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1、授人以魚(yú)不如授人以漁 朱明工作室n . 主講：朱明 高級(jí)技師、經(jīng)濟(jì)師, 工程師 高級(jí)技能專(zhuān)業(yè)教師 高級(jí)汽車(chē)維修考評(píng)員第6章 汽車(chē)車(chē)身材料 授人以魚(yú)不如授人以漁 朱明工作室汽車(chē)車(chē)身材料的分類(lèi)n現(xiàn)代汽車(chē)制造技術(shù)的飛速發(fā)展，汽車(chē)制造企業(yè)在車(chē)身生產(chǎn)中開(kāi)始逐步使用新材料。在眾多采用新材料的車(chē)輛中，有些是采用了合金鋼、高強(qiáng)度鋼和超高強(qiáng)度鋼作為車(chē)身材料，還有些車(chē)身局部或整體采用了鋁質(zhì)板材，這些都將給維修工作帶來(lái)新的難題。修復(fù)這些采用特殊鋼質(zhì)板材或鋁質(zhì)板材的事故車(chē)時(shí)，維修技師應(yīng)在接受過(guò)相關(guān)培訓(xùn)的基礎(chǔ)上，采用正確的修復(fù)工藝對(duì)車(chē)輛進(jìn)行修復(fù)，只有這樣才能保證特殊材料車(chē)身的修復(fù)質(zhì)量。 授人以魚(yú)不如授人以漁 朱明工作室
2、汽車(chē)車(chē)身材料的分類(lèi)p金屬：汽車(chē)工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的材料；p非金屬材料：主要保險(xiǎn)杠、擋泥板、倒車(chē)鏡、門(mén)窗和車(chē)內(nèi)飾等元件；p復(fù)合材料：指由兩種或兩種以上物理和化學(xué)性能不同的物質(zhì)，一般綜合了各組分材料的優(yōu)良性能。 授人以魚(yú)不如授人以漁 朱明工作室汽車(chē)車(chē)身材料的分類(lèi)p金屬：汽車(chē)工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的材料，其中鋼鐵的用量最大。一般金屬具的優(yōu)良的工藝性能和力學(xué)性能；p非金屬材料：主要是合成高分子材料，塑料、橡膠、玻璃等，具有高硬度、耐高溫、耐腐蝕、絕緣的特點(diǎn)，主要保險(xiǎn)杠、擋泥板、倒車(chē)鏡、門(mén)窗和車(chē)內(nèi)飾等元件； 授人以魚(yú)不如授人以漁 朱明工作室汽車(chē)車(chē)身材料的分類(lèi)p復(fù)合材料：指由兩種或兩種以上物理和化學(xué)性能不同的物質(zhì)
3、，一般綜合了各組分材料的優(yōu)良性能。p 80年代后期，復(fù)合材料車(chē)身外覆蓋件得到大量的應(yīng)用和推廣，如發(fā)動(dòng)機(jī)罩、翼子板、車(chē)門(mén)、車(chē)頂板、導(dǎo)流罩、車(chē)廂后擋板等，甚至出現(xiàn)了全復(fù)合材料的卡車(chē)駕駛室和轎車(chē)車(chē)身。 授人以魚(yú)不如授人以漁 朱明工作室材料是影響汽車(chē)質(zhì)量的重要因素n。在現(xiàn)代汽車(chē)中，車(chē)身材料占全車(chē)材料的很大部分。為了提高汽車(chē)行駛的經(jīng)濟(jì)性，減輕汽車(chē)重量是世界各大車(chē)廠的目標(biāo)，近年來(lái)汽車(chē)上越來(lái)越多使用了鋁或塑料等非鋼鐵材料做車(chē)身部件，例如奧迪A2全鋁制車(chē)身，日產(chǎn)SUV“奇駿”用塑料做前翼子板，更多的乘用車(chē)保險(xiǎn)杠用塑料制成。在日益廣泛使用非鋼鐵材料做車(chē)身部件的形勢(shì)下，高度依賴(lài)汽車(chē)制造業(yè)的鋼鐵企業(yè)將面臨直接的威脅
4、。因此，研制和發(fā)展輕質(zhì)、高強(qiáng)度的汽車(chē)鋼板成為多年來(lái)鋼鐵企業(yè)的一個(gè)熱點(diǎn)。 授人以魚(yú)不如授人以漁 朱明工作室工程材料的使用： 授人以魚(yú)不如授人以漁 朱明工作室p為了合理地使用和加工金屬材料，必須了解其使用性能和工藝性能。p使用性能：指各個(gè)零件或構(gòu)件在正常工作時(shí)金屬材料應(yīng)具備的性能，它決定了金屬材料的應(yīng)用范圍、使用的可靠性和壽命。包括力學(xué)性能、物理性能、化學(xué)性能。p工藝性能：指金屬材料在冷、熱加工過(guò)程中應(yīng)具備的性能，它決定了金屬材料的加工方法。包括鑄造性能、鍛造性能、焊接性能、切削加工性能和熱處理性能。金屬材料的性能 授人以魚(yú)不如授人以漁 朱明工作室汽車(chē)車(chē)身外殼絕大部分是 金屬材料，主要用鋼板。 n
