1、一汽大众钣金培训教材,钣金培训,1 汽车的成长,4 碰撞理论,6 焊接技术,7 钣金件的替换,8 车身校正,5 表面件的修理,3 钣金工具,2 车身的结构,汽车的成长,整体式车身,汽车的发展史,汽车的成长,汽车的发展史,1 概述:汽车工业为一综合性工业，是以机械工业为主体而发展的。汽车是由 一万余件的零件装配组合而成，为非常复杂的工业产品，其构造主要分为 底盘与车身两大部份。车身的制造、修理是以板金的压造成形加工和焊接 组合作业为主体。车身制造的板金加工为了配合大量生产时的组合作业，其车身各部分 的板金零件有较详细分割的倾向，且车身修理工作的作业内容有很大的变 化，需要相当熟练的作业技巧才能胜
2、任。因此，汽车板金技工必须熟悉汽车的分类、车身的型式、车身的构造 及车身的修理工作法等相关知识。,11汽车的定义现代的汽车种类很多，其用途及构造也是各色各样。在道路法规中对汽车有一定的规定，也就是汽车者，为使用本身装备的原动机为动力在道路上不依轨道及电力架线行驶以载运人员或货物的车辆。包括曳引车及拖车，但是机器脚踏车除外。,通常，一般概念是将汽车分为底盘及车身两大主要部分，并包括汽车行驶所需的各种装备在内。所以汽车底盘是包括引擎、动力传输装置、车轴及车轮、转向操纵装置、大梁、悬吊装置及刹车系统等。而车身部分是包括整个车壳、车门、引擎盖、行李箱盖以及一些配件饰条等。近代的汽车尤其是小客车的车身构
3、造为整体式结构，没有显著的大梁构造者，我们通称为整体式车身。,汽车车身之变迁汽车是由许多人经过长年代的不断努力研究发展，集合世界各地科学家、工程师的精心杰作才有今日各式各样快速度而且安全、豪乞、舒适的现代汽车。,(1) 汽车最早是由马车蜕变而来，以引擎代替了马匹，因此早期汽车的车身构造与马车相似，为一种敞开式车身，而将座位、覆轮盖、引擎以及引擎盖等直接装置在车架上。到了1900年代开始有箱型的车身被制造出来，此后汽车车身的设计开始有很大的变化。到了1914年左右，车窗、车顶、车门等都有显著的改变，车身也朝向轻量化发展，不实用的装备零件逐渐被改换除去，并且向大量生产的方向前进。,(2) 车身最早
4、是用木材制成骨架外表钉上木板而制成的，木材的骨架构造以横向纵向构件直角接合，其接合处再以L型或T型的金属板补强，一直 到 1905年时才开始 以钢板、铝板来包覆木骨的车身，从此车身的设计才有较大的进步。因为木骨金属板的车身可以不必再限制为平面型，可将木骨架制成曲线，外表覆以各种压模压造成形的各种曲面型状的车身。(3) 到了1916年美国开始有全部使用钢骨架及压造成形钢板组合的车身出现，此种结构的汽车物美价廉，能适合大量生产。因此，物美价廉的汽车陆续在市场上出现，奠定了今日汽车普及的基础。如图所示。到了 1920年左右与我们现在所见到根相似的汽车车身形状已经开始被做成。,1917,(4) 车身外
5、部之涂装，最初是使用凡立水与磁漆，需要很长的干燥时间而且耐久性较差、容易退色。到了1924年左右，发展一种硝化纤维漆（lacquer）俗称”拉卡“，能在很短时间内干燥，且色彩艳丽丰富，耐久力大增，为后来普遍使用之车身涂料。(5) 1920 一 1930 年代车身的制造技术没有显著的进步，都是采用车身架装于车梁上的方式，一直到 1930年代中叶，车身的设计才开始有飞跃的进步，因为车速增高，而采用流线型的车身设计。为此流线型的车身型态其构造都为全钢制造，前后的挡风玻璃，水箱罩栅板有很大的倾斜，覆轮盖前后连接成一体。这样的汽车已不再有车架上放置车身的感觉，而是车身整个成为一个整体的完美造形，,193
6、5,1940,如图所示。此种形状的车身需要有很大的单体模来将板金压造成形以组合为漂亮的成品，此压造技术和焊接技术的进步，汽车车身的制造才能渐趋于完美。到了 1940 年曲面玻璃、塑胶制品开始应用在汽车上，以及焊接等加工技术的进步，使汽车车身的结构产生了很大的改变。,(6) 第二次世界大战后，也就是在1947年左右汽车开始比战前更进一步的正式生产，并将航空机械结构的优点应用在汽车上。例如整体式构造就是一个显著的例子，采用强度大的车身，将引擎、车轮、悬吊等直接安装在车身上，而将大梁省略掉。整体式构造车身不仅强度大增，而且重量减轻使汽车之性能大为提高。接著在内饰方面海棉材料、塑胶材料、人造纤维、涂料
