Способы соединения деталей кузова при сборке

Кузовной ремонт: Способы соединения деталей

Соединения – это способы крепления металлических деталей кузова автомобиля и других элементов, изготовленных большей частью из листового металла. Способы соединения подразделяются на:

– жесткие временные механические соединения (их называют разъемными);

– жесткие постоянные соединения (неразъемные);

– соединения с нагревом (жесткие неразъемные).

Способы жесткого разъемного соединения позволяют соединять и затем разбирать детали, составляющие узел. Способы жесткого неразъемного соединения не позволяют произвести разборку деталей после их соединения.

При ремонте кузова обойтись без сварки удается редко. Однако сварка сегодня выглядит не так, как это было еще совсем недавно. Обычная электрическая сварка с держателем и электродами не относится к числу существенных приобретений. Для выполнения ремонта с применением дуговой сварки требуется высокое мастерство, а кузовщик – не профессиональный сварщик, а кузовщик. Ему надо работать не только хорошо, но и быстро. Поэтому в автосервисе популярностью пользуются более современные и простые в обращении аппараты. Это, например, полуавтоматы «Кемпи» одноименной финской фирмы. Сварка происходит в среде защитного газа, проволока в рабочую зону подается автоматически. В этих полуавтоматах допустимы различные режимы: непрерывный, импульсный, с изменяемой полярностью и др. Есть аппараты, работающие не только с медной, но и со стальной проволокой. Отличаются они в основном параметрами: током, скоростью подачи и диаметром проволоки, временем непрерывной работы устройства. Техника дорогая (от 3000 у.е.), в частный гараж такую мало кто купит.

Пользуются популярностью и устройства для контактной сварки. Наиболее простые – сварочные клещи. Сжал ими два (или более) листа, нажал – и готово. В лучших образцах этих аппаратов усилия человеческих рук заменяет пневматика.

Широко используются уже упоминавшиеся в книге плазменные аппараты. Им не нужен дорогой и дефицитный ацетилен, для работы достаточно электричества и сжатого воздуха. Эти устройства (весьма производительные) служат в основном для резки металла, вытесняя популярные «болгарки» по всем параметрам.

Есть и другие способы соединения металлических деталей, которые используются как в машиностроении, так и в практике автолюбителей. Более того, некоторые из этих способов практически невозможно заменить сваркой, так что о некоторых из них в этой главе будет рассказано. Но начнем мы, конечно, со сварки.

При любом способе сварного соединения металлов используют тепловой источник, обеспечивающий местное увеличение температуры и вызывающий плавление металла или сцепление расплавленного металла с твердым металлом. Эти соединения называют сварными. Различают два типа сварки: сварку разнородных металлов и сварку однородных металлов.

Сварка разнородных металлов обеспечивает жесткое неразъемное соединение двух одинаковых или различных металлов. Два металла, соединяемые между собой, не доводятся до плавления, лишь до температуры, при которой они становятся одинаковыми с присадочным металлом. Этот материал, будучи расплавленным, соединяет детали только в определенном диапазоне температур. Такие процессы получили название от вида применяемого присадочного металла: пайка на оловянном припое и твердая пайка.

Сварка однородных металлов – автогенная – обеспечивает жесткое неразъемное соединение двух однородных металлов. Соединяемые кромки нагревают до плавления, что обеспечивает их соединение после охлаждения. Если при этом требуется присадочный металл, он должен быть таким же, как и свариваемые детали, что создает однородную внутреннюю структуру.

Существует множество процессов сварки. При ремонте кузовов автомобилей находят применение следующие:

Источник

Кузовной ремонт: Способы соединения деталей — Заклепочные соединения

Этот способ соединения заключается в скреплении двух (и больше) листов, предварительно просверленных, с помощью стержней цилиндрической формы, концы которых заканчиваются головками. Одна из головок выполняется заранее, а вторую формируют после вставления заклепки в отверстие. Головки заклепок стягивают листы друг с другом и противодействуют их отрыванию. Стержень заклепки противодействует боковому смещению листов и подвергается действию боковых (перерезывающих) сил.

Соединение заклепками практикуется в тех случаях, когда соединяемые детали нельзя сварить по причине несвариваемости деталей, сложности устранения деформации, возникающей при сварке, либо соединение заклепками оказывается более быстрым и экономичным по сравнению со сваркой.

В производстве кузовов заклепочные соединения применяются при сборке некоторых рам, для закрепления листов (чаще всего из легких сплавов), для закрепления некоторых деталей из пластических материалов, при ремонте листовой обшивки, поврежденной коррозией, если сварка оказывается ненадежной, в особенности при ремонте полов путем замены поврежденного куска новым.

Заклепки изготовляют из любых ковких металлов. Наиболее распространены заклепки из мягкой стали, алюминия и легких сплавов, меди, латуни и др. Различают два типа заклепок: простые и специальные.

