘇 張湘衡

汽車車身結(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

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

在進行構(gòu)件電阻焊作業(yè)時，一定要先查閱汽車制造廠提供的汽車維修說明書。更換車身構(gòu)件時，焊接接頭的大小應(yīng)和原來制造廠的焊接接頭類似。車身構(gòu)件的強度和耐久性要求，需要根據(jù)焊接到車身構(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

電阻焊是汽車制造廠在流水線上對整體式車身進行焊接時最常用的一種方法。據(jù)估計，在整體式車身的焊接中，有90%～95%的車輛都采用焊機來進行電阻焊，圖126所示為多功能焊機。

圖126 多功能焊機

電阻點焊工藝適用于厚度為0.4～0.8mm的無鍍層低合金金屬材料(碳的質(zhì)量分數(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，特殊情況可以達到3.0∶1。在車身修理時，常見的電阻焊部位包括車頂、車窗框構(gòu)件和車門、車門檻構(gòu)件以及外部的覆蓋件。

②電阻焊的焊接原理

電阻焊是通過低壓電流流過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進行焊接的。因此，電阻點焊的三個要素分別是：電流、加壓和加壓時間，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：在進行電阻焊時，有很強的電流流過焊接電極頭，然后經(jīng)過兩構(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，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，將會產(chǎn)生濺出物；如果減小電流強度或增加壓力，便可使焊接濺出物減少。

加壓：兩個金屬件之間的焊接機械強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，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，如果電極頭壓力太大會引起熔核過小，并降低焊接部位的機械強度。

圖128 電流的影響

圖129 加壓力的影響

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

圖130 加壓時間的影響

③電阻焊機設(shè)備

電阻焊機設(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，也可安裝在遠處并通過電纜和焊炬連接，安裝在焊炬上的變壓器效率更高。安裝在遠處的變壓器必須較大，以補償連接變壓器和焊炬的長電纜所造成的電力損失。

電焊機控制器可調(diào)節(jié)變壓器輸出的焊接電流，并可以調(diào)節(jié)焊接時間。焊炬通過電極臂向被焊構(gòu)件施加壓力，并流入焊接電流。大多數(shù)電阻點焊機都帶有增力機構(gòu)，可以產(chǎn)生很大的電極壓力來穩(wěn)定焊接質(zhì)量。電阻焊機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上大多數(shù)難以到達的部位，例如輪口邊緣、流水槽、后燈孔、地板、車門檻板、窗洞和門洞等。

圖131 焊矩

圖132 帶有加壓氣缸的電阻焊焊矩

圖133 電極臂

④電阻焊機的操作

使用擠壓式電阻焊機時，還要注意下列問題。

兩個焊接表面之間的間隙會影響電流的通過，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)會減小電流強度而使焊接質(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)件之間間隙會影響焊接質(zhì)量

圖135 構(gòu)件表面應(yīng)無污染物

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，電流強度便會減小，進而降低焊接的強度。

圖137 電極和金屬板之間的夾角應(yīng)正確

修理廠的焊機功率一般小于制造廠的焊機功率。因此，修理廠在進行點焊時應(yīng)將焊點數(shù)增加30%，新的焊點應(yīng)避開原來的舊焊點(圖138)。

圖138 新的焊點應(yīng)避開原來的舊焊點

焊點的間距(兩個焊點之間的距離)和邊緣距離(焊點到構(gòu)件邊緣的距離)會影響構(gòu)件連接強度。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)選擇合適的焊點距離(圖139)。

圖139 選擇合適的焊點距離

在電阻點焊焊接時，電流流過第一個和第二個焊點的電流不一樣，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，第二點流過的電流會小一些，造成第二個焊點的強度下降，如果電流調(diào)大后焊接，會造成第一個焊點電流過大，因此應(yīng)該在正常焊完第一個焊點后，把第二個焊點的電流調(diào)大一些(圖140)。

圖140 構(gòu)件焊接時的電流的影響

焊點的順序不要只沿著一個方向連續(xù)進行點焊。這種方法會使電流產(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行焊接(圖142)，對這個部位進行焊接將產(chǎn)生應(yīng)力集中而導(dǎo)致開裂。例如，車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。釬焊在焊接過程中只熔化焊條，而不熔化母材，這種焊條的熔點低于母材，如圖143所示。釬焊類似于將兩個物體粘在一起。在釬焊過程中，熔化的黃銅充分擴散到兩層構(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度小于原構(gòu)件的抗彎強度。因此，只能對制造廠已進行過釬焊的部位進行釬焊，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)，釬焊這個詞通常用來指硬釬焊。

圖143 釬焊

釬焊有下列特性：

釬焊是在很低的溫度下進行，在這個過程中構(gòu)件不熔化，因此構(gòu)件產(chǎn)生變形和應(yīng)力的危險性較小；

由于構(gòu)件不熔化，所以可以進行兩種金屬構(gòu)件的焊接連接；

釬焊用黃銅是因為黃銅有優(yōu)異的流動性，能夠順利地進入構(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，所以焊接處的強度不高，一般構(gòu)件之間的連接要求強度太高的部位不宜采用釬焊；

釬焊技術(shù)很容易掌握。汽車車身結(jié)構(gòu)中，使用電弧釬焊將車頂和后頂側(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間。

圖144 構(gòu)件的釬焊連接結(jié)構(gòu)

在車身修理廠，釬焊設(shè)備(圖145)通常與氧－乙炔焊的設(shè)備相同。進行釬焊時，需要氧－乙炔焊炬、釬焊條、焊接護目鏡、手套和焊炬點燃器。盡管氧－乙炔焊炬可用來進行軟釬焊，但最好還是用專業(yè)的設(shè)備進行軟釬焊。

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，并進一步氧化，可以獲得較好焊接質(zhì)量(圖146)。

③釬焊接頭的強度

由于釬焊的連接強度低于母材的強度，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。接頭的強度取決于需要連接的兩個工件的表面積，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，要用鋼絲刷對表面進行清潔。

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渣，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。如果沒有完全清除掉剩余的焊劑殘渣，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“毛細現(xiàn)象”，可產(chǎn)生極好的密封效果。在對一個接頭進行軟釬焊以前，應(yīng)先將接合處及其周圍的涂層、銹斑、油和其他外來雜質(zhì)清除掉。

軟釬焊的過程如下：對需要進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(如果為淺藍色，表明加熱溫度過高)。

6.車身測量維修技術(shù)

隨著汽車車身結(jié)構(gòu)的變化以及電子技術(shù)、檢測技術(shù)的發(fā)展，汽車評估、質(zhì)量檢測、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。計算機技術(shù)的廣泛應(yīng)用使數(shù)據(jù)儲存、查詢和處理極為方便，而測試技術(shù)的發(fā)展使汽車的估損、維修、檢測可以更準(zhǔn)確、更迅速。汽車車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”。由于汽車車身測量方法的重要性，大量的測量工具與設(shè)備也得到廣泛應(yīng)用。

(1)車身測量系統(tǒng)

量規(guī)測量系統(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。它們可以單獨使用，也可互相配合使用。軌道式量規(guī)多用于測量控制點之間距離；中心量規(guī)用來檢驗車身部件或構(gòu)件是否移位；麥克弗森撐桿中心量規(guī)與車身定位以后，中心量規(guī)可以檢測出整體式車身上的測量控制點是否移位。

(未完待續(xù))