汽車車身修復(fù)技術(shù)-6章1汽車車身金屬材料

授人以魚不如授人以漁 朱明工作室n . 主講：朱明 高級技師、經(jīng)濟(jì)師, 工程師 高級技能專業(yè)教師 高級汽車維修考評員第6章 汽車車身材料 授人以魚不如授人以漁 朱明工作室汽車車身材料的分類n現(xiàn)代汽車制造技術(shù)的飛速發(fā)展，汽車制造企業(yè)在車身生產(chǎn)中開始逐步使用新材料。在眾多采用新材料的車輛中，有些是采用了合金鋼、高強(qiáng)度鋼和超高強(qiáng)度鋼作為車身材料，還有些車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)板材的事故車時，維修技師應(yīng)在接受過相關(guān)培訓(xùn)的基礎(chǔ)上，采用正確的修復(fù)工藝對車輛進(jìn)行修復(fù)，只有這樣才能保證特殊材料車身的修復(fù)質(zhì)量。 授人以魚不如授人以漁 朱明工作室汽車車身材料的分類p金屬：汽車工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的材料；p非金屬材料：主要保險杠、擋泥板、倒車鏡、門窗和車內(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。 授人以魚不如授人以漁 朱明工作室汽車車身材料的分類p金屬：汽車工業(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)，主要保險杠、擋泥板、倒車鏡、門窗和車內(nèi)飾等元件； 授人以魚不如授人以漁 朱明工作室汽車車身材料的分類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。p 80年代后期，復(fù)合材料車身外覆蓋件得到大量的應(yīng)用和推廣，如發(fā)動機(jī)罩、翼子板、車門、車頂板、導(dǎo)流罩、車廂后擋板等，甚至出現(xiàn)了全復(fù)合材料的卡車駕駛室和轎車車身。 授人以魚不如授人以漁 朱明工作室材料是影響汽車質(zhì)量的重要因素n。在現(xiàn)代汽車中，車身材料占全車材料的很大部分。為了提高汽車行駛的經(jīng)濟(jì)性，減輕汽車重量是世界各大車廠的目標(biāo)，近年來汽車上越來越多使用了鋁或塑料等非鋼鐵材料做車身部件，例如奧迪A2全鋁制車身，日產(chǎn)SUV“奇駿”用塑料做前翼子板，更多的乘用車保險杠用塑料制成。在日益廣泛使用非鋼鐵材料做車身部件的形勢下，高度依賴汽車制造業(yè)的鋼鐵企業(yè)將面臨直接的威脅。因此，研制和發(fā)展輕質(zhì)、高強(qiáng)度的汽車鋼板成為多年來鋼鐵企業(yè)的一個熱點(diǎn)。 授人以魚不如授人以漁 朱明工作室工程材料的使用： 授人以魚不如授人以漁 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：指各個零件或構(gòu)件在正常工作時金屬材料應(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 授人以魚不如授人以漁 朱明工作室汽車車身外殼絕大部分是 金屬材料，主要用鋼板。 n鍍鋅薄鋼板廣泛應(yīng)用在汽車上，這是因為它有良好的抗腐蝕能力。n從20世紀(jì)70年代開始轎車車身鋼板采用鍍鋅薄鋼板，裝配時鍍鋅面置于汽車內(nèi)側(cè)，提高車身耐蝕性能，非鍍鋅面置于汽車外側(cè)，噴涂油漆。隨著汽車對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，稱為熱鍍鋅鋼板。 授人以魚不如授人以漁 朱明工作室鍍鋅鋼板n目前轎車已經(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，其中車身復(fù)蓋件多用0.6至0.8毫米的鍍鋅鋼板。德國奧迪轎車的車身部件絕大部分采用鍍鋅鋼板（部分用鋁合金板），美國別克轎車采用的鋼板80%以上是雙面熱鍍鋅鋼板，上海帕薩特車身的外復(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，可以使車身防銹蝕保質(zhì)期長達(dá)11年。 授人以魚不如授人以漁 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動載荷力的大小和方向隨時間而發(fā)生改變。如沖擊載荷、交變載荷、循環(huán)載荷等。 授人以魚不如授人以漁 朱明工作室p應(yīng)力：材料在任一時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 授人以魚不如授人以漁 朱明工作室p金屬材料的剛度、強(qiáng)度、彈性、塑性是通過拉伸實(shí)驗來測定的，標(biāo)準(zhǔn)試樣如圖所示，把試樣安裝在拉伸試驗機(jī)上，并對試樣施加一個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 授人以魚不如授人以漁 朱明工作室拉伸曲線p彈性階段：OA荷載與伸長成比例，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，變形增加很快，曲線呈鋸齒狀，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 