Aluminium-temat na czasie

Jedną z nieuniknionych konsekwencji użytkowania samochodów jest ryzyko kolizji i co za tym idzie potrzeba naprawy powstałych w ich skutku uszkodzeń karoserii. Właściwa ocena i dobór odpowiedniej technologii naprawy jest obowiązkiem każdego serwisu blacharstwa pojazdowego lecz brak ogólnodostępnych procedur naprawczych nie pozwala na przyjęcie jednolitych metodyk. Dodatkowym utrudnieniem jest również stały rozwój technologii wytwarzania karoserii samochodowych, które starają się sprostać najważniejszemu wyzwaniu, jakim jest redukcja masy, przy jednoczesnym zwiększeniu sztywności konstrukcji i poprawie bezpieczeństwa biernego. Z punktu widzenia projektantów idealnym rozwiązaniem wydaje się wprowadzenie do nowoczesnych karoserii elementów wykonanych ze stopów aluminium. Materiał ten łączy bowiem obie pożądane cechy lecz ogromy koszt jego zastosowania ograniczył jego rozpowszechnianie jedynie do najdroższych konstrukcji lub pojedynczych elementów jak np. maski, błotniki. Pomimo kosztów można jednak stwierdzić stałą tendencję wzrostową udziału aluminium, w ogólnej puli materiałów użytych przy wytwarzaniu karoserii nowych aut (Fot. 1). Nieuniknione jest więc zapoznanie się z technikami napraw blacharskich takich pojazdów oraz przygotowanie zaplecza narzędziowego pod te naprawy.


Fot. 1. Średni udział stopów aluminium (kg) w konstrukcjach karoserii samochodowych.

Najważniejsze cechy, dla których aluminium jest tak cenne w przemyśle motoryzacyjnym:

  • karoseria wykonana całkowicie z aluminium ma o ok. 50% mniejszą masę od jej odpowiednika wykonanego ze stali,
  • aluminium jest odporne na korozję atmosferyczną,
  • stopy aluminium użyte przy produkcji samochodów nie są toksyczne,
  • aluminium jest dobrym przewodnikiem prądu oraz ciepła,
  • aluminium jest łatwo dostępne i wymaga wyłącznie szeroko stosowanych procesów obróbki.

Sposoby naprawy elementów aluminiowych są podobne do tych wykonanych ze stali lecz należy pamiętać o kilku podstawowych zasadach. Po pierwsze detale wykonane
z aluminium nie można narażać na bezpośredni kontakt z narzędziami wykorzystywanymi przy naprawie komponentów stalowych. Należy również unikać ekspozycji takich części na brud, wilgoć oraz inne zanieczyszczenia, które mogą wpływać na kolejne procesy naprawcze jak na przykład spawanie.

Generalnie narzędzia stosowane przy naprawie aluminium są takie same jak te używane przy naprawie elementów stalowych. Nie należy jednak narażać ich na „skażenie” cząsteczkami stali, które mogą zostać przeniesione w głąb stopu aluminium i następnie korodować. Zaleca się stworzenie oddzielnego stanowiska do naprawy aluminium oraz przechowywanie narzedzi w oddzielnych miejscach, by nie mieszać ich z tymi używanymi do naprawy karoserii stalowych. Preferowane są narzędzia wykonane z tworzywa sztucznego oraz drewna. Młotki oraz łyżki blacharskie powinny mieć zaokrąglone końce i płaskie powierzchnie. Do cięcia elementów wykonanych z aluminium zaleca się dedykowane do tego celu noże do pił pneumatycznych oraz tarcze do cięcia. Przy oczyszczaniu elementów należy stosować szczotki wykonane ze stali nierdzewnej. Idealnymi urządzeniami do cięcia są przecinarki plazmowe, które pozwalają na osiągnięcie bardzo dokładnej linii cięcia i nie niosą ze sobą ryzyka zanieczyszczenia elementu, czy jego skurczu termicznego.

W przeciwieństwie do stali aluminium nie posiada pamięci kształtu i nie dąży do odzyskania swej pierwotnej formy. Mówiąc o aluminium bowiem mamy na myśli stopy aluminium, czyli glinu z innymi metalami, uznawanymi za zanieczyszczenia. Do najczęstszych zanieczyszczeń aluminium należą: krzem (Si), żelazo (Fe), magnez (Mg), miedź (Cu) oraz cynk (Zn), obniżające plastyczność, natomiast zwiększające twardość
i wytrzymałość. Właściwe zdiagnozowanie składu chemicznego naprawianego elementu jest kluczem do powodzenia naprawy.

Naprawa panelowa wgniecenia

W niniejszym opracowaniu przedstawiona zostanie procedura naprawy panelowej wgniecenia w miejscu, w którym możliwa jest tylko ingerencja od zewnątrz elementu.

 


Krok pierwszy to ocena uszkodzenia oraz opracowanie planu naprawy. Po ustaleniu odpowiedniej metody należy przygotować wszystkie potrzebne narzędzia.