5、鍍鋅薄鋼板廣泛應(yīng)用在汽車(chē)上，這是因?yàn)樗辛己玫目垢g能力。n從20世紀(jì)70年代開(kāi)始轎車(chē)車(chē)身鋼板采用鍍鋅薄鋼板，裝配時(shí)鍍鋅面置于汽車(chē)內(nèi)側(cè)，提高車(chē)身耐蝕性能，非鍍鋅面置于汽車(chē)外側(cè)，噴涂油漆。隨著汽車(chē)對(duì)耐腐蝕性能的要求不斷提高，鍍鋅鋼板不斷增加鍍鋅層重量，還出現(xiàn)了雙層鍍鋅鋼板。 n因此20世紀(jì)70年代末又出現(xiàn)一種采用熱浸鍍鋅工藝生產(chǎn)的鍍鋅鋼板，稱(chēng)為熱鍍鋅鋼板。 授人以魚(yú)不如授人以漁 朱明工作室鍍鋅鋼板n目前轎車(chē)已經(jīng)廣泛使用鍍鋅鋼板，采用的鍍鋅鋼板厚度從0.5至3.0毫米，其中車(chē)身復(fù)蓋件多用0.6至0.8毫米的鍍鋅鋼板。德國(guó)奧迪轎車(chē)的車(chē)身部件絕大部分采用鍍鋅鋼板（部分用鋁合金板），美國(guó)別克轎車(chē)采用的鋼
6、板80%以上是雙面熱鍍鋅鋼板，上海帕薩特車(chē)身的外復(fù)蓋件采用電鍍鋅工藝，內(nèi)復(fù)蓋件內(nèi)部采用熱鍍鋅工藝，可以使車(chē)身防銹蝕保質(zhì)期長(zhǎng)達(dá)11年。 授人以魚(yú)不如授人以漁 朱明工作室基本概念p載荷：零件和工具在使用過(guò)程中所受的力，按作用方式不同，可分為拉伸、壓縮、彎曲、剪切、扭轉(zhuǎn)等，又可分為靜載荷和動(dòng)載荷。p靜載荷力的大小不變或變化緩慢的載荷。如靜拉力、靜壓力等。p動(dòng)載荷力的大小和方向隨時(shí)間而發(fā)生改變。如沖擊載荷、交變載荷、循環(huán)載荷等。 授人以魚(yú)不如授人以漁 朱明工作室p應(yīng)力：材料在任一時(shí)刻所受的力除以橫截面積之商。用“”表示。p變形：金屬在外力的作用下尺寸和形狀的變化，“彈性變形”和“塑性變形”p彈性變形去
7、除外力后，物體能完全恢復(fù)原狀的變形。p塑性變形當(dāng)外力取消后，物體的變形不能完全恢復(fù)，而產(chǎn)生的永久變形。 p力學(xué)性能：是指在力的作用下所顯示的與彈性和非彈性反應(yīng)相關(guān)或涉及應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的性能，通俗地講是指材料抵抗外力引起的變形和破壞的能力?；靖拍?授人以魚(yú)不如授人以漁 朱明工作室p強(qiáng)度：材料在力的作用下抵抗塑性變形和斷裂的能力。分為抗拉、抗壓、抗彎、抗剪強(qiáng)度等p塑性：塑性是金屬在外力作用下能穩(wěn)定地改變自己的形狀和尺寸，而各質(zhì)點(diǎn)間的聯(lián)系不被破壞的性能p硬度：材料抵抗局部變形，特別是塑性變形、壓痕或劃痕的能力稱(chēng)為硬度p韌性：韌性是指金屬在沖斷前吸收變形能量的能力，即抵抗沖擊破壞的能力基本概念 授人以
8、魚(yú)不如授人以漁 朱明工作室p金屬材料的剛度、強(qiáng)度、彈性、塑性是通過(guò)拉伸實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)定的，標(biāo)準(zhǔn)試樣如圖所示，把試樣安裝在拉伸試驗(yàn)機(jī)上，并對(duì)試樣施加一個(gè)緩慢增加的軸向拉力，試樣產(chǎn)生變形，直至斷裂。 p力學(xué)性能（機(jī)械性能）：金屬材料具有的抵抗一定外力作用而不被破壞的性能。金屬材料的力學(xué)性能主要有：剛度、強(qiáng)度、彈性、塑性、硬度、沖擊韌度、斷裂韌度和疲勞強(qiáng)度等。 金屬材料的力學(xué)性能 圓形拉伸試樣 授人以魚(yú)不如授人以漁 朱明工作室拉伸曲線(xiàn)p彈性階段：OA荷載與伸長(zhǎng)成比例，完全符合虎克定律； Np為比例極限荷載，相應(yīng)的應(yīng)力為比例極限； Ne為彈性極限荷載，相應(yīng)的應(yīng)力為彈性極限。p屈服階段：荷載與變形不成正比，變
9、形增加很快，曲線(xiàn)呈鋸齒狀，甚至荷載不增加，變形仍然繼續(xù)發(fā)展，這就成為剛才的屈服。 p斷裂階段 授人以魚(yú)不如授人以漁 朱明工作室強(qiáng)度 p拉伸曲線(xiàn)oe段是直線(xiàn)，金屬材料處在彈性變形階段，應(yīng)力與應(yīng)變成正比例關(guān)系，服從虎克定律，其比值稱(chēng)彈性模量，是衡量材料抵抗彈性變形能力的指標(biāo)。 p彈性極限： 金屬材料產(chǎn)生完全彈性變形時(shí)所能承受的最大應(yīng)力值，單位MPa 。即 0APee eP試樣發(fā)生完全彈性變形的最大載荷（N）；0A試樣的原始橫截面積（mm2 ）。式中 授人以魚(yú)不如授人以漁 朱明工作室p屈服極限s ： 開(kāi)始產(chǎn)生屈服現(xiàn)象時(shí)的應(yīng)力稱(chēng)為屈服點(diǎn)，其含義指在外力作用下開(kāi)始產(chǎn)生明顯塑性變形的最小應(yīng)力，也即材料抵抗