7、等年年进步，汽车用材料不断有新产品出现，使汽车工业更加突飞猛进。,1947,现代的汽车种类很多，也有种种不同的分类，一般均以引擎分类，使用性质、形状，引擎驱动车轮关系位置的不同来划分，例如引擎种类。1蒸汽引擎汽车：2汽油引擎车：3柴油引擎车：4代用燃料汽车：5电动汽车：,汽车用语(1) 轴距：此项距离为汽车大小的基准规格，系在空车状态下以前轴中心至后轴中心间之水平距离表示。多轴者，以前轴或前轴组中心点与最后轴中心点之距离为准。,(2)轮距：为左右轮胎中心线之距离，如后轴有一组车轮的以左右两轮中间量起为准。(3)全车长：通常由前保险杆的前端至车尾保险杆的后端整个长度表示。普通大货车不得超过 11
8、米，大客车不得超过 122米，半拖车（包括曳引车）不得超过 18 米，全拖车（包括曳引车）总长不得超过20米。（4）全车宽：汽车车身左右最大宽度。汽车全宽不得超过25公尺。,（5）车高：空车状态时自地面至车身最高点之高度。汽车全高不得超过 3.8 米，但小型车不得超过全车宽之15倍。（6）前（后）悬：自汽车的前（后）轴中心点至汽车最前（后）端之距离，但保险杠不计在内。后悬客车不得超过轴距的百分之六十，货车不得超过轴距的百分之五十。（7）车辆重量：汽车于满载燃料及冷却水的状态下，未搭载乘客及货物时的重量。（8）车辆总重量：车辆重量加上乘客及货物重量为总重量。,（9）最大安定倾斜角度：空车状态水平
9、放置，向左方或右方开始倾斜直到车子开始发生倾覆时之最大角度。在安全规则上规定空车时的安定倾斜角度不得超过 35 度。（10）最小回转半径：当方向盘打到底时外侧前轮轮胎中心在地上所行的弧的半径即是。,整体式车身,整体式车身：没有大梁构造的整体式车身是一般小型车上最多采用的，以许多的板金零件构成的车身约有4000处电阻点焊，各个板金零件经点焊组合成构造体使车身全体具有强度。如图所示。压制车身零件所使用的钢板，在不需受力很大的部位使用 06 mm 左右厚的钢板，需要强度大的部位使用较厚约为 10 mm 厚的钢板制成，极少有使用 2.0 mm 厚度以上的钢板。,各个板金零件的强度可以利用压造成形为各种
10、断面的形状来获得所需的刚性，如图所示。因此板金零件在制造上、压造成形技术上要求特别严格。由于钢板的材质和压造技术的进步，可以设计生产重量轻，坚固耐用，设计优良的车身。整体式车身为一强固的整体，使能承受较大的荷重及冲击，更减去了大梁部分，既减轻了车身的重量，又降低了其重心，使其更趋稳定。此型车身多为箱型，其受外力的冲击会分散到车身全部，同时它利用曲面可增大强度，而在悬吊及装置引擎等应力集中部分，可利用补强板（或装上部分车梁）将其焊接于某一部位，以增大其强度。,具有抗冲击能力的整体式车身：现代高速公路的设备及维护方面都进步了很多，车辆也进入了高速行驶的时代，相对的增高了对车辆安全性能的要求。只有对
11、能动的安全性（事故防止方面）要求是不够的，必须也重视受动的安全性（车辆保护的方面）的要求，以致于每一个汽车制造厂都相当注意安全车的研究开发。,一、能动的安全（事故防止方面）：能动的安全是一种车种在事故防止方面所需具备的，但是称得上安全车的条件必须能够满足下列的数项要求。（1）良好而安全的操纵性。（2）受横向侧风的影响小。（3）很有效的刹车系统，而且两个系统是独立的。（4）宽广良好的视野，没有略显暗淡之处。（5）不只是自己能看清楚而已，也必须具备有让对方容易辨识的附属装备，如照明灯，指示器之类的东西。,（6）成为死角的范围愈少愈好。（7）具有乘坐舒适愉快的座椅。（8）防止错认的仪表类。能动的安全
12、不仅是安全性的一面，而且也是为了使减少碰撞的危险性，是新车的设计上所必须考虑的一些要项。,二 受动的安全（车辆保护的方面）：受动的安全是保护乘员安全的方面，将事故发生时的影响尽可能的减少。故多数汽车制造厂所做的冲撞试验，对安全的整体式车身的改良上有很大的贡献。如图所示。安全车身是在车身的前面及后面部份做成蛇腹的构造，如图所示，另一方面客室的部分能够抵抗外来的冲击。前面及后面部分制造蛇腹构造的理由是当车辆遭受碰撞时，只有在蛇腹构造的部分吸收冲击力而变形，也就是由车身前后来吸收碰撞之能量，使向著客室的冲击影响可以减低至最少，,确保驾驶者及乘客的安全。又安全车之车门内部装置强有力之防撞钢管，以抵抗侧