Krok drugi to odpowiednie podgrzanie elementu w celu redukcji powstałego stresu i poprawy jego plastyczności. Naprawy panelowe karoserii aluminiowych powinny być zawsze wykonywane na częściach podgrzanych do temperatury 200-300°C. Należy uważać aby nie przekroczyć temperatury 660°C, ponieważ w tej temperaturze aluminium topi się.


Krok trzeci to kontrola temperatury. Można ją prowadzić dzięki specjalnym markerom lub termometrom bezdotykowym – pirometrom. Moim zdaniem lepiej w tej kwestii sprawują się mierniki bezdotykowe oparte na laserze i pozwalające na stałą kontrolę temperatury. Stały monitoring ciepła jest bardzo ważny gdyż aluminium jest bardzo dobrym przewodnikiem ciepła i nagrzewa się szybciej niż stal. Im bliżej granicy plastyczności rozgrzejemy element, tym łatwiej będzie nam potem usunąć wgniecenie. Należy jednak pamiętać o poprawie po wykonanej naprawie połączeń klejonych w pobliżu obszaru grzania oraz miejsc, w których zastosowano masy antykorozyjne. Bardzo wysoka temperatura może negatywnie odbić się na jakości tego typu połączeń i zabezpieczeń.


Krok czwarty to pozostawienie elementu do ostygnięcia. Można schłodzić panel stosując sprężone powietrze lub wilgotną szmatkę. Po schłodzeniu elementu widoczne jest zmniejszenie uszkodzenia powstałe w wyniku skurczu termicznego.

Krok piąty to usunięcie powłoki lakierniczej w miejscu naprawy papierem ściernym o gradacji 80, założonym na szlifierkę rotacyjną z opcją odsysania pyłów.


Krok szósty to dokładne oczyszczenie miejsca naprawy z wszelkich zanieczyszczeń. Nie należy używać do tego celu wody gdyż tworzy ona silne środowisko ułatwiające późniejsze tworzenie się ognisk korozji już po naprawie, pod warstwą nowego lakieru.

Krok siódmy polega na przygotowania spotera do napraw aluminium. W tym przypadku jest to francuski ALUSPOT FV wyposażony w dwa uchwyty masujące, zapewniające właściwy przepływ prądu przez element. Ideałem byłoby zdobycie danych fabrycznych lub identycznego elementu w celu doświadczalnego dostosowania woltażu oraz rodzaju spawanych bolców. Na wyposażeniu spotera firmy GYS znajdują się dwa typy bolców, wykonane z najpopularniejszych stopów aluminium stosowanych przy produkcji karoserii:

  • ALSi12 – glin z dodatkiem krzemu,
  • AlMg3 – glin z dodatkiem magnezu.

W tym przypadku doświadczalnie zostało ustalone, że próbny element został wykonany ze stopu aluminium z magnezem (AlMg3). Podczas przyswpawywania trzpieni wytwarzany jest bardzo silny łuk elektryczny i należy zabezpieczyć oczy przed uszkodzeniem wzroku, za pomocą masek spawalniczych z bardzo wysokim czasem reakcji. Należy pamiętać, że jest to proces spawania elektrycznego, więc należy zastosować urządzenia zabezpieczające elektronikę zainstalowaną w samochodzie tzw. przepięciówkę. Bardzo dobrym urządzeiem jest EZ-DENT PETECTOR. Zaleca się zapisywanie parametrów użytych do spawania bolców dla danych elementów w celu łatwiejszych ich identyfikacji w przyszłości.


Ilość użytych bolców uzależniona jest od kształtu i wielkości uszkodzenia. Parametry te determinują również dobór narzędzia zastosowanego do wyciągania wgniecenia.
W przypadku bolców z nakręcanymi uchwytami do ciągnięcia możemy zastosować następujące wyciągarki (Fot.2):

  • Easy Puller wyposażony w adapter do napraw aluminium,
  • Lever Puller – dźwignia jednostronna,
  • Strong Puller – rozbudowana wyciągarka, również do likwidacji wgnieceń liniowych.

Krok dziewiąty polega na podgrzaniu elementu w celu zwiększenia jego plastyczności oraz zmniejszenia ryzyka pęknięcia. Przy użyciu opalarki lub palnika gazowego podgrzewamy miejsce naprawy do ok. 300°C stale kontrolując temperaturę w celu zapobieżenia przegrzania. Należy jednak pamiętać o właściwym skalibrowaniu pirometru do pomiarów aluminium. Po osiągnięciu zadanej temperatury staramy się jak najszybciej wyciągnąć wgniecenie, za pomocą wyciągarki ponieważ aluminium bardzo szybko oddaje ciepło do otoczenia.


Krok dziesiąty to ostrożne usunięcie po ostygnięciu przyspawanych bolców szczypcami płaskimi i przeszlifowanie pozostałości grubym papierem ściernym o gradacji 80. Jeżeli zachodzi potrzeba można sprawdzić płaszczyznę naprawy przy użyciu tarnika (pilnika) blacharskiego. Do ostatecznego wyrównania można użyć specjalnych mas szpachlowych
z dodatkiem aluminium i zwiększonym przyleganiem do tego typu powierzchni np. INTER TROTON POLIESTER ALUMINIUM (Fot.16). Dalsza naprawa to już działania lakiernicze, mające na celu zabezpieczenie miejsca naprawy i odnowienie powłoki lakierniczej.