授人以魚不如授人以漁 朱明工作室強(qiáng)度 p拉伸曲線oe段是直線，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 授人以魚不如授人以漁 朱明工作室p屈服極限s ： 開始產(chǎn)生屈服現(xiàn)象時的應(yīng)力稱為屈服點(diǎn)，其含義指在外力作用下開始產(chǎn)生明顯塑性變形的最小應(yīng)力，也即材料抵抗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%的塑性變形時所對應(yīng)的應(yīng)力 0.2作為材料開始產(chǎn)生明顯塑性變形時的屈服強(qiáng)度，稱為條件屈服極限。 sP試樣發(fā)生屈服時的載荷（N）；0A試樣的原始橫截面積（mm2 ）。式中 強(qiáng)度 授人以魚不如授人以漁 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） 。 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 授人以魚不如授人以漁 朱明工作室p指金屬材料在靜載荷作用時，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)距長度的相對伸長值。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收縮值。 %10000 A AA k 塑性 授人以魚不如授人以漁 朱明工作室鋼材的含碳量對機(jī)械性能的影響p其它成分含量對強(qiáng)度的影響 p溫度：溫度升高塑性提高 授人以魚不如授人以漁 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。有對稱周期性應(yīng)力和非對稱周期性應(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)過較長時間工作而發(fā)生突然斷裂，無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，可用擺錘沖擊試驗機(jī)來測定金屬材料的沖擊值。沖擊韌度值可用下式計算。F GhGHFA kk p單位截面積材料斷裂吸收的功。 授人以魚不如授人以漁 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 授人以魚不如授人以漁 朱明工作室金屬冷變形規(guī)律 授人以魚不如授人以漁 朱明工作室金屬冷變形規(guī)律 授人以魚不如授人以漁 朱明工作室金屬冷變形規(guī)律 授人以魚不如授人以漁 朱明工作室汽車車身常用金屬材料 授人以魚不如授人以漁 朱明工作室汽車車身常用金屬材料p汽車車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)度和剛度也能滿足汽車車身的要求，同時能滿足車身拼焊的要求，因此在汽車車身上應(yīng)用很廣。為了滿足汽車制造業(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，可以在厚度減薄的情況下依然保持汽車車身的機(jī)械性能要求，從而減輕了汽車重量。 授人以魚不如授人以漁 朱明工作室普通低碳鋼板n低碳鋼板減輕了汽車重量。例如BH鋼板是在低強(qiáng)度的條件下，經(jīng)過沖壓成形之后，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車身的抗沖擊性能，防止在行駛中由于路面的砂石飛濺碰撞產(chǎn)生凹痕，延長了汽車的使用壽命。 授人以魚不如授人以漁 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兀?jīng)各種處理軋制而成，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，是車身輕量化的重要材料。p IF（高強(qiáng)度無間隙原子）鋼板：晶格無間隙，鐵素體的中間晶格內(nèi)無碳原子和氮原子，碳和氮的含量極低。成型能力高，可焊性好。主要用于轎車外板、車門等形狀復(fù)雜的沖壓件。 授人以魚不如授人以漁 朱明工作室車用高強(qiáng)度鋼板n 車用高強(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、保險杠、防撞杠，隨著性能及成型技術(shù)的進(jìn)步，高強(qiáng)度鋼板被用于汽車的內(nèi)外板件，例如車頂板、車門內(nèi)外板、發(fā)動機(jī)艙蓋、行李艙蓋等上?，F(xiàn)在許多中高檔轎車都采用高強(qiáng)度鋼板。 授人以魚不如授人以漁 朱明工作室高強(qiáng)度鋼板 授人以魚不如授人以漁 朱明工作室高強(qiáng)度鋼板 p烘烤硬化冷軋（BH）鋼板：經(jīng)過沖壓、拉延變形及烤漆高溫時效處理，屈服強(qiáng)度得以提高。這種簡稱為BH鋼板的烘烤硬化鋼板既薄又有足夠的強(qiáng)度，是車身外板輕量化設(shè)計首選材料之一； 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)度高的車身零件。