13、向的碰撞，方向盘系统也经过精心的安全设计，在承受极大之压力下得以自行伸缩、折摺以消灭驾驶者在碰撞时的冲击力。经由各专门机构的调查结果，在受碰撞等全部的损伤中 64 % 一 72 % 发生在车身的前面及后面部分。由这个调查结果来看，为了安全上的理论，在车身的前後部分须设计成蛇腹的缓冲部分来吸收冲击的能量。图所示为欧美的调查结果一车身前後左右部分遭受碰撞等损伤情形的百分率。,安全车的保险杆设计成缓冲的机构装置使车辆在遭受碰撞时作弹性的动作，而将初期的冲击力吸收之。如图所示。安全车设计时最大的问题是车身重量的增加，则相对的也要增加引擎的马力来配合之，结果是燃料费的恶化和车辆价格的上升。所以在设计时，
14、也将车重、容量、价格等和车身的安全机构一起考虑。,车身结构,一般，车辆上人员所乘座的部分，就可称作车身的本体，再装上车门、引擎盖、车窗及行李箱盖等就可成为一个完整的车身了。以大货车来说，其驾驶台周围要组成完整的车身，故成为独立的中核，可分为外部构造和内部构造。外部构造当然包括外板及外饰部分，而内部构造则包括了车身的车架强度部分。,前护板 覆轮盖（叶子板） 水箱固定板 引擎盖及覆轮盖座 轮室盖板 通风箱 通风栅板 下隔板 侧隔板 上隔板 引擎盖,（12）前横梁 （13）前侧梁 （14）前悬吊横梁 （15）车顶板 （16）车项前内嵌板 （17）车顶侧内嵌板 （18）车顶板弓条 （19）车顶后内嵌板
15、 （20）前柱内板 （21）前柱板 （22）仪表板嵌板 （23）前底板总成 （24）后底板总成 （25）侧梁护板（下护板）,（26）中柱 （31）后托架总成 （37）后座椅底板横梁 （27）后覆轮盖 （32）后座椅托板 （38）后横梁 （后角板） （33）行李箱盖 （39）行李箱侧板 （28）后轮室内板 （34）后板 （40）备用轮夹具 （29）后柱 （35）备用轮胎室 （30）后柱内板 （36）后侧梁,若是附有大梁车架构造的车身，前面部分的各板金零件必须以螺栓和螺帽将其与大梁组合，而整体式构造车身除了覆轮盖、引擎盖等外板零件是由螺栓接合考外，其他各部分零件是以焊接组合而成的。如此，焊接零件多
16、，修补时较麻烦是其缺点，但车身重量轻量化，且能提高整个车身的刚性是其优点。,前部车身构造,车身底板在整体式构造的场合，其各部分均为钢板压造成形后利用焊接组合成整体，结构牢固。它的形状对悬吊装置、驱动装置的影响很大，又工作性、修补性、防声效果及对上部构造的刚性等也因各个构造的不同而有差异。,底板构造,如图所示是侧车身。侧车身与前部车身，车顶板及底板侧梁等结合而形成客室之侧面。侧车身之功能为车辆在行驶中能承受从底板传来的种种荷重，并使分散到车身上都，以及防止车身产生前後、左右方向扭曲的现象。又能支持车门，确保客室内的气密、水密和驾驶者的视野，最重要的是要求其在车辆碰撞或翻覆时能确保客室空间的完整，
17、避免乘员受到伤害。,侧车身构造,钣金工具,旅行车身的修理作业，必须充分了解车身的构造及其相关知识。汽车依其制造厂商的不同，而具有其特色的构造，依年份的不同构造上也有些差异。因此当各板金零件的分解修理时若不了解构造的相关知识，就不能作正确的作业。汽车板金的修理作业，包括成型与整平两种作业，这些手工作业要求精细的最後加工和修整，且必须十分平滑。所以要成为汽车板金作业的熟练技术员，必须对作业的各阶段充分的熟悉。而车身修理作业的主要项目为变形及凹凸的修正作业，这需要种种手工具及其他矫正机器等工具。在本章谨先介绍三类车身板金手工具的种类和其使用方法。,车身修理用铁槌的大而平的面，可使钢板表面所接受的打击
18、力扩散于相当广大的面积上，这对平板作业时有效果。对于顶垫在板金背面而看不见的顶铁，很难给予配合正确的槌击，但铁槌的打击面大时，打击的失误减少。铁槌的打击面，其中央部分是平面的，而外周部分稍附圆弧以避免伤及板材。依作业来选择适当的铁槌极为重要，通常需要具有大平面的铁槌之外，尚需数种曲面的铁槌。,手顶铁类手顶铁有各式各样的形状和大小，一般常用的为标准型。作业者必 须依修理部位的形状选择最适合考使用之。手顶铁是顶垫，在板材的背面支持铁槌的打击力量，以具有铁槌的三倍重量为适当,撬棒类：撬棒是由钢棒所制成，其一端或两端被延展成平的形状，有各式各样的形式，平的部分使用于钢板的弯曲部或凹下部分的修正。撬棒适
19、用于板金面的内侧等狭窄而手顶铁不易伸入的部位，而且可当作手顶铁在较大的部位将铁槌的打击力扩散。,铁锤和手顶铁的使用法一般在板金作业时，铁槌和手项铁的使用机会非常多。这两种手工具是汽车板金工作者最基本的工具，使用这些简单的手工具能够用来将金属板整平、修正变形、延展、或者是做各种形状的东西。使用铁槌和手顶织作业时，必须是能够将手握持之工具伸及板金里侧的部位才可。也必须先将车身板金里面的防表材料和绝缘、隔音材料等物除去之。防表材料可以用熔剂剥离，而绝缘板可由板金外侧加热後除去。以加热方法除去绝缘板时，因为粘结剂变软化，可将其成块的一片片取下来。,利用手工具修整变形,如果铁槌打击在手顶铁没有顶到的地方