W kolejnych odsłonach omówione zostaną inne technologie naprawy karoserii wykonanych ze stopów aluminium. Będą to między innymi: spawanie MIG oraz TIG, nitowanie, klejenie oraz naprawy PDR, czyli bez usuwania powłoki lakierniczej.

 

 

 

TECHNOLOGIE SZLIFOWANIA I POLEROWANIA

Jedna z podstawowych czynności wykonywanych w pracach lakierniczych jest szlifowanie i polerowanie. Stosuje
się do tego celu dwa rodzaje szlifierek, które można podzielić ze względu na rodzaj napędu:
  • pneumatyczne,
  • elektryczne.
Szlifierki o napędzie pneumatycznym zasilane są z instalacji sprężonego powietrza. Ich zaletą jest niska awaryjność, zwiększone
bezpieczeństwo podczas użytkowania poprzez brak ryzyka porażenia prądem elektrycznym. Wada zaś to podwyższy poziom emitowanego hałasu.
Szlifierki o napędzie elektrycznym napędzane są z instalacji elektrycznej. Ich zaletą jest łatwość w podłączaniu do zasilania w dowolnym
miejscu warsztatu oraz poza nim. Zaleta to niski poziom hałasu emitowanego podczas pracy. Wada zaś to nieco wyższe koszty eksploatacji oraz ryzyko porażenia prądem.
W przypadku stosowania szlifierek elektrycznych w technologii „na mokro” konieczne jest obniżenie napięcia zasilania do 42V lub należy stosować tzw. transformator ochronny.
Podział szlifierek ze względu na zasadę działania:
  • kątowa – rotacyjna,
  • kątowa mimośrodowa,
  • oscylacyjna,
  • taśmowa.
Aby zwiększyć komfort podczas szlifowania oraz poprawić warunki czystości w miejscu pracy lakiernika, stosuje
się odsysanie pyłu powstającego podczas tego procesu. Odsysanie pyłu ma nie tylko znaczenie dla komfortu pracy oraz zmniejszenia wpływu za organizm człowieka, ale bardzo duże znaczenie ma zniwelowanie poważnego źródła zanieczyszczenia powłok lakierowych. Spotyka się dsysanie bezpośrednie jak i zewnętrzne. Jako zintegrowany bezpośredni system odsysania stosuje się specjalizowane odkurzacze.
Fot. Szlifierka wraz z odkurzaczem (Festool)
Rys. Kompleksowe rozwiązaniu problemu obsługi stanowisk szlifiersko-polerskich. (FESTOOL)
Szlifowanie – dobór technologii
W każdym przypadku należ rozpocząć od odpowiedniego doboru technologii szlifowania oraz narzędzi. Dotyczy to zarówno samych szlifierek i urządzeń odsysających pyły jak i materiałów ściernych. Podstawowe wskazówki zawiera tabela:
Zawsze należy dobierać odpowiednie narzędzie jak i gradację materiału ściernego w zależności od etapu i rodzaju praz szlifierskich. Podczas niewłaściwie przeprowadzonego etapu szlifowania powstaje wiele przyczyn późniejszych wad
lakierniczych.
Tab. Szlifowanie
(PROWEST)
Polerowanie – dobór technologii
Wskazówki dotyczące technologii i doboru narzędzi przeznaczonych do polerowania powierzchni lakierowych zawiera tabela.
Tab. Polerowanie
(PROWEST)
Na sucho czy na mokro
W branży motoryzacyjnej jeszcze często stosuje się przestarzałą metodę szlifowania na mokro. Z doświadczenia wiadomo, że szlifowanie na mokro może być przyczyną późniejszych wad lakierniczych np. pęcherzenia oraz korozji. Obecnie zalecana jest technologia szlifowania na
sucho
. Poza tym, że jest mniej kłopotliwa w stosowaniu to dodatkowo jest bardziej ekonomiczna. Porównanie obu technologii zawiera tabela.

Tab. Porównanie
szlifowania na mokro i na sucho (PROWEST)

Naprawa elementów z tworzyw sztucznych

Naprawa elementów z tworzyw sztucznych

Współczesny samochód osobowy zbudowany jest z wielu różnych materiałów konstrukcyjnych. Blisko 30% części wykonanych jest z tworzyw sztucznych. Łatwo sobie wyobrazić ile elementów wykonanych tych materiałów ulega uszkodzeniu podczas kolizji drogowe. Są to głównie elementy ochronne skonstruowane jako pochłaniające energię uderzenia (zderzaki, listwy ozdobno-ochronne) lub zewnętrzne elementy karoserii (reflektory, kierunkowskazy spojlery). Część z tych uszkodzeń jest możliwa do usunięcia ale są i takie, które wymagają wymiany elementu na nowy.

