Текст книги "Выправление формы, выколотка и рихтовка"

Илья Мельников
Выправление формы, выколотка и рихтовка

Технология ремонта кузова

Выправление формы кузова

Как известно, детали кузова изготавливаются из листового металла методом штамповки.

С помощью пресса листу металла придается нужная форма. При этом в самом материале под воздействием пресса создаются растяжения и сжатия, что приводит к относительному перемещению частиц металла. В металле возникают напряжения, удерживающие форму штампованной детали.

Наружные штампованные детали кузова автомобиля обычно имеют выпуклую форму.

В результате удара выпуклая поверхность сжимается, выравнивается, затем становится вогнутой и, если удар очень сильный, металл вытягивается. Вокруг деформированной зоны создается граничный пояс, в этом месте металл подвергся наибольшей вытяжке, так как в момент сжатия он являлся своего рода шарниром, на который действовали усилия сжатия. Этот ограничительный пояс иногда образует резко выраженную кромку или складку и мешает восстановлению формы металла, так как является зоной возникновения максимальных внутренних напряжений.

Изменение напряжений в металле может происходить не по всей панели, а лишь в зоне удара.

Во многих случаях форма панели восстанавливается после разгрузки точек утяжки кромки, ограничивающей зону деформации. Перед выполнением работ в зоне утяжки металла шабером снимают краску и противошумную мастику, освобождают места утяжек, а затем начинают восстановление формы детали. Если вмятина обширная, но неглубокая, ее выправляют нанесением удара по вершине вмятины. Если вмятина более глубокая, то ее выправляют постепенно, начиная от края, при этом под выправляемую поверхность на границе вмятины подставляют наковаленку соответствующей формы. Если в деформированной зоне находятся более жесткие сечения (детали жесткости, подкладки, стойки), ремонтировать начинают в первую очередь эти детали, так как они обладают большим сопротивлением деформации и затрудняют восстановление формы листовых деталей.

Выколотка и выравнивание

Это именно то, за что опытным мастерам платят немалые деньги.

Восстановление формы включает в себя две основные операции: выколотку и выравнивание или рихтовку.

Выколотка – это предварительное, черновое придание первоначальной конфигурации поврежденной детали.

Различие полученной формы с ее первоначальной устраняется выравниваем, или рихтовкой.

Выколотку производят либо давлением, либо молотком, начиная с более жестких деталей от граничной кромки в направлении центра вмятины. Усилие прилагают в направлении, противоположном тому, в котором произошла деформация.

Выколотку можно начать и выдавливанием с помощью домкрата или рычага, следя за тем, чтобы создаваемое усилие не вызвало деформации в точках опоры. Операцию продолжают с помощью молотка и ручной опорной наковаленки.

Профиль наковаленок, применяемых для выколотки, выбирают похожим на профиль детали перед деформацией.

Ударные инструменты, применяемые при выколотке, не должны вызывать удлинение листа, нельзя применять ударные стальные инструменты, нанося удары по листу на наковаленке.

Лучше всего применять деревянные киянки. Они обладают значительной опорной поверхностью и не оставляют следов на обработанной поверхности металла.

Выколотка деревянными киянками имеет еще одно преимущество – она не вызывает никакого удлинения, так как дерево киянок недостаточно твердое, чтобы вызвать утончение металла. Выколотка киянкой, находящейся в хорошем состоянии, может даже обеспечить предварительное выравнивание высокого качества.

В качестве киянок применяют и стальные молотки, в бойке которых находится резина. Они более надежны, чем деревянные киянки.

После выколотки форма детали должна повторять первоначальную форму детали. Оценка качества восстановленной формы детали осуществляется сравнением с формой недеформированной детали.

В некоторых случаях выколотку производят непосредственно на автомобиле, особенно в случае ремонта несъемной детали.

Это значительно затрудняет работу, поэтому, если элемент съемный, его легче снять и выполнить работу на верстаке.

Такими деталями являются двери, капоты и крылья некоторых автомобилей.

Особым инструментом являются рифленые кувалды, рабочая поверхность которых напоминает поверхность напильника. Эти кувалды в меньшей степени вытягивают металл, так как профиль рифлений создает сжатие металла.