Простые заклепки имеют сплошной стержень. Выполненная головка заклепки может быть круглой, цилиндрической или, как говорят, плоской, потайной. Эти заклепки применяют в тех случаях, когда имеется хороший доступ к двум поверхностям соединяемых листов, так как вторую головку формируют ручным или пневматическим молотками.

Специальные заклепки имеют трубчатый стержень и одну сформованную головку с центральным отверстием. Вторую головку формируют либо протягиванием и отрывом стержня-оправки с утолщенным концом, что приводит к образованию второй головки в форме толстого заплечика, либо проталкиванием цилиндрического стержня, который раздает внутренний заплечик, преобразуя его в наружный. Эти заклепки применяются в том случае, если задняя поверхность листов труднодоступна или недоступна, а также для соединения деталей из слоистого пластика с металлом или крепления некоторых декоративных деталей.

Специальные заклепки могут быть изготовлены из алюминия, легких сплавов, стали или из пластических материалов.

Несколько слов о сверлении листов под заклепки. Сверлят отверстие немного большего диаметра, чем диаметр тела заклепки. При этом надо учитывать, что чем меньше зазор, тем меньше возможность к изгибу простых заклепок и тем лучше получается завальцовка специальных заклепок. Практически диаметр отверстия под заклепку определяется диаметрами имеющихся сверл.

Для заклепок малого диаметра, применяемых в жестяном деле, суммарный зазор не должен превышать 0,5 мм. При возможности, с внутренней поверхности отверстия надо снять заусенцы, образованные при сверлении.

Перед началом сверления листов необходимо выбрать диаметр и длину применяемых заклепок. Например, для установки листовой панели толщиной 1,0 мм на пол из листа толщиной 0,6 мм диаметр заклепки будет равен примерно 4,0 мм.

Если применяются специальные заклепки, их можно использовать для склепывания более толстых листов, чем это допускается для простых заклепок. Это справедливо, если на заклепки действуют небольшие усилия. Однако листы кузовной обшивки подвергаются действию вибраций, напряжений изгиба и кручения, возникающих при движении автомобиля по неровной дороге, которые заставляют заклепки «играть». В случае больших действующих усилий следует принимать диаметр заклепки заведомо больше расчетного. Так что для нашего примера диаметр заклепки должен быть 5,0 мм.

Длину заклепок выбирают в зависимости от их типа. Для простых заклепок длина определяется длиной стержня. Длина заклепки равна суммарной толщине соединяемых деталей плюс толщина металла, необходимого для заполнения зазора между заклепкой и отверстием и образования второй головки.

Для круглых замыкающих головок длина стержня, добавляемая к суммарной толщине листов, равна l,5d.

Для определения параметров специальных заклепок следует пользоваться таблицами, которые прилагают изготовители. Независимо от типа, следует применять заклепки из того же материала, что и соединяемые листы. Следует помнить, что алюминиевые заклепки будут медленно разрушаться при их применении для склепывания стали, меди, латуни, коррозионно-стойкой стали, и этот эффект будет более заметен в более влажной атмосфере, которая приводит к образованию электролитической пары.

При заклепочном креплении важна величина шага и расстояния от центра заклепки до края листа. Шагом называется расстояние между осями двух последовательно расположенных заклепок, установленных по одной линии (заклепочный шов). Размер шага изменяется в зависимости от назначения заклепанной детали. Шаг выбирается кратным диаметру заклепки.

Если вернуться к нашему примеру, заклепка диаметром 4 мм будет иметь длину стержня 8 мм. Шаг заклепок будет находиться в пределах 40 мм. Расстояние от оси шва до края листа будет 8 мм.

Установка простых заклепок производится в следующем порядке:

– предварительно листы скрепляют несколькими болтами, устанавливая их через каждые 5–6 отверстий. Если некоторые отверстия не совпадают, их необходимо обработать либо повторным сверлением сверлом, либо с помощью развертки;

– устанавливают заклепку головкой к наиболее тонкому листу;

– устанавливают головку заклепки на массивную наковальню. Для круглых головок применяют клепальную подставку, предохраняющую головку от деформации;

– на стержень заклепки надевают оправку и наносят несколько ударов молотком по оправке. Листы поджимаются к головке заклепки;

– снимают осаживающую оправку и наносят удары по оси стержня заклепки, которая, сминаясь, сначала заполняет отверстие, а затем образует заготовку второй головки;

– наносят удары под углом по краям заклепки, оформляя головку;

– устанавливают на головку клепальную оправку и заканчивают оформление головки заклепки; при расклепывании заклепок с потайными головками расплющивание, производимое молотком, сминает и заполняет входную зенковку;

– снимают монтажные болты и устанавливают на их место заклепки.