10、微量塑性變形的能力。 0APss p條件屈服極限：有些塑性較低的材料沒(méi)有明顯的屈服點(diǎn)，難于確定產(chǎn)生塑性變形的最小應(yīng)力。規(guī)定當(dāng)試樣產(chǎn)生0.2%的塑性變形時(shí)所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力 0.2作為材料開(kāi)始產(chǎn)生明顯塑性變形時(shí)的屈服強(qiáng)度，稱(chēng)為條件屈服極限。 sP試樣發(fā)生屈服時(shí)的載荷（N）；0A試樣的原始橫截面積（mm2 ）。式中 強(qiáng)度 授人以魚(yú)不如授人以漁 朱明工作室p抗拉強(qiáng)度b: 當(dāng)負(fù)荷繼續(xù)增加超過(guò)s點(diǎn)后，變形量隨著負(fù)荷的增加而急劇增加，當(dāng)負(fù)荷超過(guò)b點(diǎn)，變形集中在試樣的某一部位上，試樣在該部位出現(xiàn)縮頸現(xiàn)象，拉伸變形集中在縮頸處。繼續(xù)施加負(fù)荷，試樣在k點(diǎn)斷裂。材料斷裂前所承受的最大應(yīng)力，即為抗拉強(qiáng)度（強(qiáng)度極限） 。
11、0APbb bP試樣被拉斷前所承受的最大載荷（N）；0A試樣的原始橫截面積（mm2 ）。式中 強(qiáng)度 p鋼材的屈服強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度的比值，稱(chēng)為屈強(qiáng)比。屈強(qiáng)比越小，結(jié)構(gòu)零件的可靠性越高 授人以魚(yú)不如授人以漁 朱明工作室p指金屬材料在靜載荷作用時(shí)，在斷裂前產(chǎn)生塑性變形的能力，反映材料塑性的力學(xué)性能指標(biāo)有延伸率和斷面收縮率 。p延伸率： 指試樣拉斷后其標(biāo)距長(zhǎng)度的相對(duì)伸長(zhǎng)值。即 %100 0 0 l llkp斷面收縮率： 指試樣拉斷后縮頸處橫截面積的最大相對(duì)收縮值。 %10000 A AA k 塑性 授人以魚(yú)不如授人以漁 朱明工作室鋼材的含碳量對(duì)機(jī)械性能的影響p其它成分含量對(duì)強(qiáng)度的影響 p溫度：溫度升高塑
12、性提高 授人以魚(yú)不如授人以漁 朱明工作室硬度p硬度指金屬材料抵抗外物壓入其表面的能力，也是衡量金屬材料軟硬程度的一種力學(xué)性能指標(biāo)。工程上常用的有布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度。 授人以魚(yú)不如授人以漁 朱明工作室疲勞強(qiáng)度p交變應(yīng)力（周期性應(yīng)力）。 應(yīng)力的大小、方向周期性變化。有對(duì)稱(chēng)周期性應(yīng)力和非對(duì)稱(chēng)周期性應(yīng)力。p疲勞。 構(gòu)件在低于屈服強(qiáng)度的交變應(yīng)力作用下，經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間工作而發(fā)生突然斷裂，無(wú)明顯的塑性變形的現(xiàn)象。p疲勞現(xiàn)象：在循環(huán)力或交變力作用下工作的，盡管這種應(yīng)力遠(yuǎn)小于材料的屈服點(diǎn)，但經(jīng)一定循環(huán)次數(shù)后斷裂的現(xiàn)象 p疲勞斷裂原因：由于零件中存在疲勞源（如裂紋、夾雜、刀痕等缺陷），在循環(huán)力或交變力作用
13、下疲勞源處產(chǎn)生疲勞裂紋，并不斷擴(kuò)展，導(dǎo)致零件即發(fā)生突然斷裂。 授人以魚(yú)不如授人以漁 朱明工作室沖擊韌度p金屬材料抵抗沖擊負(fù)荷的能力，可用擺錘沖擊試驗(yàn)機(jī)來(lái)測(cè)定金屬材料的沖擊值。沖擊韌度值可用下式計(jì)算。F GhGHFA kk p單位截面積材料斷裂吸收的功。 授人以魚(yú)不如授人以漁 朱明工作室沖擊韌度k沖擊韌度（J/cm2 ） ； kA沖擊吸收功（J）；G擺錘重量（N）；H擺錘抬升高度（m）；h擺錘沖擊后的高度（m）；F試樣缺口底部處橫截面積（cm2 ）。式中F GhGHFAkk 授人以魚(yú)不如授人以漁 朱明工作室金屬冷變形規(guī)律 授人以魚(yú)不如授人以漁 朱明工作室金屬冷變形規(guī)律 授人以魚(yú)不如授人以漁 朱明
14、工作室金屬冷變形規(guī)律 授人以魚(yú)不如授人以漁 朱明工作室汽車(chē)車(chē)身常用金屬材料 授人以魚(yú)不如授人以漁 朱明工作室汽車(chē)車(chē)身常用金屬材料p汽車(chē)車(chē)身零件一般由鋼板沖壓而成，根據(jù)強(qiáng)度和剛度需要設(shè)計(jì)成不同形狀的斷面。p大量采用加強(qiáng)筋或加強(qiáng)件。p不同的部位采用不同厚度的鋼板。 授人以魚(yú)不如授人以漁 朱明工作室普通低碳鋼板n低碳鋼板具有很好的塑性加工性能，強(qiáng)度和剛度也能滿(mǎn)足汽車(chē)車(chē)身的要求，同時(shí)能滿(mǎn)足車(chē)身拼焊的要求，因此在汽車(chē)車(chē)身上應(yīng)用很廣。為了滿(mǎn)足汽車(chē)制造業(yè)追求輕量化的要求，鋼鐵企業(yè)推出高強(qiáng)度汽車(chē)鋼材系列鋼板。這種高強(qiáng)度鋼板是在低碳鋼板的基礎(chǔ)上采用強(qiáng)化方法得到的，抗拉強(qiáng)度得到大幅增強(qiáng)。利用高強(qiáng)度特性，可以在厚度