 

Podstawowe kryteria oceny uszkodzenia

  • zakres uszkodzenia – ocenia się ilość roboczogodzin, która będzie przeznaczona na naprawę,
  • zachowanie pierwotnych własności – ocenia się jaka będzie przypuszczalna jakość elementu po naprawie,
  • koszt i dostępność technologii – ocenia się opłacalność wykonania naprawy po kątem technologii jakie trzeba będzie zastosować do naprawy.

Przyjmuje się że aby element wykonany z tworzywa sztucznego warto było naprawiać to koszt regeneracji nie powinien być większy niż 35% ceny elementu nowego. Czynnikiem, który może skłaniać do naprawy zamiast wymiany, pomimo znacznych kosztów, przekraczających 35% ceny, jest słaba dostępność elementu. Dotyczy to zwykle samochodów zabytkowych i egzemplarzy unikalnych.

 

 

Rys. Schemat blokowy podstawowych technologii naprawy elementów z tworzyw sztucznych.

Jeżeli zapadnie decyzja o naprawie elementu to kolejnym etapem jest identyfikacja rodzaju tworzywa z jakiego wykonany jest element oraz dobór odpowiedniej technologii. W diagramie przedstawiono pięć różnych metod naprawy. W tabeli natomiast przypisano do poszczególnych rodzajów tworzywa zalecane technologie.

 

IDENTYFIKACJA TWORZYWA SZTUCZNEGO

Przeważająca większość tworzyw sztucznych, z których wykonywane są elementy karoserii lub wyposażenia przeznaczone do montażu na zewnątrz pojazdu nadają się do lakierowania. Aby dobrać właściwą technologię obróbki i lakierowania elementu niezbędna jest jednak możliwie jednoznaczna identyfikacja rodzaju tworzywa zastosowanego do jego wyprodukowania. Tworzywa sztuczne posiadają oznaczenia skrótowe ułatwiające ich identyfikację. Najczęściej spotykane oznaczenia oraz ich objaśnienie zawiera tabela. W zestawieniu podano również właściwości tworzyw w przypadku konieczności dokonywania identyfikacji metodami pomocniczymi. Poddawanie tworzywa próbom wody, ognia oraz oddziaływania związków chemicznych należy jednak stosować wyłącznie w ostateczności nie zapominając przy tym o zachowaniu ostrożności oraz rozwagi.

Fot. Identyfikacja rodzaju tworzywa na podstawie oznaczenia um,ieszczonego na elemencie.

 

Tab.. Identyfikacja rodzaju tworzywa na podstawie prób fizyko-chemicznych.

 

WYBRANE NAJCZĘŚCIEJ SPOTYKANE TWORZYWA SZTUCZNE STOSOWANE W BUDOWIE SAMOCHODÓW

  • PCW (polichlorek winylu) – tworzywo termoplastyczne o dużym zakresie plastyczności (w zależności od technologii wytwarzania).  Wytwarzane jako materiał miękki, PCW stosowany jest między innymi do wykonywania nadruków na plandekach samochodów ciężarowych.

  • PC (poliwęglan) – tworzywo termoplastyczne o bardzo dobrych własnościach mechanicznych w znacznym zakresie temperatur (szczególnie ujemnych, nawet do -100ºC). Wysoka odporność na wpływ warunków atmosferycznych. Niestety wada ich jest niska odporność na rozpuszczalniki. Nie można pominąć również iż narażone są na uszkodzenia naprężeniowe. Ich niska odporność na działanie rozpuszczalników powoduje iż należy unikać lakierowania elementów wykonanych z PC, które są narażone na znaczne obciążenia mechaniczne. Jednym z przykładów jest lakierowanie kasków motocyklowych, które mogłyby utracić w znacznej części swoje własności mechaniczne.

  • PA (poliamid) – tworzywo o dużej elastyczności przy znacznej odporności mechanicznej. Stosowane między innymi do wytwarzania kołpaków ozdobnych montowanych na obręczach kół samochodowych. Ważną cechą poliamidów jest wysoka odporność na działanie większości rozpuszczalników stosowanych w lakiernictwie.
  • ABS (kopolimer styrenu) – tworzywo o własnościach wynikających z zastosowanych domieszek: kauczuku oraz akrylonitrylenu. Kauczuk powoduje znaczne zwiększenie wytrzymałości mechanicznej natomiast dużą sztywność zapewnia domieszka akrylonitrylenu. Ważną cechą jest jego stosunkowa niska odporność na promieniowanie ultrafioletowe co powoduje, że nie należy poddawać działaniu światła słonecznego elementów wykonanych z ABS.
  • PU (poliuretan) – tworzywo sztuczne zwane pianką integralną. Może być wytwarzana jako materiał o różnej sztywności oraz elastyczności. Tworzywo to ma budowę komórkową lecz na powierzchni struktura wdaje się być zwartą.