20、时，则可以矫正变形，也可以得到与折弯相同的效果。打击处距离手顶铁较远时，则整形或打弯的力量较为减弱。手顶铁和铁槌可以做很多的工作，将铁槌和手顶铁配合著作业上的需要交互的敲打，积工作的经验而能够使技术成为熟练。车身板金凹入的整形顺序是先检查凹陷的程度和应力分布的状态。小的凹陷，应力是由中心处扩大，因而整形作业是由中心处开始向周围扩大。,板金大凹陷部分的修正顺序是：用手顶铁由板金内侧向外顶出，使凹陷变浅，而後使用整平槌敲打凹陷周围比原来板面为高凸的部分，此时铁槌和手顶铁的距离略远，交互著敲打此为敲虚的现象。将变形的范围缩小并使变形量集中，最後再将此残余的少部分凸起部打缩，此为“敲实”,由内侧修正凹
21、陷,手顶铁的曲面要 小于钢板的曲面,大凹陷,修正宽广的凹陷时，应力在外侧的两端处，如图所示，必须由外端向中央部分进行修正作业，将铁槌和手顶铁一面敲打一面向中央移动整形之。,汽车制造厂的板金零件是以压床压造成形的，被制造时产生残留应力，修正作业进行中弹力被解放。而修理作业者必须利用这个钢板本身的弹力特性来修正变形。依正确的作业顺序，并且利用此弹力特性，能使整形作业迅速且节省工时。,撬棒的使用法撬棒是用于修正车身某些不能使用手顶铁的地方，有许多各种不同的形状。修正凹陷时，因板金内侧的空间狭窄而不能使用手顶铁，则以撬棒代替可得到许多的便利。撬棒也可以当做手顶铁使用，将撬棒自缝隙插入种种形状的凹陷下或
22、变形车身板金的内侧里，再以铁槌敲打整平板面。同时也可用来分散铁槌的打击力，此时将撬棒垫在凹陷处或凸痕面上，铁槌则敲打在撬捧上，形成间接的作用力，不仅使打击的作用力分布变广阔，也使油漆不致于被敲打剥落。,车身板金锉刀之使用法：使用铁槌和手顶铁将板金变形修复後，接著是做表面的整平作业。首先使用锉刀，铁刮刀和砂磨机将法膜除去，板金表面整形敲平後，以车身锉刀锉除一些小凸起处或者是用来帮助作业者能够很容易的判别出细小的凹凸处。然後再以尖头槌等工具将凹凸处消除。,使用车身板金锉刀作业时，要成一适当之角度而不是顺著锉刀直行前进。如果顺著锉刀直进的话，将会把板金面锉出凹痕。而且仅轻轻加压力於锉刀上进行推锉即可
23、，太重的压力将使锉由过分切削金属面，但是仍然需要有适当的压力以防止锉刀跳动。锉削开始时，仅以锉刀前端的锉曲作用，随著工作行程，使锉齿的锉削作用移到中间或尾端，亦就是一个工作行程，使锉齿从前端到尾端都有锉削作用，行程要长而有规律，不可短而杂乱。一般车身某处填补焊锡後，也可以利用车身板金锉刀做表面的整形加工作业。,外力对损伤的影响:车身具有充份的刚性及耐久性，使车辆在普通的行驶中能够承受荷重及冲击，同时设计成在肇事碰撞的时候能够确保车内乘员的安全。也就是以车身的变形来吸收碰撞时的冲击能量，而不致使乘贝遭到冲击力的撞击而受伤。像这样的设计是使车身前部及后段易于某一程度的变形，具有将冲击能量吸收的构造
24、，而为了确保车内乘员的空间及安全性，围成客室的车身中央部分必须使其有强固的构造。,以丰田（ TOYOTA）汽车的例子，时速五十公里的正面碰撞实验的结果是引擎室的部分较原来长度撞缩了 30 一 40 %，而车箱客室部分才挤 缩了 1 一 2 %。关于这个问题首先要考虑的是碰撞时，关于作用力的作用要素等问题。,力的三个要素是方向、大小、作用点，但是车辆事故有很多种的情况；有单独碰到固定物的，有二重、三重的碰撞的，如图6l所示。因此处理事故车的时候，也必须把握住车辆遭受碰撞外力的数量、碰撞外力的顺序都能够符合一致的重点上，来仔细的检查损伤的范围.下列为检视损伤时必须具备的工作要项：（1）力的方向。
25、（4）外力的数量。（2）力的大小。 （5）外力的顺序。 （3）力的作用点。,力的要素,冲击力的方向：事故冲击力（作用力）的方向是对著路面某一角度，则这个作用力被分解成对著地面的一个垂直分力及两个水平分力，合计有三个分力。 如图 所示前覆轮盖的右侧有一成 角度，力量大小 A A的作用力，作用在 A 点上，则作用力AA被分解为AB垂直分力和 AC 水平分力。又相同的作用力（如图所示），作用点一样是在 A ，与车辆的前后方向成一 角度。此作用力分解为A一D分力和A一E分力。因而如图所示来看作用力（碰撞） A A 对前覆轮盖有向下压缩的 AB 分力，向后方压缩的 AC 分力以及将覆轮盖向引擎盖侧压的A
