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如何科学修复事故车 - 车身结构件矫正

2009-11-16汽车维修与保养

    车身矫正是指通过一定的外力将因事故损坏或疲劳损坏的部位修复到车辆出厂时技术标准“状态”的过程。对于“状态”一词,它包含两层含义。“状”是指比较直观的外观和形状,而“态”则是一种比较抽象的更深层次的概念,如金属内部分子结构是否能按照原来的位置重新顺序排列、内部的应力是否完全释放等,它将直接关系到车辆修复后的功能和寿命。结构件是指在车身上起到主要支撑及承载作用的构件,是车身零部件的安装基础,常见于纵梁、横梁、门柱及下边梁等部位。这类构件通常具有非常高的强度,加之结构多为封闭式的箱形截面,所以在修理时应采取一定的手段和措施,利用合理的工艺进行修复。

1.尽量采用就位修复工艺

整体式车身校正时,应尽可能采取就位修理的方法。这样在牵拉时,可有效地将周围一些变形部位顺便“带”出,同时也会由于少拆装构件而节省大量的时间。图1a是一个受到损伤的前杠骨架,该构件为封闭式的箱形截面构件,它是通过螺丝与前纵梁连接在一起的。通常情况下,很多钣金维修技师会将骨架拆下后矫正,这样其实是不科学的。前杠骨架在受到撞击后,撞击力的传递将会造成纵梁前部发生变形。骨架拆下后没有合适固定很难采取一个缓和的矫正力进行修复,另外修复完骨架后还需要对前纵梁进行修复。所以比较好的方法是进行就位修理,使用拉具对变形部位施加一个与撞击方向相反的缓和的力,然后使用一根合适的撬棒,从边缘的开口部位伸进去对骨架侧边的一些凹陷部位进行修整(图1b),这样会获得非常好的效果。

如何科学修复事故车?车身结构件矫正

损伤的前杠骨架

如何科学修复事故车?车身结构件矫正

骨架侧边的一些凹陷部位进行修整

当然,对于非承载式车身结构件很多时候也可以采用这种就位修复的方法。非承载式车身即传统的大梁式车身,它的车架是一个独立的部件,一般材质较厚,是由“U”型钢或两块“U”型钢反向焊接而形成箱形构件,其具有非常高的强度。通常可分为边框式车架及梯形车架等类型,通过螺栓与车身连接在一起。此类车架在受到撞击产生变形时,通常的修复方法是将驾驶室和货厢拆下后再单独对车架进行矫正。其实此类车架即使在拆除上述构件后也很难有一个好的锚固方法,所以对于有些损伤种类的变形可采用图2a的方法进行就位修理。车架在受到撞击产生侧向弯曲时,可将一根有足够强度的工字钢(轨道钢)放在车辆的一侧,使用马凳或木块将其垫到与车架水平,使用链条将工字钢与车架的前后部位固定,弯曲部位采用液压顶施加推力的方法进行矫正。同时,也可采用图2b的方法进行修复。这种弯曲绝大多数情况下会从车架的某个横梁部位出现,造成两侧梁同时变形。一旦在大梁的两侧都出现弯曲而中间没有横梁时,应使用分离式液压顶将两侧的弯曲部位支撑到原来的宽度,这样在施加推力时它可作为横梁有利于将力传递到另一侧,便于将两侧同步修复。对于上下弯曲的大梁也可以采用这种方法,矫正时直接将工字钢放在大梁的下部并采用相同的修复方法即可。但在矫正时,应尽可能地使工字钢与车架接近,以便获得稳定的矫正力,使用链条与大梁固定时也应配合合适的木块或铁块以防止变形。