Установка специальных заклепок осуществляется следующим образом:

– скрепляют листы несколькими болтами, устанавливая их через каждые пять-шесть отверстий. При необходимости производят правку отверстий;

– вставляют заклепку в отверстие и вводят в протяжное устройство завальцовочный стержень;

– с усилием прижимают головку заклепки к листам, а листы друг к другу;

– приводят в действие растяжное устройство до момента отрыва стержня заклепки.

Заклепывание с помощью стержня-прошивки производится следующим образом:

– стержень-прошивку в большинстве случаев вгоняют молотком; при этом необходимо следить за плотностью прилегания листов друг к другу, прикладывая усилие около головки заклепки;

– сама головка прижимается к листам под действием продвижения с сильным трением стержня-прошивки, по которому наносят удары молотком;

– снимают монтажные болты и на их место устанавливают заклепки.

Механическая установка простых заклепок выполняется на пневматических молотах. Нанесение последовательных коротких ударов вызывает формирование головки заклепки. При использовании заклепок из алюминия или легких сплавов вместо молотов применяют пневматические пистолеты, которые оформляют головку за один удар. Если завальцовочный стержень тянущего типа, то установка специальных заклепок производится механически.

Дефекты, возникающие при заклепывании. Простые заклепки могут залегать, может возникать утолщение между листами, что приводит к уменьшению размера головки. Специальные заклепки плохо развальцовываются, если имеют недостаточную длину. Если зазор между вставленной заклепкой и отверстием слишком большой, то они не раздаются настолько, чтобы заполнить отверстие, и остаются подвижными.

Источник

Виды соединения элементов кузова

Соединение с помощью винтов, пайки и клепки

Самым простым и распространенным является соединение с помощью винтов и клепки. Просверленные при этом отверстия сильно ослабляют прочность и надежность несущих элементов кузова.

Однако резьбовые соединения весьма часто используются в современных кузовах на ненесущих участках, например на передних крыльях.

Винтовые соединения особенно эффективны именно при ремонте после аварии, так как поврежденные детали могут быть заменены новыми просто и быстро.

Другой вид соединения, используемый и при производстве, и при ремонте после аварии, это пайка. При этом различаются два вида пайки – мягким и твердым припоем.

При пайке мягким припоем точка плавления, в зависимости от содержания в нем олова, лежит в пределах от 180 до 280 °С. Из-за относительно низкой прочности и небольшой термостойкости мягкий припой подходит лишь для покрытия уже соединенных швов и для уплотнений от газа и жидкостей. Соединения пайкой мягким припоем не отличаются прочностью. Мягкий припой применяется в основном для последней обработки кузова перед нанесением лакокрасочного покрытия.

При пайке твердым припоем достигается более высокая прочность. Точка плавления твердого припоя лежит в пределах от 540 до 990 °С. Недостаток состоит в том, что при соединении внахлест деталей с высокими значениями прочности спаянные участки позже уже нельзя соединить электросваркой.

Известен способ сварки давлением, который может быть выполнен в форме либо кузнечной, либо контактной сварки.

Кузнечная сварка – самый старый из известных видов сварки. Она приемлема только для сталей с содержанием углерода до 0,35% и практически неприменима при ремонте кузова. Основной принцип состоит в том, чтобы путем нагревания привести материал в тестообразное состояние и соединить его под давлением, например, с помощью ударов.

Контактная сварка

Контактная сварка – это по существу сварка давлением при температуре, доводящей соединяемые материалы до степени тепловой деформации, т.е. температура находится чуть ниже точки плавления материала. Собственно процесс представляет собой горячую пластическую обработку с приложением механических сил. Соединение происходит потому, что кристаллы сближаются до уровня атомарного взаимодействия. Это означает, что достаточное нагревание в сочетании с правильным усилием сжатия становится предпосылкой для образования оптимальной сварной зоны между листами. Заключительная фаза охлаждения при сохранении усилия сжатия обеспечивает нужную прочность.

Два важных преимущества отличают этот способ сварки от всех остальных. Исключается сквозной подвод тепла, т.е. между точками остается нейтральная зона. Незначительное колебание на участке сварки в сочетании с почти полным отсутствием деформаций поверхности означает минимум затрат времени на последующую обработку. Только если точки располагаются слишком часто, наблюдается такая же картина коробления, как и при шовной сварке.

Второе исключительное преимущество состоит в том, что уже перед свариванием посредством токопроводящей грунтовки может быть полностью реставрирована антикоррозийная защита на всем участке сварки.

Прочность «сварной зоны» зависит от таких установочных параметров, как время сварки, давление сжатия и сила сварного тока.

Подготовка деталей очень важна: места сварки должны быть абсолютно чистыми, остатки краски, ржавчина и грязь должны быть полностью удалены; детали, подвергающиеся воздействию влаги, предварительно покрываются токопроводящей грунтовкой на участке сварного шва.