主要用于要求拉伸性能好的承力零部件，如車門加強(qiáng)板、保險杠等； 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)動機(jī)罩、行李箱蓋、車身底板等部件。 授人以魚不如授人以漁 朱明工作室高強(qiáng)度鋼板n高強(qiáng)度鋼板經(jīng)過發(fā)達(dá)國家20多年的開發(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的構(gòu)件制作中。日本汽車高強(qiáng)度鋼板的平均使用率在1993年為25，2000年為36。美國鋼鐵協(xié)會AISI組織世界13家鋼鐵公司研究開發(fā)“超輕車身研究”（ULSAB），于1998年3月在美國密執(zhí)安展出了高強(qiáng)度鋼車身，車身使用的高強(qiáng)度鋼大約為86，其平均重量比普通鋼結(jié)構(gòu)車身減輕了25，這對汽車制造廠家很有吸引力。 授人以魚不如授人以漁 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)又共同出資啟動了高強(qiáng)度鋼車身的研發(fā)項目ULSAB-AVC，通過使用高質(zhì)量鋼材和新制造技術(shù)，減輕汽車重量，提高經(jīng)濟(jì)性，以滿足2004年更為嚴(yán)格的碰撞標(biāo)準(zhǔn)和2005年實(shí)施的歐洲號排放標(biāo)準(zhǔn)。從這里可以看出，發(fā)展車用高強(qiáng)度鋼板巳經(jīng)不是單純車身材料更新的問題，它還涉及到能否令汽車達(dá)到新的環(huán)保和安全標(biāo)準(zhǔn)的問題。 授人以魚不如授人以漁 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)。沖壓成型是汽車制造中最主要的成形方式，車身構(gòu)件、門板、翼子板等等都是通過沖壓成型制造出來，有些構(gòu)件具有相當(dāng)復(fù)雜的形狀。n例如高強(qiáng)度無間隙固熔IF鋼具有極為良好的深沖和拉延能力，用來沖壓制造各種復(fù)雜形狀的汽車沖壓件，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)退火后可獲得低屈強(qiáng)比和高延伸率，也就是說有極高的“韌性”，不會輕易斷裂，能夠承受各種模具的沖壓變形。 授人以魚不如授人以漁 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的不同部位對應(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，簡化了生產(chǎn)工藝、改善了構(gòu)件性能和減輕了重量。汽車構(gòu)件上采用 “拼焊”的部件常有側(cè)面框架、車門內(nèi)板、車身底板、側(cè)面橫檔、檔風(fēng)玻璃窗框、中立柱等。因此，對高強(qiáng)度鋼板的焊接也有高要求。 授人以魚不如授人以漁 朱明工作室鍍鋅鋼板n 涂裝是汽車制造過程中的重要工序，包括鍍鋅鋼板。目前中高檔轎車白車身一般使用鍍鋅板，鍍鋅板能夠保證汽車車身使用10年不會腐銹。但是鋼廠生產(chǎn)的汽車鋼板在軋制過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)代化汽車生產(chǎn)線的工作準(zhǔn)確性，因為現(xiàn)代化的汽車生產(chǎn)線是用機(jī)器人點(diǎn)焊，板厚誤差大將導(dǎo)致虛焊。所以，現(xiàn)代化的汽車制造對鋼板的要求是十分嚴(yán)格的，例如對寬1.5米長3000米的厚0.8毫米鋼板，厚度公差不能超出20微米。 授人以魚不如授人以漁 朱明工作室軋鋼n汽車車廂蒙皮板、車門、頂蓋、底板等復(fù)蓋件用薄鋼板均是冷軋板，大梁、橫粱、保險桿等均是熱軋鋼。 授人以魚不如授人以漁 朱明工作室車身新材料 p鋁合金 ：與汽車鋼板相比，鋁合金具有密度小（2.7g/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德國大眾公司的新型奧迪A2型轎車，由于采用了全鋁車身骨架和外板結(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通過使用性能更好的大型鋁鑄件和液壓成型部件，車身零件數(shù)量從50個減至29個，車身框架完全閉合。這種結(jié)構(gòu)不僅使車身的扭轉(zhuǎn)剛度提高了60%，還比同類車型的鋼制車身車重減少50%。 授人以魚不如授人以漁 朱明工作室1使用鋁材的意義及特性 n 近年來，汽車制造企業(yè)在汽車的結(jié)構(gòu)設(shè)計、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。 授人以魚不如授人以漁 朱明工作室鋁材使用n用于汽車車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，成為許多汽車生產(chǎn)商的首選新型車身材料。