15、減薄的情況下依然保持汽車(chē)車(chē)身的機(jī)械性能要求，從而減輕了汽車(chē)重量。 授人以魚(yú)不如授人以漁 朱明工作室普通低碳鋼板n低碳鋼板減輕了汽車(chē)重量。例如BH鋼板是在低強(qiáng)度的條件下，經(jīng)過(guò)沖壓成形之后，進(jìn)行烤漆加工熱處理，以提高其抗拉強(qiáng)度。對(duì)比之下，以往生產(chǎn)的強(qiáng)度在440MPa的鋼板，在采用這種加工技術(shù)以后強(qiáng)度可增加到500MPa。原來(lái)用厚度1毫米鋼板做側(cè)面板，用高強(qiáng)度鋼板只需厚度0.8毫米。采用高強(qiáng)度鋼板還可以有效地提高汽車(chē)車(chē)身的抗沖擊性能，防止在行駛中由于路面的砂石飛濺碰撞產(chǎn)生凹痕，延長(zhǎng)了汽車(chē)的使用壽命。 授人以魚(yú)不如授人以漁 朱明工作室高強(qiáng)度鋼板 p高強(qiáng)度鋼板是在低碳鋼內(nèi)加入適當(dāng)?shù)奈⒘吭?，?jīng)各種處理軋
16、制而成，其抗拉強(qiáng)度高達(dá)550N/mm2，是普通低碳鋼板的23倍，深拉延性能極好，可軋制成很薄的鋼板，是車(chē)身輕量化的重要材料。p IF（高強(qiáng)度無(wú)間隙原子）鋼板：晶格無(wú)間隙，鐵素體的中間晶格內(nèi)無(wú)碳原子和氮原子，碳和氮的含量極低。成型能力高，可焊性好。主要用于轎車(chē)外板、車(chē)門(mén)等形狀復(fù)雜的沖壓件。 授人以魚(yú)不如授人以漁 朱明工作室車(chē)用高強(qiáng)度鋼板n 車(chē)用高強(qiáng)度鋼板應(yīng)具有高強(qiáng)度和延塑性好的特點(diǎn)。目前高強(qiáng)度鋼有BH鋼（烤漆硬化鋼板）、雙相DP鋼、相變誘導(dǎo)塑性鋼（TRIP）、微合金M鋼、高強(qiáng)度無(wú)間隙固熔IF鋼等。n 它們一般用于需高強(qiáng)度、高抗碰撞吸收能、成形要求嚴(yán)格的零件，例如輪圈、加強(qiáng)構(gòu)件、保險(xiǎn)杠、防撞杠，隨
17、著性能及成型技術(shù)的進(jìn)步，高強(qiáng)度鋼板被用于汽車(chē)的內(nèi)外板件，例如車(chē)頂板、車(chē)門(mén)內(nèi)外板、發(fā)動(dòng)機(jī)艙蓋、行李艙蓋等上?，F(xiàn)在許多中高檔轎車(chē)都采用高強(qiáng)度鋼板。 授人以魚(yú)不如授人以漁 朱明工作室高強(qiáng)度鋼板 授人以魚(yú)不如授人以漁 朱明工作室高強(qiáng)度鋼板 p烘烤硬化冷軋（BH）鋼板：經(jīng)過(guò)沖壓、拉延變形及烤漆高溫時(shí)效處理，屈服強(qiáng)度得以提高。這種簡(jiǎn)稱(chēng)為BH鋼板的烘烤硬化鋼板既薄又有足夠的強(qiáng)度，是車(chē)身外板輕量化設(shè)計(jì)首選材料之一； p冷軋雙相（DP）鋼板：具有屈服、屈強(qiáng)比低和加工硬化高、兼?zhèn)涓邚?qiáng)度及高塑性的特點(diǎn)，如經(jīng)烤漆后其強(qiáng)度可進(jìn)一步提高。適用于形狀復(fù)雜且要求強(qiáng)度高的車(chē)身零件。主要用于要求拉伸性能好的承力零部件，如車(chē)門(mén)加強(qiáng)
18、板、保險(xiǎn)杠等； p高張力鋼：具有550以上的屈服強(qiáng)度和620以上的抗拉強(qiáng)度，具有優(yōu)異的韌性、高速延性斷裂停止特性及焊接性。 授人以魚(yú)不如授人以漁 朱明工作室高強(qiáng)度鋼板 p相變誘導(dǎo)塑性（TRIP）鋼 ：通過(guò)熱軋變形熱處理或冷軋+ 熱處理，具有高的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度，延展性強(qiáng)，沖壓成形能力高。特別適用于一些形狀復(fù)雜而強(qiáng)度要求高的沖壓零件。 p輕量化迭層鋼板 ：在兩層超薄鋼板之間壓入塑料的復(fù)合材料，表層鋼板厚度為0.20.3mm，塑料層的厚度占總厚度的2565。與具有同樣剛度的單層鋼板相比，質(zhì)量只有57。隔熱防振性能良好，主要用于發(fā)動(dòng)機(jī)罩、行李箱蓋、車(chē)身底板等部件。 授人以魚(yú)不如授人以漁 朱明工作室