26、一E分力三个作用力。,冲击力和碰撞面积：若车辆的重量、速度相同，而碰撞物是墙面（如图）或电线杆（如图）的不同情况时，则车辆所受的损伤是不相同的，单纯的正面撞击时，单位面积所受的冲击力（f）以下列公式求出：f = F / A F为作用力大小，A为碰撞面积。同样的作用力撞击面积大的话，单位面积所受的冲击力变小，但是损伤范围大而且变形量小。相反的，若撞击面积小的话，单位面积所接受的冲击力非常的大，保险杆、引擎盖、水箱等变形量大，而且引擎被向后挤压，也有的甚至于影响后悬吊。,力的力矩 （转矩）车辆碰撞时，若作用力向着车辆的重心时，则车辆不会有产生旋转的现象，而直接向其作用力方向产生较预想为严重的重大损
27、伤。但是若作用力的作用点不向著重心的话，则重心将成为回转轴，使车辆旋转，这个就称为（力的力矩）。旋转方向决定于作用力是向着重心的那一侧而定。,应力集中,应力的集中：物体受拉张、压缩等外力作用时，在物体断面上的任一处皆发生一样的应力。但是若断面的某处有急剧的变化时，则发生的应力不一样，如图所示是在板的中央部切两个半圆，图 b是开一圆孔在上下端做同样大小的拉张力时应力的分布情形。由此可知在中央最小断面处不规则的应力分布情形，在此处发生最大的应力。像这样的在物体某一部分产生异常大的应力称为应力集中,整体式构造车身的前侧梁或前轮室盖板的上线处都有急剧的断面变化。这是将应力集中做相反的利用，为了在车辆碰
28、撞时将冲击力集中，使能有很好的能量吸收效率。另外设计成孔洞状的部分也是同样的道理。,冲击力的波延:如图所示在弹簧的左端施予一冲击力时，则弹簧如图所示被压缩一部分也移动了整个弹簧，接著这个压缩部如图叻所示沿著弹簧进行下去。如此的冲击波延是和振动波的进行是同样的道理。事实上，冲击力的作用点、大小、和方向，波延力所经过路线上的材质、断面形状，车身组合处的构造，波延方向的改变等是影响损伤变形的重要因素。其判别法是复杂的，而存在有抵抗波延力的部位，因为能够将冲击吸收而变形，以致于减弱了冲击力。,如图所示在作用点A施加一个大小为 F0 的冲击力时，则在 B 点断面形状变化很大的部分先变形，减弱了F0 的力
29、量，其次由C点孔洞处的变形吸收了部分的冲击力，余下F2的力量改变波延方向至D点，为 F3的力量大小。接着是前门柱和车顶板接合处E点的变形，使波延力减弱成F4的力量大小，中柱和车顶板接合处附近的冲击量逐渐趋於零，当然变形也就不很明显了。,如图是表示车辆前后部分受碰撞时一般冲击力的波延途径，用圆圈圈注的部位是表示在波延途径上，大量吸收冲击力的车身部位。,如前面所述，在车身上外力的作用点上，冲击力被分解为一个垂直分力和两个水平分力，车身变形量的大小由其中最大分力的大小和方向来决定。又车身的构造和其构成的各部分的强度也有很大的影响。如图用圆圈圈注的部位是将冲击力大部分吸收的部位，在损伤范围的判别上是最
30、重要的著眼点。,前面部份受碰撞时：碰撞力量小的话，首先保险杆被撞凹，由保险杆支架而到前侧梁也变形，前覆轮盖、水箱框架、前护板、水箱前饰板及引擎盖等也都被撞缩而变形。碰撞力较大的话，前覆轮盖顶到通风栅板与前门的间隙没有了，又引擎盖铰键弯曲且引擎盖的后面部分叠塔到通风栅板的上面。这时前侧梁在悬吊的横杆（前悬梁）装置接合处产生座屈，车轮室罩板的上部与滑柱式 悬吊座的接合处也产生很大的变形。这些变形都是为了减轻前悬吊遭受重大的冲击力。,若是碰撞力非常大的话，车身的前面部分，门柱被挤压，前车门变形且车门的开关也变成困难。这时前车身门柱在通风栅板的上面附近也引起变形。前侧梁在转向齿轮箱的接合处也产生座屈，
31、这座曲变形是为了减轻转向机构直接遭受太大的冲击力。但是如果那些变形也不能完全吸收冲击力的话，如图在前侧梁后面部分的接合处有剪断力的作用，而使焊接处被剥离。,从前面来的碰撞情况，例如正面冲击时，因对方车辆的车头突出物，而使前侧梁被往下压；或是车辆行驶中碰到路面上的障碍物使车头突然激烈的被往上抬。这时前侧梁的接合处成为回转轴，作力距的弯曲，如图所示，其接合处及缓冲板等也都会变形。,前侧梁被压往下时，前车门铰链装配处被向下拉张，而引起车门往上 提的现象。相反的，者前侧梁被顶上时，则铰链装配处也被拉向上引起车门往下降的现象。如图所示车辆受珍方向前面来的碰撞时，前侧梁接合处为回转轴，成左右及上下的弯曲力