如歐洲的汽車生產(chǎn)商一般會使用成型性能較好的6016合金鋁作為主要的車身板材；而美國的汽車生產(chǎn)商則使用具有足夠強(qiáng)度的6111合金鋁作為車身的主要板材。對于車身的不同部位、不同構(gòu)件，所使用鋁材的合金成分、種類和熱處理工藝也并不相同。如車輛的保險杠骨架、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)生碰撞時要有良好的吸能特性（比鋼板增加50%左右）；車輛傳動系使用鋁質(zhì)構(gòu)件，不但具有足夠的強(qiáng)度和韌度，同時還具備良好的導(dǎo)熱能力。 授人以魚不如授人以漁 朱明工作室鋁材使用n 汽車使用鋁材確實(shí)取得了良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。n汽車使用鋁材也存在一些不足。在生產(chǎn)鋁質(zhì)車身的汽車時，焊接鋁質(zhì)車身比焊接傳統(tǒng)鋼質(zhì)車身能耗增加60%。而且一旦發(fā)生交通事故，鋁質(zhì)車身的維修費(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用鋁車身修復(fù)工具及特殊的工藝方法進(jìn)行修復(fù)。 授人以魚不如授人以漁 朱明工作室2鋁質(zhì)車身修復(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 專用的維修設(shè)備和工具 授人以魚不如授人以漁 朱明工作室2鋁質(zhì)車身修復(fù)應(yīng)具備的條件 n 2.1區(qū)別于傳統(tǒng)鋼質(zhì)車身修復(fù)n維修技師不僅對鋁材的特性要非常了解，還要對鋁質(zhì)車身的修復(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)際操作過程中，維修技師要時刻牢記安全注意事項。 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)板材在打磨過程中會產(chǎn)生很多鋁粉，吸入后不但對人體有害，而且在空氣中易燃易爆，所以，在維修鋁質(zhì)車身時要設(shè)置獨(dú)立的維修空間和防爆集塵、吸塵系統(tǒng)，以保證車身修復(fù)操作更加安全。 授人以魚不如授人以漁 朱明工作室2鋁質(zhì)車身修復(fù)應(yīng)具備的條件 n 2.3 帶有定位夾具的大梁校正器n車輛發(fā)生碰撞后，損傷部件經(jīng)檢查確認(rèn)無法修復(fù)或修復(fù)后無法達(dá)到其原有性能時，就必須更換該部件。更換鋁質(zhì)部件時，其連接方式與鋼質(zhì)車身有很大區(qū)別。鋼質(zhì)車身的接縫處一般采用焊接方式，而鋁質(zhì)車身的連接處多采用粘接或粘接、鉚接共用的連接方式。由于粘接劑固化時間長，如果不對更換部件進(jìn)行定位，修復(fù)后的車身就很難恢復(fù)原技術(shù)尺寸。當(dāng)校整架沒有專用定位夾具時，使用輔助夾具或通用夾具固定是一種比較有效的方法。 授人以魚不如授人以漁 朱明工作室2鋁質(zhì)車身修復(fù)應(yīng)具備的條件 n 2.4 專用的維修設(shè)備和工具 n在進(jìn)行鋁質(zhì)車身修復(fù)時，具備帶有定位夾具的校整架是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還要有專用的氣體保護(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)過程中，一定注意工具要單獨(dú)擺放，不能與修復(fù)鋼質(zhì)車身的工具放在一起。修復(fù)鋼質(zhì)車身的工具殘留有鋼鐵碎屑，如用其修復(fù)鋁質(zhì)車身，鋼鐵碎屑會對鋁造成腐蝕。 授人以魚不如授人以漁 朱明工作室3 如何正確修復(fù)鋁質(zhì)車身 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)對受損部件進(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，連接處一般很少采用鋼質(zhì)車身修復(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，維修技師對一些輕微損傷的面板會采取某些方法進(jìn)行修復(fù)。 授人以魚不如授人以漁 朱明工作室3 如何正確修復(fù)鋁質(zhì)車身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)到原來的形狀和尺寸。維修技師修復(fù)時可使用木錘或橡膠錘進(jìn)行碾錘錯位敲擊，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)分其變形的類型。對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)力，這樣可減小堅硬折損處彎曲的可能性。凹陷部位修復(fù)時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，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，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，折邊部位會由于鋁的韌度較差而出現(xiàn)裂紋或斷裂。 