  • TPU (poliuretan termoplastyczny) – tworzywo termoplastyczne, którego ważną cechą jest znaczna sztywność oraz odporność na stosunkowe wysokie oraz niskie temperatury. Nie bez znaczenia jest możliwość wielokrotnego ich przetwarzania.

 

 

 

Rys. Dopasowanie technologii podczas naprawy poszczególnych rodzajów tworzyw sztucznych.

 

 

Proces technologiczny przykładowej napraw

Naprawa zawsze zaczyna się od oczyszczenia  miejsca uszkodzenia. W przypadku znacznych uszkodzeń konieczne jest zapewnienie w miejscu naprawy odpowiedniej przestrzeni do wprowadzenia wypełnienia. Miejsca przeznaczone do klejenia powinny być oczyszczone i jeżeli jest to konieczne pokryte aktywatorem zgodnym z technologią.

 

Rys. Schemat procesu naprawy pęknięcia.

W przypadku stosowania spawania i podobnych technologii polegającym na aplikowaniu znacznych ilości materiałów spajająco-wypełniających zaleca się wiercenie otworów na końcach i krawędziach pęknięcia. Pozwoli to zlikwidowanie niepożądanych naprężeń, które to mogłyby spowodować dalsze pękanie elementu. Wypełnienie szczeliny w naprawianym elemencie poddaje się obróbce mechanicznej w celu usunięcia nadmiaru spoiwa. W przypadku gdy powstały miejsca z ubytkami wypełnia się  je szpachlówką do tworzyw sztucznych.

 

Technologie i narzędzia

Spawanie przy zastosowaniu gąracego powietrza.

Najbardziej rozpowszechnioną metodą jest spawanie przy pomocy urządzeń wykorzystujących do podgrzewanie spoiwa i łączonego materiału gorące powietrze. Jest ona powszechnie znana lecz coraz częściej wypierana przez nowe technologie.

 

Spawanie aplikatorem elektrycznym.

Jedną z ciekawszych metod łączenia i wypełninia ubytków w elementach z tworzyw sztucznych to zastosawnie urządzeń pozwalajacych na stosowanie precyzyjnie aplikowanych na gorąco wypełniaczy wykonanych z odpowiednio dobranego materiału. Jest to generacja urzadzeń zasilanych poprzez elektryczny podgrzewacz pozwalający na bardzo precyzyjne ustawienie temperatury pracy. W zestawie znajdują się:

1.      Zasilacz sterujący

2.      Głowica aplikacyjna

3.      Komplet spoiw

-poliuretan PUR, RIM,

-polipropylen PP,

-ABS,

-polietylen PE,

-TPO,TEO,TPE,

-nylon PA,

-polikarbonat,

-spoiwo uniwersalne.

4.      Siatka wzmacniająca

5.      Szczotka metalowa

6.      Dodatkowa końcówka aplikująca

7.      Instrukcja

8.      Płyta z filmami demonstracyjnymi

zestaw naprawczy do plastików

Fot. Profesjonalny zestaw do naprawy elementów z tworzyw sztucznych

 

Spawanie aplikatorem elektrycznym.

Bardzo ciekawa technologią naprawczą jest wzmacnianie uszkodzonego elementu poprzez wtapianie na gorąco metalowych złączy. Złącza te mają różne kształty, tak aby można było efektywnie stosować je w różnych miejscach. Jest to technologia szczególnie przydatna podczas naprawy urwanych uchwytów mocujących reflektory itp.

Fot. Zestaw do naprawy elementów z tworzyw sztucznych metodą złączy wtapianych na gorąco

 

Klejenie

W niektórych przypadkach stosuje się klejenie przy zastosowaniu klejów jedno lub dwuskładnikowych. Do jednosłkadnikowych klejów można zaliczyć wszystkie metakrylaty i cyjanoakrylaty. Metakrylaty stosuje się między innymi do tworzyw twardych takich jak ABS SMC, PC. Cyjano akrylaty natomiast przeznaczone są do klejenia SMC, ABS, FRP i PC. Kleje dwuskładnikowe adhezyjne przeznaczone są do aplikowania w zasadzie wyłącznie na elementach wykonanych z PE lub PMMA.

 

Bogusław Raatz

© www.raatz.pl

 

Aluminium w warsztatcie blacharskim

Powszechność stosowania aluminium w produkcji samochodów stale wzrasta. Jest ono często stosowane do  budowy paneli zewnętrznych oraz elementów konstrukcji głównej karoserii. Należy sobie postawic pytranie, czy polscy blacharze są gotowi do naprawiania aluminium. Po przeprowadzeniu odpowiedniego szkolenia to może być łatwiejsze niż by się mogło z pozoru wydawać. Aluminium spełnia wiele ról w produkcji samochodów. Dwa najważniejsze powody stawania aluminium przez producentów samochodów to: redukcja masy pojazdu  i poprawa osiągów.

Fot.1 Spawanie aluminium półautomatem spawalniczym (MIG) (GYS-HERKULES).

