由于环保和节能的需要,汽车轻量化已成为世界汽车发展的潮流。应用于车身轻量化的材料除了高强度钢及各种铝合金材料外,塑料在车身上也得到了广泛应用。车身塑料件修复可实现塑料件的反复利用,对于实现节能环保、美丽中国有重大的现实意义。
车身塑料件损坏后在汽车维修企业一般有两种修理方法:更换塑料件和修复塑料件。更换塑料件的主要工作是拆装,技术要求不高,经济效益较好,因而汽车维修企业较倾向于更换;修复塑料件,经济效益不高,技术要求却较高,因此许多汽车维修企业不太愿意修复塑料件。对于中高端汽车,更换塑料件价格昂贵,受保险公司制约,越来越多的汽车维修企业也开始修复塑料件。从更高的层面讲,修复塑料件可减少塑料污染、保护环境。
目前汽车上使用的塑料件较多,这些塑料件主要采用热塑性和热固性两种类型的塑料。热塑性塑料能通过加热反复熔化再成型,在整个过程中化学成分不会发生变化,因为热塑性塑料受热时随着温度的升高逐渐软化,冷却后重新硬化为固体,再加热又可软化,所以可以进行焊接修复。热固性塑料在最初加热和使用催化剂或紫外线照射的条件下会发生化学变化,冷却后硬化成一种永久的形状,再次加热或使用催化剂时其形状也不会发生变化,因此不能焊接,只能用胶黏剂粘接,见表4-0-1。
表4-0-1 塑料的种类与修理方法
根据工艺或设计的需要,在待焊部位加工一个一定几何形状的沟槽,称为坡口,如图4-0-1所示。当需要对车身塑料进行焊接时,应先对塑料开坡口。如果损伤未穿透板件,可以采用V形坡口或U形坡口;如果损伤穿透板件,可以采用X形坡口或双U形坡口。
图4-0-1 坡口
在日常生活中,常见的塑料损伤包括四种:塑料划痕、塑料凹陷、塑料裂痕、塑料穿孔。并不是所有的塑料损伤都可以进行维修。不同的维修企业或保险公司对于塑料件维修和更换的标准是有所不同的,大体上可以遵循表4-0-2中的标准。
表4-0-2 塑料损伤维修与更换标准
电烙铁(图4-0-2)用来将破损塑料保险杠内部的裂缝烫化或抹平塑料,也可以直接用焊条进行焊接。由于电烙铁可以在无空气源的情况下,熔化直径小于3mm的焊条,所以这种方法也称为无空气塑料焊接。
塑料焊枪(图4-0-3)又称为热风枪,主要用来加热塑料焊条,使塑料焊条达到熔化和黏结。焊枪口喷出的热量集中,风速高。
注意: 不可直接用手触摸焊枪前端(烤嘴),以免烫伤;不可直接将焊枪对准人或可燃物;使用完毕后,需自然冷却后保管放置。
图4-0-2 电烙铁
图4-0-3 塑料焊枪
该设备是一款手持式塑料修复机(图4-0-4),无噪声、无污染。针对不同角度、不同形状的破损,可以通过改变焊钉形状和焊枪头植钉方位的方法进行修复,如图4-0-5所示。
图4-0-4 塑料植钉机
图4-0-5 焊钉形状和植钉方位
采用塑料焊枪对塑料进行焊接的方法通常称为热空气塑料焊接(图4-0-6)。为了获得较高的焊接质量,在采用热空气塑料焊接时,应控制好焊条角度、风嘴位置、焊条施加的压力、风嘴的运动方向等焊接参数。
图4-0-6 热空气塑料焊接
在焊接过程中,应保证焊条与母材平面成90°的夹角。如果焊条向后倾斜使夹角大于90°,内部应力将使软化状态的焊条被拉伸,导致焊缝狭窄甚至漏焊缺焊,冷却后产生气泡或断裂;如果焊条向前倾斜使夹角小于90°,会使焊缝挤凸过高并且虚焊,甚至出现焊条与母材未熔合。
焊枪风嘴应位于焊条和焊缝之间,且距焊条和焊缝表面15mm左右(此距离与焊枪功率有很大关系),风嘴与母材夹角为30°~45°。如果距离太近,则会烧焦母材或焊条,产生气孔或夹渣;如果距离太远,则母材或焊条没有完全熔合,产生虚焊。另外,为保证母材和焊条均匀受热,焊条与焊枪风嘴应保持在同一平面内,否则焊缝一侧会发生虚焊或裂缝。
焊条施加压力的大小与焊条的材料、焊条的直径有关。在实际操作中,施加压力无法测量,可以按照以下方法估测:对焊条施加压力,感觉焊条马上弯曲,但还没有弯曲的临界状态为宜。施加压力过小,焊条与母材熔合压力过小,焊接接合面连接不牢固,焊接强度不够甚至产生虚焊;施加压力过大,焊条不能充分熔透,容易产生裂缝、凹槽等焊接缺陷。
风嘴应沿着焊接方向做匀速直线运动,根据焊条直径和母材厚度选择焊接速度,速度一般为2.5~4.2mm/s。焊接速度过慢,焊条和母材容易烧焦,产生气泡或凹坑;焊接速度过快,焊条和母材没有完全熔化,产生裂缝甚至虚焊。为了使受热均匀,焊条做匀速直线运动的同时,风嘴还应呈扇状均匀摆动,摆速一般为1~2次/s,摆幅在10mm左右。
塑料的鉴别很重要,只有在确定塑料的种类后才能确定具体的修理方法。可以采用测试识别法分辨塑料是热塑性塑料还是热固性塑料,测试识别法包括燃烧测试法和挠性测试法。对于燃烧测试法,热固性塑料燃烧时不会产生熔滴,热塑性塑料燃烧时会产生熔滴。对于挠性测试法,热固性塑料在弯折后不能完全恢复形状,热塑性塑料弹性较好,可以恢复形状。