Детали для сварки плотно сжимают струбцинами или, еще лучше, зажимными щипцами с фиксатором. Можно найти подходящие для различных форм сварных швов. Если применение зажимных щипцов невозможно, то рекомендуется стянуть сварочные поверхности листовыми резьбовыми винтами. После сваривания листов отверстия от винтов следует плотно заварить в среде защитного газа.

Если листы при сварке прилегают друг к другу неплотно, то на месте сварки может образоваться отверстие провара. Позже, во время эксплуатации, не исключено появление протечек.

При прохождении тока листы разогреваются собственным, а также проходящим сопротивлением и, если давление достаточное, они соединяются. Поскольку разогрев происходит очень быстро (0,3 с) и окалина не образуется, то при этом способе нет необходимости во флюсующей добавке. Но листы должны быть тщательно зачищены. На них не должно быть никакого жира, так как углерод, который мог бы образоваться при разложении жира, диффундирует в лист и обусловливает науглероживание. Быстрое охлаждение привело бы при этом к образованию хрупкой мартенситной структуры.

Если давление электродов слишком низкое, то неровности детали не исчезают и чрезмерная плотность энергии местами ведет к расплавлениям, что заметно по брызгам. Это отрицательно влияет на структуру расплава, да еще и ведет к повышенному расходу электродов. Из-за разбрызгивания материал вырывается из зоны соединения и образуются раковины.

При недостаточном давлении электродов кристаллы не сближаются друг с другом до необходимой степени. Одной из причин недостаточного давления сжатия являются слишком длинные электрододержатели. Кроме того, такие электрододержатели вместе с деталями из стального материала изменяют индуктивное сопротивление для контура тока, из-за этого ухудшается качество сварки.

При чрезмерном давлении электродов они слишком глубоко вдавливаются в материал и последний становится тоньше, не выдерживая впоследствии нужных нагрузок.

Между точками должно соблюдаться определенное минимальное расстояние, чтобы электрический шунт не оказывал отрицательного влияния на сварку последующей точки. Минимальное расстояние для кузовного листа, хотя систематические исследования в этой области до сих пор не закончены, не должно быть меньше 15 мм.

Современный ручной прибор точечной сварки с клещами должен быть небольшим, простым в обращении, обеспечивая высокую мощность при электрической и механической надежности.

Процесс нагрева при точечной сварке обусловлен силой тока. Современные сварочные приборы снабжены устройствами для контроля тока в первичном контуре и транзисторным управлением. При случайном нажатии клещей процесс сварки начнется только в том случае, если установлено достаточное давление электродов. Поэтому у современных клещей для точечной сварки невелика опасность образования брызг и прожигания материала. Важнейшие технические данные клещей для точечной сварки:

• номинальная мощность 6,35 кВт,
• вторичный ток короткого замыкания 8,3 кА,
• давление электродов 180 Н,
• максимальная толщина свариваемых листов 3+3 мм,
• по возможности короткие электрододержатели.

Оборудование для точечной сварки, используемое при ремонте кузовов легковых автомобилей, имеет, как правило, универсальное назначение. Машины для точечной сварки бывают стационарные (типа МТ-604, МТ-810, МТ-1614) и подвесные (МТП-811, МТП-1203, К-243). Используется сегодня и различное импортное оборудование для точечной сварки.

В ремонте применяются следующие способы сварки плавлением: дуговая сварка, ручная газовая и сварка в среде защитного газа.

Дуговая сварка

Дуговая сварка, как и сварка в среде защитного газа, представляет собой сварку плавлением. В качестве источника тепла служит электрическая дуга, которая, по сравнению с газовым пламенем, обеспечивает больший подвод тепла за единицу времени при узкой зоне разогрева. Иными словами, этот способ отличается высокой производительностью. Однако одновременно он требует от сварщика высокой квалификации и глубоких знаний, и по этой причине сфера его использования постоянно снижается.

Как правило, при ремонте автомобилей применяются электроды с покрытиями. Они состоят из сердечника и оболочки, содержащей шлакообразующие и легирующие материалы, стабилизирующие электродугу. Для сварки тонких листов предпочитают электроды с титано-кислым покрытием средней толщины или толстым, часто с добавлением целлюлозы. Мелкопористые шлаки легко удаляются, а также частично отслаиваются сами. Шов почти плоский и мелкочешуйчатый. В целом сварочные характеристики очень хорошие, они применимы даже для элементов с динамическими нагрузками.

Важные предпосылки для безупречного выполнения дуговой сварки

У материала	У инструмента	У сварщика
Чистая обезжиренная поверхность. Хорошее прилегание обеих частей материала по всей ширине шва.	Выбор параметров тока на сварочном приборе. Установка силы тока, исходя из толщины материала. Выбор вида и диаметра электрода	Соблюдение правильной длины дуги. Соблюдение установочного угла. Соблюдение равномерной скорости сварки.

