Текст книги "Кузовные работы: Рихтовка, сварка, покраска, антикоррозийная обработка"

После обследования повреждений аварийный автомобиль может подвергаться одной из двух категорий ремонта:

– если наружные повреждения съемных элементов не вызвали деформацию кузова и подрамника, то производится только малый ремонт обшивки кузова;

– если сильные повреждения вызвали искажение размеров между точками крепления механических узлов, то требуется восстановление структуры кузова автомобиля или замена кузова (когда в результате повреждения кузов признан непригодным к ремонту или затраты на ремонт выше стоимости нового кузова).

Во всех случаях восстановление кузова должно обязательно сопровождаться контролем геометрии с применением шаблонов или посредством измерения размеров основания кузова. Но для ремонта наружных поверхностей требуется, скажем так, мелкий инструмент и незначительное количество оснастки, в то время как для восстановления кузова требуются различные сложные приспособления для правки, обеспечивающие качественное выполнение работ.

Большинство деталей, составляющих безрамный кузов, соединяются посредством точечной сварки. На машиностроительных заводах точечная сварка осуществляется с помощью роботов, обеспечивающих шаг (расстояние между каждой точкой) сварки, определенный на стадии проектирования кузова. При ремонте рекомендуется придерживаться этого заданного шага сварных точек. Каждая точка легко различается по отпечатку электрода, оставленному на металле. Отпечаток представляет собой небольшую впадину глубиной несколько десятых долей миллиметра и диаметром, равным 4–6 мм в зависимости от толщины листового материала. Если отпечатки закрыты краской, ее необходимо счистить, чтобы вскрыть отпечатки. Отделять сварные детали можно тремя способами:

– полным или частичным высверливанием точек сварки;

– вырубкой точек сварки;

– вырубкой листа как можно ближе к линии сварки, отрывом металла между точками сварки и последующей зачисткой.

Рассмотрим первый способ – сверление. Независимо от применяемого сверлильного инструмента необходимо накернить центры точек сварки, чтобы обеспечить центрирование сверла.

Сверлить можно специальными инструментами, работающими по типу фрез, применяемых при механической обработке. Фреза приводится в движение электродрелью и, вращаясь вокруг неподвижного центра, образует круговую выточку вокруг сварочной точки. Глубина фрезеровки выбирается предварительно равной толщине листа, что приводит к разделению сваренных элементов. На необработанном фрезой листе остается центральная часть сварной точки, которую можно срезать другой фрезой, вводимой в предварительно выполненную цилиндрическую выточку.

Чтобы удалить центр сварной точки сразу после вырезки цилиндрической канавки без смены инструмента, более удобно применять две электродрели. Можно также прорезать цилиндрическую канавку по всей сварочной точке и после разъединения сваренных деталей зачистить оставшийся в местах сварки металл. При этом форма листа, который не подвергался обработке ни сверлом, ни каким-либо другим инструментом, остается неизменной.

Можно сверлить спиральными сверлами, диаметр которых равен диаметру сварочного пятна. После высверливания всех точек сварки и разъединения деталей на опорной детали остается ряд сквозных отверстий. Эти отверстия можно закрыть припоем методом твердой пайки, а затем зачистить шлифовальным инструментом. Твердая пайка является более предпочтительной по сравнению с газовой сваркой, поскольку обеспечивает более низкую температуру нагрева и, как следствие, снижает коробление. Коробление устраняется рихтовкой.

Есть и такой способ – предварительное сверление отверстия малого диаметра, а затем зенковка. В центре сварочной точки сверлится небольшое отверстие диаметром 3 мм, не проходящее насквозь нижний лист. Это отверстие служит для направления режущей части сверла, диаметр которого принимается чуть больше диаметра сварочной точки. Режущая часть сверла затачивается под углом, близким к 180°, и оставляет на поверхности нижнего листа небольшую бобышку. В процессе зенковки надо следить, чтобы сверло не вошло слишком глубоко в металл и не просверлило насквозь нижний лист.

Вырубка сварочных точек осуществляется специальным зубилом, предназначенным для этой работы, вручную (ручное зубило) или с помощью пневматического инструмента. Зубило вводится между листами так, чтобы его прорезь охватывала вырубаемую точку сварки.

Рассмотрим вырубку листа, разъединение и последующую зачистку. Операция заключается в том, что вместо удаления поврежденной детали целиком ее удаляют частями. Сначала вырубают поврежденную деталь как можно ближе к линии расположения точек сварки. Вырубка может быть выполнена пневматическим инструментом, снабженным зубилом. Можно также выполнить эту операцию и обычным зубилом. Однако нельзя применять для этой цели кислородно-ацетиленовую горелку, так как она сильно нагревает металл (ухудшает все механические характеристики листового металла), вызывает загорание любых близких к очагу внутренних антикоррозионных покрытий и способствует развитию коррозии.