如何科学修复事故车?车身结构件矫正

对车架矫正

2.矫正结构件的措施与手段

在初中课本中我们就曾学到过力的三要素:力的大小、方向和作用点。物体在受到撞击力后,从理论上来说只要拉住变形部位(作用点),按照与撞击相反的方向施加与撞击力相等的拉拔力即可。而在实际的矫正作业中,只按照这种原则很难将变形部位修复到位。对力的方向和作用点在此暂且不提,单就力的大小而言,实际的拉伸力可能要远远大于撞击力。在日常工作中我们经常会遇到很多结构件“拉不动”问题,哪怕是采取了多点固定与多点拉伸,或是遵循了先进后出、从里到外、先强后弱等原则。所以对于此类问题很多情况下应根据损伤部位的实际情况采取措施和手段。在对这些构件无法完全拉伸到位时,通常我们会采取加热法。在以前所接受的培训中,我们更多了解的是根据板材的强度确定加热部位、加热时间及加热温度等相关知识。其实加热消除应力时还应注意火焰,应采取中性焰或轻微的碳化焰,严格禁止使用氧化焰,这样可有效避免造成部件的过氧化,并适当的补充碳元素。另外不能用水或压缩空气冷却加热区域,必须让它自然冷却。否则金属将会变硬,甚至变脆,从而影响车辆的安全性。采用加热法时往往会产生一定程度的氧化或一定量的氧化皮,也会有脱碳现象,严重影响到金属表面的光泽度和疲劳寿命。所以目前很多主机厂和维修厂并不建议使用加热法,而应采取更换或冷操作法。

采用冷操作法时,使用木块和锤子消除内应力是比较好的修复手段和方法。但在损伤部位出现比较深的折损变形时,通常需要触及损伤部位的内侧,可结构形式为此带来了一定的难题,所以必须要采取一定的措施和手段。整体式车身结构大多为封闭式截面构件,通常它们有两种不同型式。一种叫做自封闭截面,有完整的四个边,是箱形截面结构。另一种是开口的,看起来像有边的帽子,靠与其他构件连接形成封闭截面,它们的封闭件有些是垂直的,例如前纵梁与侧面挡泥板连接构件,有些则是水平的,例如将后纵梁连接到后背厢底板上的构件。对这些封闭截面构件修复,可在拉伸的同时,使用合适的撬棒从构件的端部开口位置伸进后通过与锤子的配合对变形区域进行修整。难以触及的部位可以采取开出“小窗”的方式对损伤部位进行矫正。如在进行后部纵梁拉伸时,可将损伤位置的底板使用气动锯开出“U”型口,揭开后便于将工具伸入修整(图3),修复后将钢板按照原有位置使用二氧化碳保护焊焊上即可。对于不是太严重的前部纵梁损伤,可使用专用钻头在弯曲的纵梁外侧位置钻出一直径约为15~20mm的孔,这样在拉伸的同时伸进工具对折损部位进行修整,以便于消除应力。对于这种修复后留下的孔,可将钻下来的钢板焊接到原有位置,也可以在修复完成后使用合适的胶皮密封垫安装在孔上(图4)。同时需要注意,在打孔时应尽量远离应力区,而且孔的直径不宜过大。在拉伸时,应采用过度拉伸或在拉伸到一定程度后保持一段时间,以便有足够的时间让应力充分释放。但日常工作中很多维修技师对一些难拉伸的部位在拉伸状态下会保持1-2天的时间。笔者个人认为这种长时间的保持是一种浪费,往往起不到应有的效果,远没有弹性敲击的效果理想。

如何科学修复事故车?车身结构件矫正(2)

后板底部开出“U”形口

如何科学修复事故车?车身结构件矫正(2)

使用胶皮垫进行密封

3.拉伸部位的选择与固定方式

在结构件的矫正作业中,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。对拉拔力的方向一旦不确定时,可将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,如在对损伤的纵梁向前牵拉时,一定要用夹钳或焊接临时钢筋固定弯曲的一侧,而不是随意夹持或焊接其他侧面(图5)。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保护焊将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丝将拉板固定在前立柱下部铰链位置,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前立柱连接在一起的,这时只能使用临时焊接钢片(钢筋)焊接在该部位进行拉伸。相信很多经验丰富的维修技师会预见到,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前立柱的一个表层,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;或者是在焊接临时钢片(钢筋)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,便于焊接时将临时焊接钢片(钢筋)与内层牢固连接,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。当然在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钢筋与内层加强板焊接在一起后牵拉的方法进行修复。

如何科学修复事故车?车身结构件矫正(2)

拉住A边进行矫正

在采用焊接临时焊接钢片(钢筋)的修复方法时,铜焊还是具有优势的(图6),特别是在修复后,使用“氧乙炔”焊稍微加温便可以将焊接物轻易取下,对残留的焊接物加温后也可以使用湿抹布清除干净。但是众所周知,铜焊(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,在采用临时焊接钢片(钢筋)的修复方法时,二氧化碳保护焊将会取代传统的铜焊。

如何科学修复事故车?车身结构件矫正(2)

使用铜焊方法焊接临时钢筋

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