Зависимость от толщины материала, силы тока и диаметра электродов

Толщина материала	Сила тока	Диаметр электрода
до 0,8 мм	40–45 А	2,0 мм
до 1,0 мм	45–55 А	2,0 мм
до 1,5 мм	55–70 А	2,0 мм
до 2,0 мм	70–85 А	2,5 мм
до 2,5 мм	85–95 А	2,5 мм

Аппараты для электросварки могут быть либо переменного, либо постоянного тока. Сварочные трансформаторы переменного тока типа ТДМ-140, ТДМ-307, ТДМ-504 и т.д. Сварочные выпрямители постоянного тока типа ВД-121, ВД-306, ВД-401 и т.д. Вторые предпочтительнее первых из-за своей универсальности. (Например, высокоуглеродистые стали следует варить постоянным током. Можно сварить и переменным, но качество сварки в этом случае значительно ниже.) Сварочные аппараты отечественного производства при всей внешней неказистости в плане надежности не уступают импортным.

Ручная газовая сварка

Основные причины, по которым автогенная сварка до сих пор еще ценится рабочими:

• относительно легкая манипуляция приборами;
• простота работы без необходимости предварительного обучения;
• небольшие расходы на горелки, шланги, манометры;
• незначительные производственные расходы.

Возможности применения автогенной сварки многообразны. Благодаря относительно небольшим размерам сварочной форсунки, доступными становятся даже углы кузовов. К тому же появляется возможность за один проход перекрывать большие зазоры.

И все-таки ручная газовая сварка при ремонте кузова отрицательно оценивается автомобилестроителями. Причины в основном таковы.

Сварочное пламя имеет температуру примерно на 1000 °С ниже по сравнению с электросваркой и, чтобы образовать сварочную ванну, требуется больше времени, следовательно, тепла на деталь поступает больше. Принесенное тепло снижает прочность, полученную при холодном прокате тонкого кузовного листа. Поверхность листа коробится, и приходится тратить очень много времени на последующую обработку. К тому же рядом со сварным швом снижается упругость материала и, если швы эти расположены на участках, подверженных переменным нагрузкам, при эксплуатации автомобиля в элементах кузова возникают трещины.

Технологические причины этого отрицательного явления ручной газовой сварки легко объяснимы.

На участке предварительного нагрева оно перенасыщено ацетиленом, из-за чего прилегающие к сварному шву участки, в свою очередь, насыщаются углеродом. Следовательно, рядом со сварным швом образуется зона с сильно сниженной упругостью при переменных нагрузках.

Естественно, что сегодня ручной газовой сваркой при ремонте кузова пользуются лишь в случаях, когда ремонтируемый участок недоступен для других способов сварки или если степень сложности при других методах была бы слишком высокой для рядового сварщика.

К необходимым приборам и арматуре относятся, прежде всего, газовые баллоны.

Технические газы, используемые для ручной газовой сварки, поступают в продажу в стальных бесшовных баллонах. В зависимости от содержимого они имеют различный цвет: кислород – голубой, азот – зеленый, ацетилен – желтый, горючий газ – красный, углекислый газ – серый.

Используются также легкие стальные баллоны из высококачественной хромомолибденовой стали, которые рассчитаны на более высокое давление и потому более экономичны.

Газовые баллоны могут подвергаться температурным воздействиям только в пределах от 0 до 50 °С, т.е. прямое воздействие на них солнечных лучей или мороза недопустимо.

Перед подключением баллона нужно обязательно продуть вентиль, чтобы там не оставалось никаких органических веществ.

Быстрый выход газа ведет к обледенению вентиля. Лед надо немедленно удалить тряпкой, смоченной в теплой воде.

Ацетиленовый баллон имеет толщину стенок 4 – 5 мм и содержит в качестве наполнителя пористую массу, которая состоит из кизельгура, асбеста, древесного угля и вяжущих материалов. Кроме того, в ацетиленовый баллон вливается ацетон, который растворяет ацетилен. Один литр ацетона при обычном в ацетиленовом баллоне давлении 15∙10 5 н/м 2 растворяет 360 литров ацетилена. При этом объем ацетона увеличивается в 1,8 раза по сравнению с исходным.

Находящиеся в баллоне 16 литров ацетона растворяют в общей сложности 5760 литров ацетилена, что примерно соответствует содержимому одного кислородного баллона.

Из этого описания становятся ясными две опасности, которых можно избежать, лишь аккуратно обращаясь с ацетиленовыми баллонами.Во-первых, нельзя чрезмерно наклонять баллон, вентиль при выпуске ацетилена всегда должен быть расположен выше основания баллона, чтобы ацетон не мог попасть в шланг. Во-вторых, газовые баллоны с ацетиленом во время хранения нужно оберегать от сотрясений, чтобы ацетилен, освобождаясь, не вызывал недопустимого повышения давления в баллоне.