Несколько слов о ручном инструменте. Это самое ценное для мастера. Это поддержки, осадки, молотки и т. д. Ручной инструмент поставляются обычно в наборе. Надо отметить, что содержимое набора – плод долгих трудов, поскольку приспособления, в него входящие, на все случаи. Сделать универсальной кривизну рабочих поверхностей инструмента сложно. Это под силу только крупным фирмам, способным затратить на создание инструмента значительные средства, а случайные поделки никого полностью не удовлетворят. Сегодня за хороший комплект жестянщика надо уплатить от 600 у. е.

Мастера собирают наборы годами.

Рихтовка

Рихтовка заключается в устранении неровностей поверхности до такой степени, когда состояние ее становится почти таким же, как после штамповки. От качества рихтовки зависит и качество последующей покраски, а также количество шпатлевки, которое придется наложить на поверхность для окончательного ее выравнивания.

В процессе рихтовки возникает наклеп, который вызывает упрочнение листа.

Рихтовка – последняя операция обработки кузовных деталей. Так как операция является отделочной, ее необходимо выполнять тщательно, для чего часто требуется много времени.

Рихтуют ударами молотка по листу, который опирают на наковальню. Используемая для рихтовки наковальня должна обладать достаточной массой, чтобы поглощать удар, и иметь форму, схожую с формой рихтуемой части детали. Рабочая поверхность наковальни должна быть гладкой, чтобы не оставлять следов на поверхности листа.

При рихтовке применяются рихтовочные молотки, называемые также гладилками, и молотки-кувалды. Молотки изготовляют из сталей, причем их бойки закаливают и полируют.

Утончение листа, вызываемое обработкой молотком, происходит тем быстрее, чем сильнее наносимые удары. Так как объем металла остается постоянным, то его утонение сопровождается удлинением, которому препятствует металл необработанных молотком участков. В результате блокирования этой деформации происходит выпучивание поверхности листовой детали.

Наилучшая техника – это частые легкие удары. По возможности они должны быть точно направленными и одинаковые по силе.

При рихтовке сильными разрозненными ударами инструменты оставляют на поверхности металла следы и чрезмерно растягивают и истончают лист.

Если на рихтуемой детали есть складка, то рихтовку начинают с выправления этой складки до окончательной формы, а затем рихтуют остальную часть детали.

Качество выполненной рихтовки оценивается визуально и ощупыванием поверхности ладонью руки. Визуально наиболее легко контролируются выпуклые или вогнутые поверхности путем просмотра их под углом или сбоку. Для контроля плоских поверхностей применяют линейки.

При ощупывании малейшая неровность ощущается ладонью руки. После рихтовки возможно образование двух видов дефектов поверхности:

● на выпуклом участке небольшой листовой панели образуется впадина, которую нельзя устранить выдавливанием;

● на обширном участке листовой панели образуется пузырь, который при нажатии на его выпуклую сторону попеременно перемещается то на одну, то на другую сторону листа.

Если участок листовой панели небольшой, то дефект не выжимается. Если участок листовой панели достаточно обширный, то выпуклая часть панели, называемая пузырем, перемещается и образует на другой стороне листа выпуклость, при этом возникает характерный шум (хлопок металла).

Как устранить такой дефект? Вначале необходимо определить по возможности границы пузыря и отметить мелом. Далее следует устранить удлинение металла.

Впадины можно устранить таким образом: произвести рихтовку в глубь двух небольших секторов с каждой стороны листа. При этом удары наносятся по возможности в центр впадины, а затем перемещаются к периферии с постепенным уменьшением силы удара.

В случае, если на поверхности панели обнаружен пузырь, необходимо стянуть металл.

Это можно выполнить только путем утолщения металла. Однако пластичность мягкой стали при комнатной температуре недостаточно высокая, в то же время металл, нагретый до достаточно высокой температуры (для мягкой стали это 800°С), становится пластичным и легко деформируется. При этом нет необходимости нагревать весь пузырь, достаточно выбрать для этого несколько подходящих точек.

Более удобным источником нагрева является кислородно-ацетиленовая горелка.

Операция заключается в устранении дефекта путем использования процессов расширения и усадки металла, возникающих при нагреве, и последующего охлаждения. Местные нагревы получили названия усадочных точек или усадочных нагревов.