После вырубки остается лента металла, на которой приблизительно по центру располагаются точки сварки.

Другой способ заключается в применении ручной шлифовальной машинки, снабженной диском, выполняющим функцию режущего инструмента.

Есть способ вырезки с использованием аппаратов для дуговой плазменной резки. Струя сжатого воздуха удаляет расплавленный металл и обеспечивает чистый рез шириной от 2 до 2,5 мм. Таким способом можно разъединить листы, соединенные точечной сваркой, однако при этом на обоих листах останутся отверстия.

После удаления детали, подлежащей замене, появляется доступ для правки детали. Необходимо выправить возможные деформации, отрихтовать места контакта, удалить все следы коррозии пескоструйным аппаратом или химическим способом. (Следует избегать удаления ржавчины режущим кругом, так как при этом уменьшается толщина листа, что вызывает снижение надежности соединения точечной сваркой). Затем надо тщательно вымыть обработанную часть детали и высушить.

Поверхность листов, соединяемых точечной сваркой, должна быть очень чистой, причем металл лицевой и оборотной сторон листов, где требуется выполнить точки сварки, должен быть зачищен.

Долгое время для предохранения металла от последующей коррозии применяли сурик, который накладывался на зону сварки сразу после сварки. В настоящее время рекомендуется на контактные поверхности наносить краску на основе цинковой пудры и подсушивать ее в течение нескольких минут. В то же время имеются аэрозольные баллоны с цинковой краской, позволяющие гораздо быстрее выполнить эту работу и обеспечить более интенсивную сушку. Третьим решением является использование герметизирующих токопроводящих мастик. Их наносят из краскопульта. Перед этим необходимо снять или удалить шабером любую другую краску, так как она выполняет роль изоляции. Ржавчина, сухая грязь затрудняют протекание электрического тока.

Новую деталь устанавливают на место и закрепляют с помощью зажимов или тисковых клещей. Проверяют размеры деталей, определяющих геометрию кузова и днища, и точность их установки на базовые поверхности. Проверяют зазоры и равномерность расположения прилагаемых листовых деталей. Выбирают соответствующий условиям выполняемой работы электрод. Рекомендуется брать наиболее короткий электрод, чтобы гарантировать достаточное прижатие соединяемых листов.

Для настройки реле времени установки для точечной сварки выполняют несколько сварочных точек на двух кусочках металла такой же толщины, тем самым определяя время сварки, а следовательно, и качество сварного соединения. Затем производят сварку, соблюдая первоначальный или рекомендуемый шаги сварки.

В случаях, когда нельзя отделить сваренные точечной сваркой детали обычным для этой цели инструментом, вырезают подлежащую замене часть детали как можно ближе к месту соединения. При частичной замене деталей, составляющих единое целое с кузовом, например, заднего крыла, являющегося неразъемной частью, вырезку осуществляют в недеформированной зоне с учетом рекомендаций изготовителя.

Часть детали, предназначенной для замены деформированного участка, вырезают из новой или выправленной детали с первоначальным припуском. Затем производят окончательную вырезку и подгонку путем измерения, если нельзя это сделать наложением, или накладывают предназначенную для замены часть детали на вырезанное место. Наложенную деталь закрепляют с помощью тисочных зажимов, затем обмечают чертилкой, снимают и обрезают (обрезать можно ручной ножовкой, пневматической или электрической пилой, «болгаркой»). При обрезке удаляют припуск. Если сварка предусматривается с отбортовкой, то для ее выполнения припуск оставляют.

Подгонку по месту можно также выполнить путем наложения и закрепления новой детали. Однако вырезка производится за один раз по разметке, выполненной на детали, наложенной внахлестку на ремонтируемое место. Это позволяет выполнить одновременно подгонку двух стыков, но не дает возможности выполнить отбортовку.

Сварщик производит сварку встык. Сварка в зоне вырезки может выполняться кислородно-ацетиленовой горелкой, а лучше сварочным аппаратом в среде защитного газа, который обеспечивает соединение сварочным швом или точечной сваркой с минимальным короблением и оголением места сварки. Скорость сварки при этом также более высокая, благодаря чему свариваемые листы не обгорают. Места сварки слегка выравнивают, а затем заглаживают оловом.

Если есть доступ к зоне сварки, применяют точечную сварку. При ремонте необходимо применить тот же способ сварки, что и при изготовлении на заводе, за исключением отдельных рекомендаций изготовителя. Перед сваркой необходимо зачистить следы от предыдущей точечной сварки.

Отбортовку обычно выполняют при частичной замене панелей. С этой целью с помощью специальных ручных или пневматических зажимов, обеспечивающих равномерный перепад высот поверхностей заплечиков и основной детали, на оставшейся детали кузова выполняют заплечики. Затем новая часть детали устанавливается на заплечики с перекрытием на 10–15 мм. Сварка может выполняться наплавкой точек, если устанавливаемая деталь просверлена, либо сплошным швом, либо цепочным.