Różnice pomiędzy aluminium a stalą
W pierwszej kolejności blacharz samochodowy przed rozpoczęciem naprawiania elementów karoserii aluminiowej powinien poznać i zrozumieć różnice właściwości stopów aluminium i stali. Aluminium, w stanie czystym, jest znacznie bardziej miękkie niż stal. Dlatego aluminium w konstrukcji stosuje się wyłącznie po dodaniu innych składników uzyskując w ten sposób materiał o odpowiednich właściwościach fizycznych. W trakcie budowy jednej karoserii samochodowej stosowane są różne stopy aluminium. Elementy wykonane w technologii odlewów ciśnieniowych i elementy z blachy aluminiowej lub kształtowników to stopy aluminium o znacznie różniących się właściwościach. Głównymi cechami wspólnymi są temperatura topnienia oraz  bardzo dobra przewodność cieplna. Różnią się natomiast znacznie pod względem plastyczności. Elementy wykonane jako odlewy właściwie nie podlegają prostowaniu nawet przy zastosowaniu podgrzewania, natomiast blacha i kształtowniki w większości przypadków (pod warunkiem, że nie jest to zbyt mocne uszkodzenie) daje się przeginać po uprzednim podgrzaniu. Charakterystyka struktury elementów stalowych pozwala zwykle na ich wielokrotne odkształcania czyli można je naprawiać nawet kilka razy bez zbytniego pogorszenia własności mechanicznych. Specyfika stopów aluminium powoduje, że w ich przypadku wielokrotne prostowanie jest zwykle niemożliwe. Stopy aluminium stosowane podczas produkcji samochodów można podzielić na dwie podstawowe grupy:

-do formowania na zimno,

-do formowania na gorąco.

Ze względu na inną budowę struktury aluminium posiada lepsze własności tzw. pamięci kształtu niż stal. Cząsteczki w stopiach aluminium są trudniejsze do przemieszczania i nawet podczas podgrzewania elementu prostowanie jest trudne. Często wynikiem tego są liczne rysy i pęknięcia w miejscu uszkodzenia co może powodować niebezpieczeństwo przełamania.

 

Zastosowanie aluminium

Ze względu na swoje własciwości fizyczne i mechaniczne elementy wykonane ze stopów aluminium  posiadają grubość od półtora do dwóch razy większą niż ich odpowiedniki stalowe. W niektórych przypadkach może to być nawet czterokrotnie większa grubość. Ze względu na znaczną różnicę w ciężarze właściwym pomimo znacznie większej objętości element  aluminiowy jest zwykle i tak lżejszy od stalowego. Ale zwiększenie grubości elementu niesie za sobą negatywne konsekwencje dotyczące jego obróbki w procesie produkcji jak i prostowania. W przypadku elementu o grubszych ściankach występuje większe ryzyko pękania, dlatego też w przypadku jego naprawy podgrzewanie jest konieczne. Podwyższenie temperatury elementu w miejscu uszkodzenia ułtwia cząsteczkom powrót do pierwotnego położenia przed uszkodzeniem. Stosowanie podgrzewania podczas naprawy jest zalecane niezależnie od tego czy jest to element ulepszany cieplnie czy też na zimno. Części konstrukcji aluminiowej na ogół występują w następujących kategoriach: wytłoczki, profili i odlewów.

 

Fot.2 Półautomat spawalniczy z mozliwością lutospawania i spawania stali i aluminium (GYS-HERKULES).

 


Fot.3 Uchwyt spawalniczy SPOOL GUN zalecany do spawania aluminium (GYS-HERKULES).

Aby stworzyć konstrukcję pojazdu, części te są mocowane przy użyciu różnych metod. W zależności od projektu metody te mogą być kombinacją „nito-klejenia” (za pomocą nitów w połączeniu z klejem), nitowania, spawania łukowego gazem (GMAW) lub w osłonie gazu obojętnego (MIG) lub spawania laserowego. Zgrzewanie punktowe podczas łączenia elementów aluminiowych jest stosowane bardzo rzadko. Powodem jest konieczność stosowania bardzo wysokich parametrów podczas tego procesu. W praktyce podczas produkcji i napraw najczęściej do łączenia elementów aluminiowych stosuje się spawanie MIG, nitowanie i klejenie.

Naprawiać czy wymieniać?

Po zapoznaniu się z podstawowymi własnościami stopów aluminium można przystąpić do wstępnej analizy zasad oceny wyboru technologii naprawy. Podstawowa decyzja podczas naprawy: czy  warto naprawiać czy lepiej (taniej) będzie element wymienić na nowy. Jednocześnie należy pamiętać, że ocenie podlega również technologia usuwania szkody w porównaniu z tym co zaleca producent samochodu. Niektóre elementy zapewne okażą się nie do naprawy. Zarówno z powodu znacznego zakresu uszkodzeń jak i braku możliwości przywrócenia im pełnych własności mechanicznych. Naprawie podlegają zazwyczaj elementy wykonane jako wytłoczki z blach oraz wykonane z gotowych profili. Nie naprawia się uszkodzonych odlewów oraz elementów, które pękły czy to podczas kolizji czy też naprawy. Należy je bezwzględnie wymieć stosując technologie naprawcze przewidziane w dokumentacji serwisowej producenta pojazdu. Technologia naprawy karoserii aluminiowej opracowana przez producenta powinna być zawsze podstawą dla wykonującego naprawę. Niestety trzeba się liczyć z tym, że niektórzy producenci informują w nich, że właściwie karoseria nie podlega żadnym czynnością naprawczym polegającym na prostowaniu elementów. Naprawa w takim przypadku ogranicza się jedynie do usuwania uszkodzeń poszycia, a pozostałe elementy należy bezwzględnie wymienić stosując przy tym proces technologiczny określony przez producenta.