32、距，作用点的另一侧也会变形。,后面部分受碰撞时：碰撞力较小的话，从保险杆以至后牌照板被撞凹而变形，后覆轮盖及后角板也鼓隆起来，后车底板也产生变形。碰撞力较大时，後角板以至车顶板接合处产生变形，若为四门车的话，中柱也会变形。而冲击能量是被上述各部份的变形以及如图所示后侧梁弯曲部份的变形所吸收。,侧面部份受碰撞时：车辆侧面受碰撞时因车型的不同，而损伤的情况也有相当的差异，但是一般上车门、前面部分以及中央客室部分、门柱等都会有变形，碰撞力非常大的话车底板也会变形。前覆轮盖、後角板遭受构向的大碰撞时，另一侧也会受碰撞力的影响，特别是前覆轮盖的中央附近受碰撞时车轮室被压凹，自前悬吊横梁以至前侧梁也被冲击
33、。此时悬吊的各部装置受损伤，前轮校正及前後轴距产生歪曲。又转向装置也受影响，必须仔细检查各连结环、齿轮箱等有无异常。,汽车钢板的基本金属加工方法金属加工技术可以说是汽车车身修理厂修理技师应该掌握的一项最重要的技术，但它同时也是一项最容易受到忽视的技术。近年来发展起来的性能优异的塑料车身填充剂，使人们可以很方便地校正车身上的凹陷和凸出处，并给受损部位涂敷填充剂。车身修理技师们往往花费很多的时间对塑料填充剂进行加工整形，但是，如果他们能够正确地修理受损的金属，所需的时间将会有所减少。这些不熟练的修理技师不仅浪费了宝贵的时间，而且还经常使修理质量大受影响。受损坏的金属板如果受到不适当的校正，将会产生
34、应力，造成塑料填充剂开裂甚至丧失与金属板的结合力而脱落。其结果，当然会使用户不满意。,但是，提高工作质量和使用户满意还不是要正确地修理受损坏金属板的全部原因，甚至也不是最重要的原因。对于当今的车架结构，最需要优先考虑的是司机及其家庭成员的安全。汽车上的所有箱形截面的横梁、内支柱和连接板上发生的弯曲都会影响车架结构的强度。必须修理受到损坏的整体式车身，使它恢复到原来的状态。车身修理的方法不仅与受到损坏的类型和车身面板的外形及结构有关，而且受损坏的钢板种类也会影响修理方法。本章将就这些问题进行探讨。,汽车上使用的钢板车身结构中有两种类型的钢板，热轧钢板和冷轧钢板。热轧钢板是在1472 T以上的高温
35、下轧制的，它的厚度一般在1.6-8 MM 之间，用于制造汽车上比较厚的零部件，例如车身和横梁；冷轧钢板是由热轧钢板经过酸洗后冷轧变薄，并经过退火处理。由于冷轧钢板是在较低的温度下轧制的，它的厚度精度高，表面质量好,并且具有良好的可塑性大，多数整体式车身都采用冷轧钢制成。在悬架周围特别容易受到腐蚀的地方, 采用经过表面处理的冷轧钢板作为防锈钢板。高强度钢正在代替传统的低碳钢，越来越多的应用于整体式车身。,低碳钢在当前的汽车车身修理中遇到的钢板大多数都是低碳钢制成的。含碳量低的钢材很软，所以便于加工，可以很安全地进行焊接、热收缩和冷加工，它的强度不会受到严重影响。但是，由于低碳钢容易变形，而且又有
36、很大的重量，汽车制造者们已开始改用高强度钢来制造汽车上需要承受载荷的零部件。,深色：镀锌的高抗拉强度钢 中色：镀锌钢板 浅色：高抗拉强度钢,高强度钢高强度钢泛指强度高于低碳钢的各种类型的钢材，而低碳钢在大多数汽车结构上已经使用了多年。在70年代中期，汽车制造商们面临的问题是必须减轻汽车的重量，从而达到节省燃料的目的。新设计的整体式车身通常比它们所取代的车身小，车的前部要求能够承受比过去大得多的载荷，并能够更好地吸收能量。强度较高的钢正好可以用来解决这两方面的问题。,目前的整体式车身对构件的要求是：一个构件，例如挡泥板或横挡，它们不再像过去那样仅具有挡泥板或横挡的作用，还要求重量轻，同时还要能够
37、承受悬架的一部分载荷，并支承横向安装的发动机、蓄电池、点火装置和减振器。它还必须设计成抗弯截面，以减少传递到乘坐室内的损害。为了成功地达到这些目的，许多汽车制造商都采用强度好、重量轻的高强度钢来制造这种新型的挡泥板。前图显示了采用高强度钢制造的几种常见的车身零部件。,然而，强度高和重量轻这些特性却给汽车修理业带来了一些难题。当高强度钢受到碰撞而变形时，它比低碳钢更难修复到原来的形状。在常规的修理过程中，需要采用加热的方法来释放拉伸应力或焊接新的零部件。使用高强度钢以后，这种加热需要受到严格控制，或者根本就不能加热，否则会对零部件造成结构上的损害。,1高强度钢的类型很多种钢都可称为高强度钢。汽车