Механизм процесса заключается в следующем.

При нагреве точки металла узким пламенем кислородно-ацетиленовой горелки небольшой круг металла быстро разогревается докрасна. Но прежде чем металл станет красным, он начинает расширяться и расширение может вызвать образование выпуклости. Как только металл нагреется докрасна, его пластичность резко возрастет. Под действием пружинящего эффекта окружающего не нагретого докрасна металла происходит усадка разогретой докрасна части металла. Так как расширению металла препятствует менее нагретый окружающий металл, то увеличение его объема происходит за счет утолщения. Как только металл разогреется докрасна, горелка отводится и начинается охлаждение: нагретый круг металла становится темно-красным, затем черным и продолжает далее охлаждаться.

При охлаждении металл сжимается, его объем уменьшается, но удерживается расположенным вокруг металлом, длина и ширина которого не изменялась. Необходимо, чтобы дополнительное утолщение, полученное при растяжении металла, было восстановлено после охлаждения. Но так как металл имеет температуру, не соответствующую максимальной пластичности, то, сжимаясь, он поглощает небольшую часть удлинения окружающего металла.

Для того, чтобы обеспечить нужную усадку, применяют следующие методы:

● уменьшают скорость распространения теплоты путем создания кольца вокруг нагретой части металла из мокрой ветоши;

● оказывают противодействие деформации путем нажатия на металл ручкой молотка или другим предметом около нагретой точки;

● выстукивают точки границы металла, нагретого докрасна, а затем и самой нагретой точки киянкой или рихтовочным молотком.

Последний способ – самый распространенный. Наибольшее применение имеет последний способ.

Рассмотрим порядок выполнения технологических операций рихтовки различными способами.

При рихтовке нагреванием и выстукиванием горелку быстро подводят к центру пузыря, прогревают его и горелку отводят, когда разогретое докрасна пятно достигнет диаметра, равного максимум 12 мм. При нагреве металл не должен расплавиться. Если нагретое пятно будет большего диаметра, это вызовет гораздо большую усадку, чем надо. Если работа выполняется в одиночку, то горелку откладывают, под лист (почти под дефект) помещают наковаленку. Быстро выстукивают не покрасневший металл вокруг нагретой точки, а затем и нагретую точку, пока металл еще остается темно-красным.

Обработку предпочтительнее вести деревянной киянкой. При рихтовке молотком-гладилкой сила удара должна быть небольшой, чтобы не создать растяжения металла вместо усаживания.

Если пузырь небольшой, то достаточно провести обработку одной точки.

Работу можно считать завершенной только тогда, когда металл остынет до температуры окружающей среды. Только после полного охлаждения можно реально оценить результат. Для ускорения охлаждения применяют мокрую ветошь или пропитанную водой губку. Если необходимы дополнительные точечные нагревы, то их делают не более двух-трех между каждым охлаждением. Их располагают вокруг центральной точки.

После охлаждения нагретого листа проводят легкую рихтовку прогретого сектора, чтобы выровнять поверхность металла, которая имела до этого деформацию.

Точки нагрева и их расположение зависят от формы и величины пузыря.

Если пузырь круглый, то точки располагаются по радиусу. Если пузырь длинный и узкий, то точки нагрева располагают узкими рядами.

Это тонкая работа, для того, чтобы научиться ее делать безукоризненно, требуется опыт. Причем ее легче производить на округлых деталях или сильно выпуклых, чем на почти плоских панелях или панелях с малой выпуклостью.

Самое трудное – восстановит длину металла. Разгонять пузырь следует как можно осторожнее, так как рихтовка вызывает удлинение металла, которое должно обеспечить желаемую длину металла.

Стоит только нанести несколько сильных ударов, как образуется новый пузырь. В то же время, если нанесено меньшее, чем необходимо количество ударов, то неопытному может показаться, что металл вокруг пузыря слишком вытянут. Он будет пытаться устранить это точками усадки и выполнить их в большом количестве для достижения мало уловимого равновесия металла, чем опытный жестянщик.

Еще один способ устранения пузыря – это наложение влажного охлаждающего кольца. Смоченную в воде ветошь располагают вокруг нагреваемой точки. Это затрудняет распространение теплоты и, как следствие, уменьшает деформацию, предшествующую нагреву металла докрасна. При этом металл получает большую усадку, чем без предварительного охлаждения, но меньшую по сравнению с применением выколотки.