要想正确识别塑料的具体种类,需要采用以下三种识别方法。
1)代码识别法:根据国际符号或ISO码识别法,塑料件背面有一个模压在塑料件上的代码供识别,如图4-1-1所示。
2)查阅手册识别法:未标注国际标准符号的塑料件,可查阅最新版本车身维修手册予以识别,或登录汽车品牌网络维修平台进行查询。
3)试焊识别法:可以在部件的隐秘区或损坏区选择一种塑料焊条进行试探性焊接,不同焊条的颜色不一样,常用的有五六种,如图4-1-2所示。试焊时应准备一套塑料焊接工具,在试焊前应对塑料件大致判断其种类,尽可能一次将焊条种类选择正确,然后再进行试焊。试焊位置应选择在损伤部位的背面附近且正面有部件遮挡的位置。
图4-1-1 代码识别法
图4-1-2 塑料焊条
塑料件产生的划痕如图4-2-1所示,对这类损伤采用胶黏剂进行修理是较简单且实用的方法。对划痕进行胶黏剂修理可按以下步骤进行。
修理塑料划痕,首先用打磨工具将损伤表面的喷涂层打磨干净,之后将划痕部位擦洗干净。
损伤部位打磨清洁以后,在打磨后的划痕表面刮涂胶黏剂,如图4-2-2所示。待胶黏剂干透硬化以后,将胶黏剂打磨平整,接下来即可进行表面喷涂颜色了。
图4-2-1 塑料划痕
图4-2-2 刮涂胶黏剂
车身防撞条、前格栅、仪表板、电器操纵箱等用丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物制成的ABS塑料,具有强度高、成型性好和二次加工容易等特点,这种材料变形时都可通过加热进行修复。
1)先将变形的塑料件在50℃左右的温度下加热一定时间。对于局部小范围变形,可用热风枪对变形部位进行加热来矫正,如图4-2-3所示。
图4-2-3 使用热风枪加热变形部位
如果变形较大应使用红外线烘灯加热变形部位,如图4-2-4所示。使用红外线烘灯时要注意控制塑料件的受热温度,一般应以50~60℃最好,最高温度不能超过70℃,避免产生永久性变形。
图4-2-4 红外线烘灯加热变形部位
2)当塑料件趋于软化后用手将变形处恢复原状,如果变形面积较大,为了获得良好的外观,可以借助辅助工具如光滑的木板等。
1)使用手钻配合3mm钻头在裂缝两端打止裂孔,操作时应尽量使裂缝两端或其延长线处于止裂孔中心,如图4-2-5所示。
2)首先将焊条一端切成60°的斜角,并在裂痕上打磨出U形坡口。如果裂痕为穿透伤,则需要在塑料件正面和反面都打磨出U形坡口;如果塑料件表面不平,应加热整平。
3)对焊条施加压力,调节塑料焊枪的距离、温度、角度来控制塑料焊条的熔化速度。
4)利用塑料焊枪的热量对焊条和U形槽接触点处进行加热焊接,如图4-2-6所示。结束焊接时,宜充分加热焊条和U形槽的接触区域,停止焊条移动。但还需要对焊条施加一定的压力并保持几秒钟,待冷却到已不能拉动焊条,即可切下多余的焊条。如果焊缝处焊条过高,可以采用电烙铁整平。
图4-2-5 打止裂孔
图4-2-6 加热焊接
也可以采用塑料植钉机,对塑料进行维修,步骤如下:
1)使用手电钻配合3mm钻头在裂缝两端打止裂孔,操作时应尽量使裂缝两端或其延长线处于止裂孔中心。
2)选择合适的焊钉插入焊机头前端的两个小孔,按住开关给焊钉加热(图4-2-7),等待焊钉受热变红后,将焊钉压入所需修复的位置(图4-2-8),松开焊机按钮,待焊钉自然冷却并与塑料保险杠融为一体(图4-2-9)后,将塑料焊机移开。
图4-2-7 焊钉加热
3)重复操作直到焊钉均匀分布在破损处,全部焊接完成之后,剪去尾钉。
图4-2-8 将焊钉压入修复位置
图4-2-9 焊钉与保险杠融为一体
对于穿孔损伤,可以采用胶黏剂修理,还须对损伤部位的背面采取增加强度的措施。修理可按以下程序进行。
1)对损伤部位进行打磨、清洁及开坡口,如图4-2-10所示。
图4-2-10 打磨、清洁、开破口
2)背面粘结修理。在修复前先剪一块比穿孔大的加强网,如图4-2-11所示。这块加强网的作用是覆盖在塑料件背面来增加强度。
图4-2-11 剪加强网
3)涂胶黏剂。背面的处理结束后,装上静态混合胶嘴,在先前剪好的加强网上打上混合后的胶黏剂。
4)打胶后迅速将带有胶的加强网覆盖在保险杠背面损伤的部位,轻轻挤压让胶流到正面,如图4-2-12所示。
图4-2-12 背面覆盖加强网
5)将塑料膜覆盖在保险杠正面的胶上,轻轻挤压使胶覆盖住损伤的部位,如图4-2-13所示。以上操作须在2min内完成。等待约15min以便胶干燥。用砂纸逐渐打磨修复区域,直至表面平整。
图4-2-13 正面覆盖塑料膜