19、高強(qiáng)度鋼板n高強(qiáng)度鋼板經(jīng)過(guò)發(fā)達(dá)國(guó)家20多年的開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)，大都巳有標(biāo)準(zhǔn)化和常規(guī)生產(chǎn)的系列產(chǎn)品，并廣泛用于許多汽車(chē)的構(gòu)件制作中。日本汽車(chē)高強(qiáng)度鋼板的平均使用率在1993年為25，2000年為36。美國(guó)鋼鐵協(xié)會(huì)AISI組織世界13家鋼鐵公司研究開(kāi)發(fā)“超輕車(chē)身研究”（ULSAB），于1998年3月在美國(guó)密執(zhí)安展出了高強(qiáng)度鋼車(chē)身，車(chē)身使用的高強(qiáng)度鋼大約為86，其平均重量比普通鋼結(jié)構(gòu)車(chē)身減輕了25，這對(duì)汽車(chē)制造廠家很有吸引力。 授人以魚(yú)不如授人以漁 朱明工作室高強(qiáng)度鋼板n 1999年1月，全世界34家大鋼鐵企業(yè)又共同出資啟動(dòng)了高強(qiáng)度鋼車(chē)身的研發(fā)項(xiàng)目ULSAB-AVC，通過(guò)使用高質(zhì)量鋼材和新制造技術(shù)，減輕汽
20、車(chē)重量，提高經(jīng)濟(jì)性，以滿(mǎn)足2004年更為嚴(yán)格的碰撞標(biāo)準(zhǔn)和2005年實(shí)施的歐洲號(hào)排放標(biāo)準(zhǔn)。從這里可以看出，發(fā)展車(chē)用高強(qiáng)度鋼板巳經(jīng)不是單純車(chē)身材料更新的問(wèn)題，它還涉及到能否令汽車(chē)達(dá)到新的環(huán)保和安全標(biāo)準(zhǔn)的問(wèn)題。 授人以魚(yú)不如授人以漁 朱明工作室高強(qiáng)度鋼板n高強(qiáng)度鋼板的發(fā)展與應(yīng)用跟成型、涂裝和焊接等有關(guān)技術(shù)是密切相關(guān)。沖壓成型是汽車(chē)制造中最主要的成形方式，車(chē)身構(gòu)件、門(mén)板、翼子板等等都是通過(guò)沖壓成型制造出來(lái)，有些構(gòu)件具有相當(dāng)復(fù)雜的形狀。n例如高強(qiáng)度無(wú)間隙固熔IF鋼具有極為良好的深沖和拉延能力，用來(lái)沖壓制造各種復(fù)雜形狀的汽車(chē)沖壓件，它內(nèi)部的鐵素體不存在任何間隙固熔的碳和氮原子，這樣鋼材在冷軋和連續(xù)退火后可
21、獲得低屈強(qiáng)比和高延伸率，也就是說(shuō)有極高的“韌性”，不會(huì)輕易斷裂，能夠承受各種模具的沖壓變形。 授人以魚(yú)不如授人以漁 朱明工作室高強(qiáng)度鋼板n近年流行一種“拼焊”技術(shù)，就是將不同厚度和不同性能的鋼板剪裁后拼焊起來(lái)的一種鋼板，這種拼焊鋼板可以沖壓加工。采用拼焊鋼板可以按照汽車(chē)的不同部位對(duì)應(yīng)于不同的板材，更好地發(fā)揮其作用，n例如在負(fù)荷大的地方采用較厚的高強(qiáng)度鋼板，而在其他部位則使用較薄的高強(qiáng)度鋼板。拼焊鋼板的應(yīng)用，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝、改善了構(gòu)件性能和減輕了重量。汽車(chē)構(gòu)件上采用 “拼焊”的部件常有側(cè)面框架、車(chē)門(mén)內(nèi)板、車(chē)身底板、側(cè)面橫檔、檔風(fēng)玻璃窗框、中立柱等。因此，對(duì)高強(qiáng)度鋼板的焊接也有高要求。 授人以魚(yú)不
22、如授人以漁 朱明工作室鍍鋅鋼板n 涂裝是汽車(chē)制造過(guò)程中的重要工序，包括鍍鋅鋼板。目前中高檔轎車(chē)白車(chē)身一般使用鍍鋅板，鍍鋅板能夠保證汽車(chē)車(chē)身使用10年不會(huì)腐銹。但是鋼廠生產(chǎn)的汽車(chē)鋼板在軋制過(guò)程中的表面粗糙度和清潔度將直接影響到鍍鋅的鋅層附著力。n 鋼板的板厚精度控制也將影響現(xiàn)代化汽車(chē)生產(chǎn)線(xiàn)的工作準(zhǔn)確性，因?yàn)楝F(xiàn)代化的汽車(chē)生產(chǎn)線(xiàn)是用機(jī)器人點(diǎn)焊，板厚誤差大將導(dǎo)致虛焊。所以，現(xiàn)代化的汽車(chē)制造對(duì)鋼板的要求是十分嚴(yán)格的，例如對(duì)寬1.5米長(zhǎng)3000米的厚0.8毫米鋼板，厚度公差不能超出20微米。 授人以魚(yú)不如授人以漁 朱明工作室軋鋼n汽車(chē)車(chē)廂蒙皮板、車(chē)門(mén)、頂蓋、底板等復(fù)蓋件用薄鋼板均是冷軋板，大梁、橫粱、保險(xiǎn)
23、桿等均是熱軋鋼。 授人以魚(yú)不如授人以漁 朱明工作室車(chē)身新材料 p鋁合金 ：與汽車(chē)鋼板相比，鋁合金具有密度?。?.7g/cm3）、比強(qiáng)度高、耐銹蝕、熱穩(wěn)定性好、易成形、可回收再生等優(yōu)點(diǎn)，技術(shù)成熟。p德國(guó)大眾公司的新型奧迪A2型轎車(chē)，由于采用了全鋁車(chē)身骨架和外板結(jié)構(gòu)，使其總質(zhì)量減少了135kg，比傳統(tǒng)鋼材料車(chē)身減輕了43，使平均油耗降至每百公里3升的水平。p全新奧迪A8通過(guò)使用性能更好的大型鋁鑄件和液壓成型部件，車(chē)身零件數(shù)量從50個(gè)減至29個(gè)，車(chē)身框架完全閉合。這種結(jié)構(gòu)不僅使車(chē)身的扭轉(zhuǎn)剛度提高了60%，還比同類(lèi)車(chē)型的鋼制車(chē)身車(chē)重減少50%。 授人以魚(yú)不如授人以漁 朱明工作室1使用鋁材的意義及特性