Рабочее давление ацетилена в готовой системе составляет 0,3 – 0,7∙10 5 н/м 2 . Ацетилен с химической формулой С₂Н₂получают из карбида кальция обычно путем гидролиза, и он служит в процессе сварки горючим газом, который, как показывает формула, содержит углерод.

Известно, что при расплавлении металла горючие газы сгорают с кислородом. Это позволяет получить максимально высокую температуру пламени и по возможности избежать воздействия воздуха (азота) на структуру металла. Даже ничтожный объем азота вызывает образование нитридов железа, и расплавленный металл становится хрупким.

На рынке кислород предлагается в баллонах с толщиной стенок 6 – 7 мм, обычно сжатый до 150∙10 5 – 200∙10 5 н/м 2 . Один стальной баллон емкостью 40 литров содержит 600 литров свободного кислорода.

При ручной газовой сварке рабочее давление кислорода должно достигать 2,5∙10 5 – 3∙10 5 н/м 2 . Напомним, что реакция взаимоконтакта кислорода с жиром взрывоопасна, поэтому вентиль, защитный колпак и накидные гайки ни в коем случае не должны соприкасаться с жиром.

Редукционные вентили (типа БКД-50 для редуцирования кислорода и БАД-5 для редуцирования ацетилена) выполняют несколько задач, в частности служат для снижения давления баллона до нужного рабочего давления. Оно регулируется и при резке деталей, например, достигает более высоких значений, чем при сварке. Рабочее давление должно устанавливаться независимо от используемого количества газа.

Как правило, за первым вентилем подключается второй, дроссельный, вентиль, при этом первый вентиль снижает давление баллона до 15∙10 5 н/м 2 , а второй – до нормы рабочего давления.

Перед использованием нового баллона редуктор полностью выключают.

Кроме редукторов каждая сварочная установка снабжается запирающими устройствами, чтобы в шланг ацетилена не проникал кислород, атмосферный воздух или взрывная волна, возникающая в сварочной горелке вследствие термического распада.

Сварочная горелка (типа «Звездочка» с наконечниками от № 1 до № 5) состоит из рукоятки, инжектора, трубки и сопла. Трубка и сопло сменные, чтобы можно было приспособиться к любой толщине листа. Для сварки металлов толщиной 0,7–2,0 мм применяют горелки малой и средней мощности с наконечниками № 1, № 2.

Функция сварочной горелки – выработка достаточного тепла, чтобы привести металл в расплавленное состояние. Предпосылкой для этого является правильная установка смеси – примерно 1:1. Сопло горелки чистят только медной или латунной проволокой или специальными приспособлениями.

Методика ручной газовой сварки состоит в следующем.

Перед включением горелки сначала надо полностью открыть кислородный вентиль. Затем поворачивается ацетиленовый вентиль. Кислород, действующий как транспортирующая среда, засасывает ацетилен, и горелку можно зажигать. Конкретное соотношение смеси регулируется по виду пламени. При выключении горелки сначала закрывается ацетиленовый вентиль, а через 10 с – кислородный.

Нарушения, возникающие при работе, можно определить по возникающим шумам.

Хлопки во время сварки вызываются тем, что скорость вытекания газа становится меньше, чем скорость сгорания. Это происходит, когда устье горелки окунается в сварочную ванну или забивается примесями. Если в горелке произошел экзотермический распад ацетилена и устье плотно забито, его следует прочистить с помощью сверла. При чистке газ должен продолжать вытекать, чтобы удалить примеси.

Треск при сварке возникает при экзотермическом распаде ацетилена в трубке горелки, т.е. температура в горелке поднялась выше 250 °С. Газовая смесь накапливается в горелке, загорается, подтекает, вновь накапливается и загорается и так далее. Чтобы снизить температуру, ацетиленовый вентиль следует закрыть, а горелку с продолжающим вытекать кислородом остудить в воде.

Сварка в среде защитного газа

Только в последние годы варианты этого способа сварки стали все шире использоваться при ремонте автомобилей, хотя в промышленности их с успехом применяют уже давно. На тонких листах работают с проволочными электродами 0,6 – 1,0 мм.

К технологическим преимуществам сварки в среде защитного газа необходимо отметить возможность маятниковыми движениями перекрывать зазоры шириной до 5 мм, а также надежность соединения деталей неодинаковой толщины. Этим способом можно выполнять как точечную сварку, так и стыковые швы на деталях кузова. Манипулирование прибором и управление горелкой гораздо проще, чем при сварке традиционными изолированными электродами. Подача проволоки включается и выключается ручкой на горелке.

Решающими преимуществами газоэлектрической сварки при ремонте являются:

• очень хорошие значения прочности даже у точечных соединений, которые из-за доступности только с одной стороны свариваются снаружи;
• относительная простота работы во всех положениях;
• хорошее проплавление шовных соединений;
• безупречное перекрытие возможных допусков зазоров;
• низкое тепловое воздействие и поэтому минимальное коробление листа.