 

Fot.4 System do naprawy uszkodzeń poszycia karoserii aluminiowych (GYS-HERKULES).

Część producentów pozwala na tzw. lekkie ciągnięcie uszkodzonych karoserii… ale co to dokładnie znaczy? Tego zwykle nie wiadomo, a decyzja zależy od naprawiającego. Są producenci, którzy dopuszczają naprawę właściwie wszystkich elementów konstrukcyjnych z wyłączeniem odlewów, ale określają ściśle sposób i punkty mocowania podczas naprawy oraz zasady naprawy oraz podgrzewania. Podczas naprawy karoserii aluminiowej powinna towarzyszyć nadrzędna zasada:

Przed przystąpieniem do prac naprawczych pojazdu z karoserią aluminiową, należy zapoznać się technologią naprawy zalecaną przez producenta. Próba naprawy pojazdu aluminium bez tego może doprowadzić do poważnych problemów.


Mocowanie podczas naprawy

Pierwszym etapem naprawy polegającej na prostowaniu i wymianie istotnych elementów struktury karoserii jest jej zamocowanie na stanowisku naprawczym. Niektórzy producenci systemów naprawczych oferują specjalne uchwyty do karoserii aluminiowych. Sposób mocowania może być również określony przez producenta pojazdu. Podczas intensywnego ciągnięcia zalecana jest ciągła kontrola punktów zamocowania karoserii. W przypadku karoserii aluminiowej zachodzi dużo większe ryzyko uszkodzenia struktury w miejscach kotwienia, niż w stalowej.

 

Podgrzewanie podczas prostowania

Gdy karoseria jest właściwie zamocowana można kontynuować ustalanie technologii oraz naprawę. Tak jak w przypadku każdej naprawy powypadkowej strefa uszkodzeń powinna być zmierzona i porównana z danymi fabrycznymi producenta pojazdu lub systemu naprawczo-pomiarowego. Podczas faktycznego prostowania elementów konstrukcyjnych konieczne jest podgrzewanie miejsca naprawy. Przed przyłożeniem siły należy wstępnie podgrzać element i kontynuować grzanie w trakcie procesu prostowania. Podgrzanie pozwala na uniknięcie pęknięć i rozrywania struktury oraz ułatwia proces przywracania kształtu. Należy zwrócić uwagę, że aluminium nie zmienia koloru podczas podgrzewania i zmiana temperatury elementu nie jest możliwa do zaobserwowania.

 

Fot.5 i 6 Technologia usuwania wgnieceń poszycia aluminiowego (GYS-HERKULES).

Fot.7 Zestaw młotków aluminiowych (GYS-HERKULES).

 

Dodatkowa cecha to znacznie lepsza przewodność cieplna aluminium niż stali co powoduje, że dostarczane ciepło szybciej rozchodzi się w całym elemencie. Efektem tego jest zwykle ciągłe niedogrzanie strefy naprawy. To niekorzystne zjawisko obserwowane jest również podczas procesu spawania aluminium. Z tego powodu istnieje konieczność kontrolowania temperatury naprawianego elementu. Proponowane metody kontroli to obserwowanie znaczników z farby wykonanych  w sąsiedztwie naprawy oraz pomiar termometrem bezstykowym. W krajach Europy Zachodniej znany jest sposób posypywania trocinami drewnianymi i obserwowania czy i w jaki sposób się zwęglają. Pozornie metoda z termometrem bezstykowym wydaje się najbardziej wiarygodna, ale to nie do końca jest prawdą. Problem z tym pomiarem polega na tym, że odczytuje on częściowo również ciepło emitowane z elementu wprowadzając tym samym błędy w pomiarach. Aby zmierzyć dokładnie temperaturę zaleca się pokryć miejsce pomiaru lakierem podkładowym. Podgrzewanie podczas naprawy elementów aluminiowych musi odbywać się w określonym zakresie temperatur. Powszechnie zalecany zakres to 200-300° C. Stosowanie wyższych temperatur może spowodować tzw. wyżarzanie powodujące nieodwracalną zmianę własności mechanicznych naprawianego elementu.  Zbyt wysoka temperatura lub za szeroka strefa podgrzewania może być przyczyną niepożądanego nagrzania w sąsiednich miejscach. Skutkuje to np. uszkodzeniem lub osłabieniem połączeń klejonych.