24、n 近年來(lái)，汽車(chē)制造企業(yè)在汽車(chē)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造技術(shù)、材料選用等方面進(jìn)行了大量的研究工作，希望能夠研發(fā)出安全可靠、節(jié)能環(huán)保的新型汽車(chē)。 授人以魚(yú)不如授人以漁 朱明工作室鋁材使用n用于汽車(chē)車(chē)身板材的鋁合金主要有Al-Cu-Mg（2000系），Al-Mg（5000系）和Al-Mg-Si（6000系）3種。6000系合金鋁由于其可塑性好、強(qiáng)度高，成為許多汽車(chē)生產(chǎn)商的首選新型車(chē)身材料。如歐洲的汽車(chē)生產(chǎn)商一般會(huì)使用成型性能較好的6016合金鋁作為主要的車(chē)身板材；而美國(guó)的汽車(chē)生產(chǎn)商則使用具有足夠強(qiáng)度的6111合金鋁作為車(chē)身的主要板材。對(duì)于車(chē)身的不同部位、不同構(gòu)件，所使用鋁材的合金成分、種類(lèi)和熱處理工藝也并不
25、相同。如車(chē)輛的保險(xiǎn)杠骨架、加強(qiáng)梁或側(cè)防撞梁等，所使用的鋁材都應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和韌度，在發(fā)生碰撞時(shí)要有良好的吸能特性（比鋼板增加50%左右）；車(chē)輛傳動(dòng)系使用鋁質(zhì)構(gòu)件，不但具有足夠的強(qiáng)度和韌度，同時(shí)還具備良好的導(dǎo)熱能力。 授人以魚(yú)不如授人以漁 朱明工作室鋁材使用n 汽車(chē)使用鋁材確實(shí)取得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。n汽車(chē)使用鋁材也存在一些不足。在生產(chǎn)鋁質(zhì)車(chē)身的汽車(chē)時(shí)，焊接鋁質(zhì)車(chē)身比焊接傳統(tǒng)鋼質(zhì)車(chē)身能耗增加60%。而且一旦發(fā)生交通事故，鋁質(zhì)車(chē)身的維修費(fèi)用較高。由于鋁材的溶點(diǎn)較低、可修復(fù)性差，維修技師需要使用專(zhuān)用鋁車(chē)身修復(fù)工具及特殊的工藝方法進(jìn)行修復(fù)。 授人以魚(yú)不如授人以漁 朱明工作室2鋁質(zhì)車(chē)身修復(fù)應(yīng)具
26、備的條件 n 2.1區(qū)別于傳統(tǒng)鋼質(zhì)車(chē)身修復(fù)n 2.2 需要獨(dú)立的維修空間和防爆吸塵系統(tǒng)n 2.3 帶有定位夾具的大梁校正器n 2.4 專(zhuān)用的維修設(shè)備和工具 授人以魚(yú)不如授人以漁 朱明工作室2鋁質(zhì)車(chē)身修復(fù)應(yīng)具備的條件 n 2.1區(qū)別于傳統(tǒng)鋼質(zhì)車(chē)身修復(fù)n維修技師不僅對(duì)鋁材的特性要非常了解，還要對(duì)鋁質(zhì)車(chē)身的修復(fù)工藝、連接方式與接口形式、粘接劑與鉚接工具等性能了如指掌。實(shí)際操作過(guò)程中，維修技師要時(shí)刻牢記安全注意事項(xiàng)。 n 2.2 需要獨(dú)立的維修空間和防爆吸塵系統(tǒng)n鋁質(zhì)板材在打磨過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生很多鋁粉，吸入后不但對(duì)人體有害，而且在空氣中易燃易爆，所以，在維修鋁質(zhì)車(chē)身時(shí)要設(shè)置獨(dú)立的維修空間和防爆集塵、吸塵系
27、統(tǒng)，以保證車(chē)身修復(fù)操作更加安全。 授人以魚(yú)不如授人以漁 朱明工作室2鋁質(zhì)車(chē)身修復(fù)應(yīng)具備的條件 n 2.3 帶有定位夾具的大梁校正器n車(chē)輛發(fā)生碰撞后，損傷部件經(jīng)檢查確認(rèn)無(wú)法修復(fù)或修復(fù)后無(wú)法達(dá)到其原有性能時(shí)，就必須更換該部件。更換鋁質(zhì)部件時(shí)，其連接方式與鋼質(zhì)車(chē)身有很大區(qū)別。鋼質(zhì)車(chē)身的接縫處一般采用焊接方式，而鋁質(zhì)車(chē)身的連接處多采用粘接或粘接、鉚接共用的連接方式。由于粘接劑固化時(shí)間長(zhǎng)，如果不對(duì)更換部件進(jìn)行定位，修復(fù)后的車(chē)身就很難恢復(fù)原技術(shù)尺寸。當(dāng)校整架沒(méi)有專(zhuān)用定位夾具時(shí)，使用輔助夾具或通用夾具固定是一種比較有效的方法。 授人以魚(yú)不如授人以漁 朱明工作室2鋁質(zhì)車(chē)身修復(fù)應(yīng)具備的條件 n 2.4 專(zhuān)用的維