Все это обеспечивает малые затраты времени для обработки поверхности и экономию, так как отпадает необходимость демонтажа и монтажа оснастки на участке ремонта.

Важнейшим преимуществом газоэлектрической сварки является газовая среда, которая защищает электрическую дугу и находящийся под дугой расплавленный материал от окружающего воздуха. Воздух, следовательно, не имеет доступа к расплавленному жидкому материалу как при открытой дуговой сварке. Поэтому кислород и азот не могут оказать влияние на химический состав расплава образованием окислов и нитридов. Не сгорают и легирующие компоненты, в результате сварной шов сохраняет все те химические и физические свойства, какие есть в основном материале. Защитный газ должен предотвращать соприкосновение химически активной сварочной ванны с атмосферой.

В качестве защитного газа используют либо химически неактивные (инертные) газы (аргон, гелий или их смеси – способ MIG), либо активные газы (СО2 и различные газовые смеси, оказывающие химическое воздействие на расплавленный металл в зоне сварки – способ MAG). Сварочные характеристики улучшаются, если при MAG-сварке используется комбинация различных газов, т.е. смешанный газ. При этом может быть оказано значительное влияние на свойства электрической дуги, переход капель металла, профиль наплавленного валика, производительность, глубину проплавления и свойства расплавленного материала. Важнейшими газовыми компонентами являются:

Высокая ионизируемость аргона обеспечивает стабильную электрическую дугу с высокой токовой нагрузкой. Образуется конусовидная дуга, а значит широкое плоское расплавление с интенсивным испарением цинка.

Если в качестве защитного используется на 100% углекислый газ, проплавление будет глубоким и узким. Цинка испаряется не так много и видимость не так ограничена. Однако сильное проплавление увеличивает опасность образования усадочных трещин. Кроме того, снижается электропроводимость и, как следствие, наблюдается неравномерный переход капель металла, а мерцающая световая дуга интенсифицирует образование брызг.

Кислород уменьшает массу брызг, снимает поверхностное напряжение и этим способствует равномерному переходу капель с образованием хорошей поверхности шва и хорошим проплавлением. Кроме этого, повышается температура сварочной ванны, и расплавленный металл становится более текучим, легче и быстрее поддается обработке.

Способ MAG предназначен для сварки малолегированных и углеродистых сталей, особенно панелей кузовов.

Наиболее дешевым и приемлемым защитным газом является углекислый газ, хотя смеси газов позволяют получить сварочный шов более высокого качества по сравнению со сваркой в среде СО2 . Поскольку углекислый газ не является абсолютно нейтральным, то с целью уменьшения окислительного действия свободного кислорода применяют электродную проволоку с повышенным содержанием раскисляющих присадок (марганец, кремний) типа Св-08ГС-0 или Св-08Г2С-0. Таким образом, достигают равнопрочности сварного шва и основного металла. Омеднение сварочной проволоки (индекс 0) обеспечивает надежный электрический контакт и дает надежную дугу. Диаметр сварочной проволоки 0,8 мм наиболее оптимален для сварочных полуавтоматов. Преимущество полуавтоматической сварки в среде защитных газов по сравнению с газовой сваркой в том, что процесс подачи электрода механизирован, скорость сварки возросла в 5 раз, в 4 раза снижена зона термического влияния на свариваемых деталях, сварочный шов получается качественней по внешнему виду и механическим свойствам.

Для сварки кузовов используют сварочные полуавтоматы отечественного производства типа А-537Р, ПДГ-303, А-825М и много различных приборов импортного производства.

В настоящее время при ремонте кузовов используются почти исключительно малогабаритные приборы.

Прибор с автоматической подачей проволоки встроен в корпус источника тока. Катушка с проволокой тоже находится в корпусе. Прибор, правда, имеет ограниченный радиус действия – длина шланга между источником тока и горелкой всего 3 м, – зато занимает мало места, что очень важно для ремонтного производства.

Во время сварки должна быть обеспечена правильная последовательность включений, а именно:

• время включения до подачи проволоки;
• ускорение подачи проволоки после вспышки электрической дуги;
• направление потока газа для лучшего горения дуги;
• интенсивность последующего потока газа, чтобы расплавленный материал на конце шва мог остывать под защитным газом.

Соответствующая панель управления смонтирована на корпусе источника тока или на механизме.

Расход защитного газа зависит в основном от конструкции горелки и колеблется от 10 до 25 л/мин. Для сварки тонких листов при постоянном токе используют тонкие проволочные электроды толщиной от 0,6 до 1,0 мм.

Напряжение электродуги для тонкого листа составляет при такой толщине электрода от 14 до 21 V, а сам сварочный ток имеет от 50 до 160 А на участке короткой дуги. Следует учитывать, что проволочные электроды толщиной 0,8 мм не могут быть использованы при токе больше 200 А, так как максимальная скорость подачи проволоки у современных приборов составляет около 15 м/мин.