38、结构中常用的高强度钢有三种。在解释这几种钢的区别以前，必须先懂得强度的定义。事实上，有两个强度概念，它们都与钢或其它金属抵抗永久变形的性能有关。可以通过许多种加工方法来提高钢的强度，其中包括热处理、冷轧和加化学添加剂。根据热处理和化学添加剂的类型和程度，超过一定的时间或温度的任何进一步加热都会显著地、永久性地改变钢材的强度。,（l）屈服强度（或屈服应力），用单位面积所受的最小的力来表示。达到屈服强度时，材料开始永久性地变形。（2）抗拉强度（或拉伸应力），用单位面积所受的最大的力来表示。达到抗拉强度时，材料完全破裂。应力和强度的单位都是kgmm。此外，屈服强度和抗拉强度高的材料其可加工性都较差，
39、而且焊接强度低。正因为如此，这种钢过去在汽车上的应用不多。近来，具有较好可成形性和焊接性的高强度薄钢板已开始应用在汽车上。,根据强化的过程，高强度钢可分为下面的三种：（1）高强度、低合金钢（HSLA），又称回磷钢，是通过在低碳钢中加入磷来提高钢的强度。它是最近几年新出现的一种钢，具有和低碳钢相类似的加工特性，为汽车的外部面板和车身提供了更高的抗拉强度。（2）高抗拉强度钢（HSS），又称SiMn固溶体淬火钢。这种钢增加了硅、锰和碳的含量，使抗拉强度得到提高。过去，这种钢被用来制造与悬架装置有关的构件和车身等。沉淀淬硬钢是另一种高抗拉强度钢，它是通过形成碳氮化铌沉淀物来提高强度的。,这是在70年代
40、初期发展起来的一种高抗拉强度钢，具有优异的加工和冲压性能。这种钢主要用于车门边护板、保险杠加强筋等。（3）超高强度钢（UHSS），又称双相钢，是将钢材在一个连续的热处理传送带或带钢热轧机上淬火而得到的。这种钢具有两相显微组织（淬硬的马氏体结构和铁素体结构）。双相钢的可成形性好，其抗拉强度大于78000（Ibin）。马氏体钢是最著名的超高强度钢。,2高抗拉强度钢高抗拉强度钢的强度高于低碳钢，因为它经过一定的热处理。大多数从日本进口的汽车上都装有高抗拉强度钢制成的车身构件。常规的加热和焊接方法不会降低这种钢的强度。这是因为它的屈服强度可达35000Ibin、抗拉强度可超过45000Ibin。在汽车
41、受到碰撞而产生变形时，它的应力将增加，超过屈服强度。如果对受到碰撞的部位加热，促使它恢复原来的形状，可减小因碰撞而产生的应力，因此强度又恢复到了原来的水平。如果碰撞所产生的应力超过了材料的抗拉强度，钢材将会破裂。一般的焊接方法（包括氧乙炔焊）都可用于修理这类构件。,然而，进行氧乙炔焊时，必须引起特别的注意。在用氧乙炔焊炬加热的部位周围必须使用温度显示的方法，将这些地方的温度限制在1200F以内车门护梁和保险杠加强筋都不适宜矫正，而应更换（对于车门护梁的轻微损坏，只要它不影响门的对准或门的功能，可以忽略不计。如果它已经凹陷或产生其它变形，应加以更换）。,3高强度、低合金钢高强度、低合金钢（HSL
42、A）在美国生产的许多车上都有应用，可用来制造前后梁、车门槛板、保险杠面杆、保险杠加强筋、车门立柱等。它的强度主要取决于添加的化学元素。注意：通过对各种高强度低合金钢板加热而释放应力时，必须特别小心。将钢材在650度或更高的温度下暴露几分钟以后，专门加入的硬化元素将在受热部位被更大、更软的元素吸收，导致强度降低。,为了避免汽车在受到正常的道路载荷或碰撞力作用时，结构性能发生明显降低，加热温度决不可超过制造厂的规定值。根据经验，加热温度不可超过 700- 900 F，加热时间不可超过3min。HSS和HSLA钢适合采用气体保护焊接，大多数汽车制造商都不赞成采用氧乙炔焊接法来焊接这两种钢材。,4超高
43、强度钢超高强度钢内没有合金元素，它的抗拉强度几乎可达到普通低碳钢的10倍。汽车上所有的车门护梁和一些保险杠加强筋都是由各种马氏体钢即超高强度钢制成的。这些钢材的不同寻常的高强度来源于在成形和加工过程中产生的特殊晶粒组成。为修理而进行的重新加热将会破坏这种独特的结构，而使钢的强度降低到一般低碳钢的水平。此外，这些钢材非常坚硬，用一般修理厂的设备无法在常温下对它们进行校正。因此，受损坏的马氏体钢即超高强度钢零部件不可修复，必须更换。安装新的零部件时，应采用气体保护塞焊。,钢板的性能在制造现代的整体式车身时，无论采用哪种类型的钢材，都必须具有良好的塑性，使它能够加工成各种形状，满足安全上和结构上的需