28、修設(shè)備和工具 n在進(jìn)行鋁質(zhì)車(chē)身修復(fù)時(shí)，具備帶有定位夾具的校整架是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還要有專(zhuān)用的氣體保護(hù)焊機(jī)、鋁整形機(jī)、強(qiáng)力鉚釘槍、鉚釘取出器等設(shè)備和工具。在修復(fù)過(guò)程中，一定注意工具要單獨(dú)擺放，不能與修復(fù)鋼質(zhì)車(chē)身的工具放在一起。修復(fù)鋼質(zhì)車(chē)身的工具殘留有鋼鐵碎屑，如用其修復(fù)鋁質(zhì)車(chē)身，鋼鐵碎屑會(huì)對(duì)鋁造成腐蝕。 授人以魚(yú)不如授人以漁 朱明工作室3 如何正確修復(fù)鋁質(zhì)車(chē)身 n 3.1 鋁質(zhì)面板的修復(fù)n鋁質(zhì)板件的厚度通常是鋼質(zhì)板件厚度的1.52倍，其熔點(diǎn)較低，在加熱時(shí)極易發(fā)生變形。碰撞變形后，受加工硬化的影響很難二次成形，如果強(qiáng)行修復(fù)會(huì)使損傷部位出現(xiàn)裂紋甚至發(fā)生斷裂。所以，當(dāng)鋁材受到一定程度的損傷后，應(yīng)對(duì)受損部件
29、進(jìn)行分體或總成更換（生產(chǎn)廠家不建議修復(fù)）。在進(jìn)行鋁質(zhì)結(jié)構(gòu)件更換時(shí)，連接處一般很少采用鋼質(zhì)車(chē)身修復(fù)所采用的焊接方法，而是采用粘接或粘接、鉚接共用的方法。由于更換鋁質(zhì)板材的費(fèi)用比較高，所以，維修技師對(duì)一些輕微損傷的面板會(huì)采取某些方法進(jìn)行修復(fù)。 授人以魚(yú)不如授人以漁 朱明工作室3 如何正確修復(fù)鋁質(zhì)車(chē)身n（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(lái)的形狀和尺寸。維修技師修復(fù)時(shí)可使用木錘或橡膠錘進(jìn)行碾錘錯(cuò)位敲擊，以減少鋁材的延伸。如必須采取碾錘正位敲擊，應(yīng)采用多次的輕敲，否則將會(huì)加重鋁材的損傷程度。鋁板修復(fù)前，首先區(qū)分其變形的類(lèi)型。對(duì)隆起部位使用木錘或橡膠錘進(jìn)行彈性敲擊，以釋放撞擊產(chǎn)生的應(yīng)
30、力，這樣可減小堅(jiān)硬折損處彎曲的可能性。凹陷部位修復(fù)時(shí)不要使其每次升起得太多，應(yīng)避免拉伸鋁材。在鋁質(zhì)面板修復(fù)時(shí)，也可使用鋁整形機(jī)對(duì)損傷部位進(jìn)行校整，在修復(fù)到位后使用專(zhuān)用工具將介子栽焊螺桿齊根剪下，打磨平整即可。 n 采取內(nèi)外層分離，分別修整后折邊咬合的修復(fù)方法。但對(duì)于鋁質(zhì)面板，就不能使用這種方法了。如果采用這種方法修復(fù)鋁質(zhì)面板，折邊部位會(huì)由于鋁的韌度較差而出現(xiàn)裂紋或斷裂。 授人以魚(yú)不如授人以漁 朱明工作室3 如何正確修復(fù)鋁質(zhì)車(chē)身n（2）在進(jìn)行鋁板校正前，應(yīng)對(duì)鋁板進(jìn)行適度的加熱，這與傳統(tǒng)的鋼板修復(fù)有著明顯的區(qū)別。校正鋼板一般應(yīng)盡量避免加熱，以免降低鋼板的強(qiáng)度。而在修復(fù)鋁板時(shí)，必須利用加熱的方法增加
31、鋁板的可塑性。如果不加熱，施加校正力會(huì)引起鋁板開(kāi)裂。但由于鋁熔點(diǎn)較低（660），如加熱過(guò)量會(huì)造成鋁材變形或熔化。所以，在對(duì)鋁板進(jìn)行加熱前，應(yīng)使用120的熱敏涂料或熱敏“筆”在損傷部位周?chē)?，?huà)一個(gè)半徑2030mm的環(huán)狀標(biāo)志。這樣在加熱過(guò)程中可以通過(guò)顏色的變化，對(duì)溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。 授人以魚(yú)不如授人以漁 朱明工作室3 如何正確修復(fù)鋁質(zhì)車(chē)身n（3）當(dāng)鋁質(zhì)面板發(fā)生延伸時(shí)，可采取熱收縮的方法進(jìn)行處理。操作時(shí)應(yīng)緩慢冷卻收縮部位，不可使其急速降溫，從而避免過(guò)度的收縮造成板材變形。另外，鋁板修復(fù)時(shí)禁止使用鋼質(zhì)車(chē)身修理時(shí)所使用的收縮錘或收縮墊鐵，以免造成損傷部位開(kāi)裂。 授人以魚(yú)不如授人以漁 朱明工作室3.2以使