Вместо ветоши можно использовать пасту. Паста выполняет такую же роль, что и влажное кольцо из ветоши, но действие оказывает более сильное.

Выравнивание электронагревом

Известно, что точечная сварка легко нагревает докрасна металл, сжатый двумя электродами. Это используется при нагревании деформированной детали пропусканием электрического тока большой силы и низкого напряжения. Для этого используются аппараты для точечной сварки.

Общий принцип действия всех промышленных аппаратов точечной сварки заключается в быстром местном нагреве металла, находящегося в контакте с угольным электродом, установленным в держателе. В зависимости от типа держателя и различной установки электродов сварка может осуществляться точками, прямыми строчками, кривыми строчками. Один провод подводит напряжение к держателю электрода, а второй соединяет лист с массой.

Для того, чтобы устранить пузырь этим способом, проводят подготовительные работы. Сначала выправляют деформированную часть с помощью обычных инструментов. Если вмятины небольшие, можно обойтись без правки. С мест обработки удаляют старое покрытие, которое является изолятором. Это можно делать любым способом – шабером или шлифмашинкой. Место соединения с массой зачищают.

В держатель аппарата устанавливают электрод, соответствующий выполняемой работе, если это предусмотрено конструкцией аппарата: электрод с плоским или выпуклым наконечником для выполнения точек усадки; электрод с острым наконечником для выполнения усадочных строчек. На вторичной обмотке регулируют напряжение.

В основном для правки применяют два типа аппаратов для нагрева зоны правки.

Аппарат со встроенной губкой состоит из держателя электрода, самого электрода и силового провода, питающего держатель электрода. Провод соединяется с аппаратом дуговой сварки, обычно использующий электроды с покрытием, и подключается на место провода, питающего стандартный держатель электрода. Медный электрод установлен внутри держателя электрода и проходит через центральное отверстие кольцевой губки, установленной в корпусе из электроизоляционного материала. Отдельный провод соединяет обрабатываемый металл с массой.

Для тонких листов достаточна минимальная сила тока 40 А. При обработке более толстых листов или алюминия силу тока увеличивают. Губку смачивают в воде и устанавливают в корпусе. Роль губки – ограничивать зону нагрева и охлаждать. Электрод на короткое время вводится в контакт с металлом в зоне правки. Каждое контактирование электрода вызывает местный нагрев металла до красного цвета в результате сопротивления металла прохождению тока. Если аппарат не перемещают в стороны, то получаются точки нагрева. Если аппарат перемещают, получаются усадочные ряды. Нельзя долго держать электрод в контакте с листом, чтобы не прошить его насквозь.

Другой тип аппарата – это аппарат с вынесенной губкой. Он состоит из электрического трансформатора с регулятором силы тока, силового провода с держателем электрода и электродом и силового кабеля, соединяющего аппарат с источником электрического тока.

Рабочее напряжение этого аппарата меньше и сравнимо с напряжением аппарата точечной сварки. Регулятор тока вторичной обмотки устанавливают в положение, соответствующее виду и толщине обрабатываемого металла. После каждого контакта электрода с листом нагретую зону протирают влажной губкой. В зависимости от природы деформации нагрев производят точками или рядами. Вначале охлаждают металл вокруг точек контакта, а затем их вершины.

В холодном состоянии удалить пузырь можно лишь в том случае, когда размеры пузыря небольшие и металл не сильно вытянут. Для этого ручную наковаленку заменяют мягкой поддержкой, выполненной, например, из твердого дерева, обработанного рашпилем по форме контура детали, или отлитой из свинца. Ударами рихтовочного молотка производят стяжку металла, опирающегося на поддержку, начинают от краев пузыря и движутся в направлении центра.

При рихтовке листа поддержка подвергается деформации, которая способствует равновесному распределению молекул металла. Результат зависит от степени вытяжки металла. Чтобы получить подходящий результат, необходимо, чтобы металл листа был достаточно пластичен, а выпуклость была небольшой.

Напайка

Когда удары вызывают повреждения в труднодоступных местах кузова, и тогда возникает необходимость в разборке, что долго и хлопотно.