Скорость подачи электродов колеблется в пределах от 2 до 15 м/мин. Скорость регулируется на самом сварочном приборе, а ток подается на проволоку только в горелке.

Каждая установка газоэлектрической сварки подробно описана в инструкции по эксплуатации. Дополнительно к ее требованиям сварщик, приступая к работе, обязан заранее определить еще три установочных значения:

• напряжение холостого хода, которым изменяется напряжение дуги и тем самым определяется длина дуги;
• скорость подачи электрода, в соответствии с которой будет варьировать сварочный ток и вместе с этим мощность оплавления и степень проплавления;
• объем защитного газа, подаваемый на сварочную ванну.

Все способы сварки плавлением вследствие большого тепловыделения требуют создания теплового барьера на участках, прилегающих к лакированным поверхностям, хромированным, стеклянным или резиновым деталям. Он может быть выполнен и из традиционного влажного пластичного асбеста, и из жароостанавливающей пасты, которую легко нанести и затем удалить. Паста позволяет вести сварку на расстоянии всего 5 мм от резиновых деталей.

Важно, что правильный выбор вида сварки – это обязательное условие для восстановления первоначальной прочности в кузове. Ошибку исправить уже не удастся. В принципе следует использовать именно те методы сварки, которые предписываются автомобилестроителем в инструкциях по ремонту. Отклонения возможны только по согласованию с самим производителем.

Обработка поверхности под лакокрасочное покрытие

Обработке поверхности при ремонте автомобиля придается особое внимание, так как она является предпосылкой для технически совершенного лакокрасочного покрытия.

Задача обработки поверхности состоит в том, чтобы сгладить неровности, оставшиеся после рихтовки, для последующего нанесения лакокрасочного покрытия.

Важнейшими инструментами при этом, наряду с молотком и правочным кулаком, являются кузовной напильник (рихтовочная пила) и угловой шлифовальщик (шлифмашинка) (рисунок 1).

Рисунок 1 — Инструмент для очистки и отделки поверхности:
1 – напильник, 2 – рихтовочная пила, 3 – щетка металлическая, 4 – шаберы, 5 – скребки, 6 – шлифовальные машинки

Кузовным напильником при этом методе работы, прежде всего, маркируют контрольными штрихами слишком выделяющиеся вверх или вниз участки поверхности, которые затем будут выравниваться молотком и правочным кулаком. Инструментальщики предлагают два вида напильников.

Кузовной напильник состоит из корпуса с хвостовиком с рукояткой и тонкого, чаще всего двухстороннего, гибкого полотна напильника.

Напильник должен предоставить мастеру возможность работать на наружных поверхностях автомобиля. Этот вид напильника дает преимущество недобросовестным рабочим – напильник можно заранее так изогнуть соответственно неровности повреждений поверхности, что визуально создается впечатление безупречного восстановления.

Качество обработанной поверхности лучше обеспечивают кузовные напильники с фиксированной формой. Они имеют диагональную или перекрестную насечку и натянуты так, чтобы при работе выравнивать упругость поверхности кузова.

При обработке поверхности напильник следует вести всегда в одном направлении, по возможности – вдоль данной детали, начиная от неповрежденного участка.

Используемый при современном ремонте кузова угловой шлифовальщик состоит из мотора с приводом, шлифовальных тарелок и шлифовального диска. Только правильный выбор всех трех деталей гарантирует хороший результат шлифовки.

Основные требования к такому прибору таковы: компактность, легкость и простота в обращении. Но решающим является количество оборотов шлифовальной тарелки. Если угловой шлифовальщик работает слишком медленно, шлифовальный диск остается относительно долго на одном участке поверхности. Частичное нагревание и вместе с этим неравномерный разогрев всей поверхности могут привести к короблению. А другая крайность, слишком быстрое вращение диска, означает слишком большое внесение тепла за единицу времени. Оптимальный показатель около 5000 об./мин.

Диаметр шлифовальной тарелки обычно составляет 175 и 125 мм. Слишком жесткая или мягкая тарелка непригодна для работы. Шлифовальная тарелка выбрана правильно, если во время рабочего процесса внешняя ее треть лежит на поверхности.

Шлифовальный диск должен быть таким же упругим, как и шлифовальная тарелка. Важен и подбор зерна. Слишком крупное оставляет на поверхности металла глубокие риски, затрудняющие последующую подготовку под окраску. Желательная глубина микронеровности отшлифованной поверхности составляет 13–15 мк.

При названном числе оборотов около 5000 об/мин шлифовальный диск с зерном 80 обеспечивает глубину неровности 12–14 мк. Это дает возможность маляру получить безупречную лакированную поверхность без следов обработки.

Источник