44、要。汽车钢板的不同牌号通常不会引起车身修理人员的注意，因为他或她永远不会对平整的未经加工的钢板进行工作。所有需要处理的钢板都已加工成形。当平整的钢板被加工成一定的形状以后，它便具有钢板硬化以后的特性,例如，大多数小型的廉价轿车的顶板都很平坦。如果用手掌对它的中心击一掌，它可能会发生弯曲，然后迅速恢复到原来的形状。如对波纹形的顶板重复同样的动作，这种顶板对此几乎毫无反应。虽然这两种顶板可能都是由同种牌号的钢材制成的，但变形化最大的一种顶板被认为更硬、更能抵抗变形。在这个用手拍打的过程中，波纹形顶板的性能比平坦的车顶变化更大。在实际的碰撞过程中，形状已发生变化的金属板也有类似的情形。受碰撞部位的金
45、属结构已发生变化，金属变得更硬、更能抵抗各种外力的影响。为了修理受到碰撞的汽车，车身修理技师必须知道金属的性能发生了什么样的变化。,1钢材的物理结构为了给这些特性下定义，最好应先掌握金属板的物理结构。钢材也和其它所有的物质一样，是由原子构成的。许多原子微粒结合在一起，形成晶粒（图72）。在显微镜下我们可以看见晶粒。晶粒以一定的形式构成晶体组织。,一块钢板的晶体组织状态决定了它能够被弯曲或成形加工的程度。为了改变平坦的钢板的形状，应改变位于折缝或弯曲处的所有晶粒的形状和位置。在发生破裂以前，低碳钢的各个晶粒都可承受相当大的变形和位移。为了证明这一点，可取出一根焊条，将它反复弯曲几次。你可以发现弯
46、曲的部位将变得很热。这种热量是由弯曲部位的各个晶粒相互运动而引起的内摩擦产生的。,2碰撞力的影响一种金属的原子结构和晶体组织将决定它对于外力的作用有何反应。金属板抵抗变化的能力可用三种性能来表示：弹性变形、塑性变形和加工硬化。所有这些特性都与施加在金属板上的力所产生的各方面影响有密切的关系。它们都与“屈服点”有关。屈服点是某种金属在不破裂的情况下所能承受的力的量值。,弹性变形（图73）是金属受到拉伸后能够恢复到原来的形状的能力。例如，取一块金属板，缓慢地使它弯曲，让它略微出现弧状，当外力消失后，它将跳回到原来的形状。这种回跳现象提醒汽车修理技师：在受到损坏的金属板上会发生弹性变形。修理技师可以
47、利用金属的回跳倾向进行修理。任何比较平滑的部位都可发生回跳，即使它们受到邻近部位的影响而偏离了原来的位置。当邻近部位的变形消除以后，这些受影响的部位往往会回跳到其原来的形状。,4塑性变形塑性变形是金属发生弯曲或变成各种形状的能力。当金属的弯曲超过了它的弹性极限时，它将出现回跳的倾向，但它并不能完全回到原来的形状（图74）。一块金属板，如果被弯曲成U形，当外力消失后，它将发生回跳，但不能恢复到原来的形状。这是因为它的晶体组织变成了另外一种结构。塑性对于车身修理技师非常重要，因为大多数受损坏的金属都会在不同的部位发生拉伸变形（包括永久性的变形）。,图75显示了弹性变形和塑性变形的情况。从图中可以看
48、出给金属板施加拉伸载荷时，载荷的大小和金属板的延伸量之间的关系。当载荷逐渐增加时，延伸量也成比例地增大。但是，如果载荷超过一定的极限，晶体组织将出现内部滑移，这时，即使载荷增大的速度保持一定，延伸量也会突然增大。如果再施加更多的载荷，延伸量将急速地增加并达到最大值。此后，某一个部位将局部延伸并出现断裂 。,图75中的A点称为弹性极限。如果施加的载荷低于A点，当载荷消除后，变形将随之消失，金属板恢复原来的形状，这就是弹性变形。当载荷超过A点时，即载荷消除后，变形也会保留下来，金属板不能恢复其原来的形状，这就是塑性变形。例如，从P点取消载荷，金属板的延伸量将返回到E点，但将保留永久变形OE。当汽车
49、在碰撞过程中受到损坏时，由碰撞而产生的变形将保留下来，除非将这种变形除去。产生永久变形的部位周围都会产生弹性变形，但在这种情况下，弹性变形无法消除。在修理受到这种类型损坏的车身时，应首先排除永久变形，这样弹性变形也会随之消失，使车身恢复到原来的形状。,5加工硬化加工硬化是达到塑性变形的上限时，金属出现的一种现象。金属被弯曲 过的部位变得非常硬，这就是加工硬化。例如，将一根焊条反复弯曲几次， 在弯曲的部位将会出现弯折。这个部位的塑性变形非常大，迫使晶体组织完 全离开了原来的位置，金属变得非常硬（图76）。这种硬度的增加称为加 工硬化。,受弯曲或加工部位的金属产生硬化而造成强度增加，这一认识的重要性无论怎样强调也不为过分，因为它实际上是所有金属板损坏的根源。在任何未受损坏的车身金属板上都存在某种程度的加工硬化。碰撞造成的弯曲只能使受到影响的部位产生更加严重的加工硬化。有时，车身修理技师在校正受损坏的部位时，会加重该处加工硬化的程度。,