Для отделки сварочного соединения по отбортовке рекомендуется применять полиэфирную шпаклевку вместо заглаживания оловом. Травление листа кислотой способствует удержанию олова на его поверхности, однако вызывает коррозию в результате проникновения продуктов травления между отбортованными листами.

Кузов легкового автомобиля собирают из листовых, штампованных на прессе деталей. Штамповка создает в листовом металле усилия растяжения или сжатия, что приводит к относительному перемещению частиц металла. Другими словами, в металле возникают напряжения, удерживающие форму штампованной детали. Наружные штампованные детали кузова автомобиля обычно имеют выпуклую форму.

В результате удара в деталях кузова возникают новые напряжения. Местами выпуклая поверхность детали 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.

Часто изменение напряжений в металле происходит 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. Восстановление формы включает в себя две основные операции: выколотку и выравнивание, или рихтовку.

Выколотка – это операция, предназначенная для придания поврежденной части формы, близкой к ее первоначальному виду. Различие полученной формы с ее первоначальной устраняется выравниванием. Выколотка осуществляется приложением усилия, противоположного усилию, которое вызвало деформацию. Выколотку производят либо давлением, либо молотком, начиная с более жестких деталей от граничной кромки в направлении центра вмятины.

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. Если позволяет рабочее пространство, желательно применять деревянные киянки, которые обладают значительной опорной поверхностью и не оставляют следов на обработанной поверхности металла. Кроме того, выколотка киянками 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.

Широкое применение нашли стальные молотки, в бойке которых находится резина. Этот инструмент более надежен и долговечен, чем киянки.

Когда после выколотки форма детали почти восстановлена, поверхность оказывается готовой под последующую рихтовку. Оценка качества восстановленной формы детали осуществляется сравнением с формой недеформированной детали.

Часто выколотку производят непосредственно на автомобиле, особенно в случае ремонта несъемной детали. Это работа в неудобных условиях. Если элемент съемный, его легче снять и выполнить работу на верстаке. Такими деталями являются двери, капоты и крылья некоторых автомобилей.

Особым рихтовочным 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 – самом ценном для мастера. Это поддержки, осадки, молотки и т. д. Ручной инструмент обычно поставляется в наборе. Надо отметить, что содержимое набора – плод долгих трудов, поскольку приспособления, в него входящие, универсальны. Сделать универсальной кривизну рабочих поверхностей инструмента сложно. Это под силу только крупным фирмам, способным затратить на создание инструмента значительные средства, а случайные поделки хорошего мастера не удовлетворят. Сегодня за хороший комплект жестянщика надо уплатить от 600 у.е.

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

Рихтовка заключается в устранении неровностей поверхности до такой степени, когда состояние ее становится почти таким же, как после штамповки. В процессе рихтовки возникает наклеп, который вызывает упрочнение листа.

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 утончение сопровождается удлинением, которому препятствует металл необработанных молотком участков. В результате блокирования этой деформации происходит выпучивание поверхности листовой детали.

Лучший эффект достигается в случае рихтовки легкими частыми ударами с малой вытяжкой металла, чем при рихтовке сильными разрозненными ударами, оставляющими следы на поверхности и сильную вытяжку металла. При наличии на рихтуемой детали складки 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.

При определении вида дефекта достаточно надавить на его выпуклую поверхность. 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.

При наличии на поверхности панели впадины достаточно 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.

При наличии на поверхности панели пузыря 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 °C), 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.

Усиление осаживания металла осуществляется различными способами:

– уменьшением скорости распространения теплоты путем создания кольца вокруг нагретой части металла из мокрой ветоши;

– противодействием деформации путем нажатия на металл ручкой молотка или другим предметом около нагретой точки;

– выстукиванием границ точки металла, нагретого докрасна, а затем и самой нагретой точки киянкой или рихтовочным молотком.

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 необходимо следить, чтобы металл не начал плавиться. 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. 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.

Расположение точек усадки зависит от формы пузыря. Если пузырь круглый, то точки располагаются по радиусу. Если пузырь длинный и узкий, то точки нагрева располагают узкими рядами.

Подчеркнем, рихтовка с применением точек усадки требует опыта, который приобретается со временем. Легче проводить такие работы на округлых деталях или сильно выпуклых, чем на почти плоских панелях или панелях с малой выпуклостью. Трудность заключается в восстановлении точной длины металла. Разгонять пузырь необходимо 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 выполнять их в большем количестве для достижения малоуловимого равновесия металла, чем опытный жестянщик.

Рассмотрим другой способ устранения пузыря – путем наложения влажного охлаждающего кольца. Он осуществляется следующим образом. Смоченную в воде ветошь располагают вокруг нагреваемой точки, что 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.