32、用惰性氣體焊接n但是，由于在焊接過(guò)程中的退火作用，焊接處的強(qiáng)度損失較大。修復(fù)后，車(chē)輛自身振動(dòng)和行駛的顛簸會(huì)造成焊接處產(chǎn)生裂紋。所以，鋁質(zhì)車(chē)身修復(fù)中一般很少采用焊接的方式（少數(shù)生產(chǎn)廠家也允許采用焊接方法），而通常是采用粘接或粘接、鉚接共用的方式。但盡管如此，焊接在鋁質(zhì)車(chē)身修復(fù)中也并不是可有可無(wú)的。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)件更換時(shí)，通常需要在結(jié)構(gòu)件之間使用焊接的方法，以增強(qiáng)車(chē)輛的整體性和導(dǎo)電性。 授人以魚(yú)不如授人以漁 朱明工作室3.2以使用惰性氣體焊接n在焊接時(shí)要注意以下幾點(diǎn)，以確保最終維修質(zhì)量。n（1）在進(jìn)行鋁焊接時(shí)，除按操作規(guī)范做好車(chē)身的防護(hù)工作外，還應(yīng)注意金屬鎂或鋁鎂合金是不能焊接的。n （2）焊接前應(yīng)使
33、用石蠟或油脂清除劑對(duì)焊接部位進(jìn)行清潔。n（3）按照焊機(jī)的使用說(shuō)明調(diào)整電壓和送絲速度，但說(shuō)明書(shū)上給出的數(shù)值一般只是大概的數(shù)值，維修技師應(yīng)該根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)和實(shí)際情況做出相應(yīng)的調(diào)整。 n（4）在進(jìn)行鋁質(zhì)板材焊接時(shí)，應(yīng)使用鋁焊絲和100%氬氣，相對(duì)于焊接鋼質(zhì)車(chē)身氣體流量應(yīng)增加50%；焊槍與焊接部位應(yīng)接近垂直，并且采用正向焊接法（左焊法）， 不能在鋁板上進(jìn)行逆向焊接（向前推焊接），以免熔池過(guò)熱造成塌陷或擊穿；進(jìn)行立焊時(shí)，應(yīng)從下面開(kāi)始向上焊接。 授人以魚(yú)不如授人以漁 朱明工作室3. 3 板件的更換n鋁質(zhì)車(chē)身板件受到撞擊無(wú)法恢復(fù)時(shí)，應(yīng)采取局部或整體更換的方法進(jìn)行修復(fù)。特別是由于鋁質(zhì)板材因?yàn)橛不?，損傷部位出現(xiàn)
34、裂紋或斷裂現(xiàn)象時(shí)就應(yīng)該使用此方法了。鋁質(zhì)板件的更換是鋁質(zhì)車(chē)身修復(fù)時(shí)較為常用的一種方法。 授人以魚(yú)不如授人以漁 朱明工作室3. 3 板件的更換n（1）分離鋁質(zhì)板件時(shí)，可使用切割鋸、切割砂輪、鏨子等工具，與鋼質(zhì)車(chē)身的板件分離沒(méi)有太大區(qū)別，但乙炔-氧氣切割在鋁質(zhì)板件分離時(shí)禁止使用。另外，由于鋁質(zhì)車(chē)身的鉚釘通常是由高強(qiáng)度特殊合金材料（如硼鋼）制成，所以鉚釘是無(wú)法采取傳統(tǒng)鉆除方法去除的。正確的方法是，在鉚釘頂部使用專(zhuān)用焊機(jī)焊接介子銷(xiāo)釘（不可重復(fù)使用），然后用專(zhuān)門(mén)的拉拔工具將鉚釘拔出。介子銷(xiāo)釘焊接前，應(yīng)對(duì)鉚釘頂部的漆面進(jìn)行打磨，在拉拔時(shí)，專(zhuān)用工具應(yīng)與鉚釘呈垂直狀態(tài)。 n（2）傳統(tǒng)的車(chē)身通常使用機(jī)械緊固和焊
35、接等兩種連接方法，而鋁質(zhì)車(chē)身的構(gòu)件大部分是通過(guò)粘接或粘接、鉚接共用的方式連接在一起的。 授人以魚(yú)不如授人以漁 朱明工作室3. 3 板件的更換n（3）相對(duì)于鋼質(zhì)車(chē)身修復(fù)，鋁質(zhì)車(chē)身板件更換的定位工作更為重要。測(cè)量后必須使用定位夾或通用夾具對(duì)更換部件進(jìn)行定位。 在鋁質(zhì)車(chē)身修復(fù)時(shí)，還有很多注意事項(xiàng)應(yīng)該引起我們足夠的重視，如鋁質(zhì)車(chē)身上的一些特殊顏色的螺栓，拆卸后應(yīng)按照廠家的要求進(jìn)行更換，絕不可重復(fù)使用。在進(jìn)行板件更換時(shí)，還應(yīng)對(duì)粘接膠和各種專(zhuān)用工具的性能、注意事項(xiàng)和使用方法做全面的了解。 n總之，從事鋁質(zhì)車(chē)身修復(fù)工作必須接受專(zhuān)業(yè)化的培訓(xùn)，只有這樣才能保證鋁質(zhì)車(chē)身的最終修復(fù)質(zhì)量。 授人以魚(yú)不如授人以漁 朱明工作室汽車(chē)耐磨膠Citroen C-Metisse Concept 2006 炭纖維車(chē)架 授人以魚(yú)不如授人以漁 朱明工作室Mercedes-Benz SLR McLaren 2004 炭纖維車(chē)架
汽車(chē)車(chē)身修復(fù)技術(shù)-6章1汽車(chē)車(chē)身金屬材料