Иногда этого удается избежать. Чтобы не производить большой разборки ради устранения небольшой вмятины, можно выровнять вмятину другим способом.

Наиболее старый способ, который можно применить для таких случаев, пайка оловом.

Технология заключается в следующем. После очистки поверхности листа его лудят, а затем заделывают вмятину оловянным припоем. Припой опиливают (напильником с отогнутой ручкой), потом поверхность полируют.

Покрытие из припоя обладает достаточной твердостью и сцеплением. Но есть и недостаток – это необходимость нагрева – оловянный припой плавится при температуре, близкой к 250°С.

Шпатлевание

Есть другой способ заделки вмятин, который заключается в применении шпаклевок на базе полиэфирных смол, накладываемых на тщательно зачищенную поверхность листа.

Шпаклевки быстро твердеют и не усаживаются. Поверхность шпаклевок также опиливают и полируют. Стойкость накладываемых шпаклевок в большинстве случаев зависит от тщательности нанесения и сцепления (адгезии) первого слоя.

Вытяжка

Если деформации подверглись пустотелые детали кузова, чаще всего заменяют. К таким деталям относятся пороги, стойки кузова, крылья сдвоенные и труднодоступные изнутри, траверса и некоторые другие. Но в зависимости от обстоятельств, в том числе материальных, в большинстве случаев устранение деформации оказывается возможным снаружи с помощью так называемых «гвоздей», привариваемых к вмятине. Наиболее часто применяются метод и набор инструментов, носящих название «гвоздодер».

В чем его сущность?

Это комплект инструментов, снабженный трансформатором, подобным трансформатору аппаратов точечной сварки. Питание осуществляется электрическим током напряжением 220/380 В. Аппарат приварки гвоздей похож на большой пистолет, на конце которого расположено медное сопло-зажим, в нем помещаются гвозди, а на краю установлено кольцо. Гвозди представляют собой стальные цилиндрические стержни диаметром от 2 до 3 мм в зависимости от типа. Конец стержня, образующий головку, приваривается к зачищенному участку деформированной детали кузова. Конструктивно инструмент правки представляет собой цилиндрический стержень, по которому скользит груз. На верхнем конце стержня имеется упор, а на нижнем конце установлен патрон для зажима гвоздей.

Подготовка поверхности деформированной детали заключается в том, что ее очищают от краски и других изоляционных продуктов, чтобы обнажить металл листа и обеспечить хороший контакт. Далее начинается правка.

В сопло пистолета устанавливается гвоздь, пистолет подключается к источнику питания. Устанавливают среднюю выдержку реле времени пистолета. Время выдержки определяет время сварки, т.е. время прохождения электрического тока.

Лучше всего перед началом правки кузова провести несколько пробных сварок, чтобы определить лучший режим. Пробы проводятся на листе такой же толщины, и из такой же марки стали, что и лист детали.

Пистолет приставляют к деформированной зоне и начинают приварку от краев вмятины, если она обширная.

На пистолет нажимают так, чтобы его кольцо вошло в контакт с листом и обеспечило прохождение тока для сварки. После приварки гвоздя пистолет отводят.

Затем вводят маленький патрон «гвоздодера» на гвоздь и зажимают его, производят несколько вытяжек деформированного участка с no-помощью «гвоздодера», нанося удары грузом по упору.

Для завершения правки можно продолжить вытяжку вручную (за гвоздь), не ударяя грузом и производя одновременно выколотку по краям вмятины с помощью проковочного или гладильного молотка. Этот метод дает наилучшие результаты. После правки гвозди отваривают с помощью того же пистолета.

В наши дни все большую популярность приобретают так называемые «споты». Это электрод, который временно приваривается к металлу для последующей вытяжки. По сути, это тот же «гвоздодер». Вариантов этого приспособления много. Можно сваривать с металлом электрод, можно приварить переходные элементы различной формы. Наконечник снабжен крючком или цанговым зажимом. Тянущее усилие создается рычагом или обратным молотком.

Кстати, споттером с угольным наконечником можно отжигать и осаживать выпуклости или «хлопуны», о которых рассказывалось выше. Основная ценность метода – возможность работать с лицевой стороны, нередко можно обойтись без разборки салона, что экономит время и средства.