授人以魚不如授人以漁 朱明工作室3 如何正確修復(fù)鋁質(zhì)車身n（2）在進(jìn)行鋁板校正前，應(yīng)對鋁板進(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，必須利用加熱的方法增加鋁板的可塑性。如果不加熱，施加校正力會引起鋁板開裂。但由于鋁熔點(diǎn)較低（660），如加熱過量會造成鋁材變形或熔化。所以，在對鋁板進(jìn)行加熱前，應(yīng)使用120的熱敏涂料或熱敏“筆”在損傷部位周圍，畫一個半徑2030mm的環(huán)狀標(biāo)志。這樣在加熱過程中可以通過顏色的變化，對溫度進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控。 授人以魚不如授人以漁 朱明工作室3 如何正確修復(fù)鋁質(zhì)車身n（3）當(dāng)鋁質(zhì)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。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。 授人以魚不如授人以漁 朱明工作室3.2以使用惰性氣體焊接n但是，由于在焊接過程中的退火作用，焊接處的強(qiáng)度損失較大。修復(fù)后，車輛自身振動和行駛的顛簸會造成焊接處產(chǎn)生裂紋。所以，鋁質(zhì)車身修復(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)車身修復(fù)中也并不是可有可無的。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)件更換時，通常需要在結(jié)構(gòu)件之間使用焊接的方法，以增強(qiáng)車輛的整體性和導(dǎo)電性。 授人以魚不如授人以漁 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，除按操作規(guī)范做好車身的防護(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)使用石蠟或油脂清除劑對焊接部位進(jìn)行清潔。n（3）按照焊機(jī)的使用說明調(diào)整電壓和送絲速度，但說明書上給出的數(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，應(yīng)使用鋁焊絲和100%氬氣，相對于焊接鋼質(zhì)車身氣體流量應(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），以免熔池過熱造成塌陷或擊穿；進(jìn)行立焊時，應(yīng)從下面開始向上焊接。 授人以魚不如授人以漁 朱明工作室3. 3 板件的更換n鋁質(zhì)車身板件受到撞擊無法恢復(fù)時，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)板材因為硬化，損傷部位出現(xiàn)裂紋或斷裂現(xiàn)象時就應(yīng)該使用此方法了。鋁質(zhì)板件的更換是鋁質(zhì)車身修復(fù)時較為常用的一種方法。 授人以魚不如授人以漁 朱明工作室3. 3 板件的更換n（1）分離鋁質(zhì)板件時，可使用切割鋸、切割砂輪、鏨子等工具，與鋼質(zhì)車身的板件分離沒有太大區(qū)別，但乙炔-氧氣切割在鋁質(zhì)板件分離時禁止使用。另外，由于鋁質(zhì)車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，在鉚釘頂部使用專用焊機(jī)焊接介子銷釘（不可重復(fù)使用），然后用專門的拉拔工具將鉚釘拔出。介子銷釘焊接前，應(yīng)對鉚釘頂部的漆面進(jìn)行打磨，在拉拔時，專用工具應(yīng)與鉚釘呈垂直狀態(tài)。 n（2）傳統(tǒng)的車身通常使用機(jī)械緊固和焊接等兩種連接方法，而鋁質(zhì)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。 授人以魚不如授人以漁 朱明工作室3. 3 板件的更換n（3）相對于鋼質(zhì)車身修復(fù)，鋁質(zhì)車身板件更換的定位工作更為重要。測量后必須使用定位夾或通用夾具對更換部件進(jìn)行定位。 在鋁質(zhì)車身修復(fù)時，還有很多注意事項應(yīng)該引起我們足夠的重視，如鋁質(zhì)車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，還應(yīng)對粘接膠和各種專用工具的性能、注意事項和使用方法做全面的了解。 n總之，從事鋁質(zhì)車身修復(fù)工作必須接受專業(yè)化的培訓(xùn)，只有這樣才能保證鋁質(zhì)車身的最終修復(fù)質(zhì)量。 授人以魚不如授人以漁 朱明工作室汽車耐磨膠Citroen C-Metisse Concept 2006 炭纖維車架 授人以魚不如授人以漁 朱明工作室Mercedes-Benz SLR McLaren 2004 炭纖維車架