 

Zasady naprawy przez ciągnięcie i rozpieranie

Plan naprawy pojazdu, którego karoseria wykonana została ze stopów aluminium w zasadzie nie różni się od tego stosowanego do karoserii stalowych. Wszystkie istotne strefy pojazdu narażone na działanie sił podczas naprawy, a posiadające właściwy kształt, powinny być w miarę możliwości zablokowane przed przemieszczaniem się. Po dokonaniu intensywnej naprawy blacharskiej należy skontrolować strukturę materiału w naprawianych miejscach, a w przypadku stwierdzenia pęknięć lub innych wad dokonać wymiany elementów.

 

Bogusław Raatz

© www.raatz.pl

Technologie łączenia karoserii

Technologie łączenia cementów karoserii

Najtrudniejsza do obróbki jest blacha stalowa z domieszką boru (USIBOR), ale i inne stosowane obecnie materiały konstrukcyjne wymuszają zastosowanie nowoczesnych technologii obróbki oraz łączenia. Blachy stalowe podczas procesu produkcji karoserii samochodowej łączone są poprzez zgrzewanie punktowe, zgrzewanie liniowe, spawanie laserowe oraz lutowanie twarde (lutospawanie) i nitowanie.

 

Zgrzewanie

W praktyce warsztatowej podczas naprawy powypadkowej niemożliwe jest zastosowanie spawania laserowego, które zastępuje się najczęściej klejeniem lub lutospawaniem. Współczesne technologie naprawcze pozwalają natomiast zgrzewać elementy karoserii przy zastosowaniu parametrów identycznych jakie występują podczas procesu produkcji.

 

 

 

Fot.  Proces zgrzewania blach. (GYS)

 

Należy zwrócić uwagę na czwartą fazę procesu zgrzewania w której to następuje formowanie poprzez nacisk powstałego połączenia. Aby uzyskać trwałe połączenie odpowiedniej jakości musza być spełnione wszystkie warunki procesu zgrzewania:

  • prąd zgrzewania,
  • docisk elektrod,
  • dobór i jakość elektrod,
  • czystość łączonych elementów.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fot.  Proces zgrzewania i próba jakości zgrzeiny. (GYS)

Niezachowanie wszystkich warunków powoduje nadmierne iskrzenie, wypalanie otworów, przepalanie blachy, a w efekcie źle wykonana zgrzeinę. Łączenie blach karoseryjnych nowej generacji wymaga zastosowania urządzeń o odpowiednich parametrach pracy. Zgrzewarki oraz urządzenia wielofunkcyjne, które do niedawna stanowiły podstawowe wyposażenie warsztatów blacharskich jak już wspomniano, niestety w przeważającej większości nie spełniają warunków niezbędnych do prac blacharskich przy nowoczesnym nadwoziu samochodowym. Aby uzyskać prawidłowe połączenie zgrzewane blachy wysokogatunkowej niezbędne jest zastosowanie odpowiedniego urządzenia. Nie wystarczy stosować wysokie parametry pracy lecz konieczny jest ich odpowiedni dobór oraz precyzyjne i stabilne ustawianie. Poza wysokim natężeniem prądu zgrzewania niezbędny jest dozowany precyzyjnie nacisk elektrod. Czas zgrzewania jest kolejnym bardzo ważnym parametrem pracy bezpośrednio rzutującym na jakość połączenia.  Tabela obrazuje przybliżone zależności parametrów pracy, gatunku stali oraz różnej grubości łączonych elementów.

 

 

 

 

 

 

 

Tab. Porównanie parametrów zgrzewania różnych gatunków blach. W rubryce „Blacha” „x+x” oznacza zgrzewanie dwóch blach, każda o grubości „x”. (BR)

 

Stosowanie bardzo wysokich parametrów pracy wiąże się ze znaczną emisją ciepła co z kolei powoduje przegrzewanie się przewodów, uchwytu oraz transformatora zgrzewarki. Niezbędne staje się zastosowanie systemów chłodzenia. Zgrzewarka przedstawiona na zdjęciu wyposażona jest w dwa niezależne systemy chłodzenia sterowane przez odpowiednio oprogramowany układ mikroprocesorowy.

1.    System chłodzenia cieczą (jednostka zasilająca, przewody główne, uchwyt oraz elektrody).

2.    System chłodzenia powietrzem (jednostka zasilająca, masa oraz uchwyt pistoletowy).

Profesjonalna zgrzewarka wyposażona jest w zestaw elektrod umożliwiający dostęp do większości punktów zgrzewania. Elektrody wymieniane są w uchwycie w zależności od potrzeb. Końce elektrod wyposażone są w wymienne końcówki dzięki czemu nie ma konieczności wymiany całych zużytych elektrod. Można stosować trzy rodzaje końcówek roboczych.

Różnice konstrukcyjne

Wśród wszelkich różnic konstrukcyjnych pomiędzy zgrzewarkami warto zwrócić uwagę na konstrukcje chwytów roboczych. Spotyka się dwa rodzaje:

– typu X,

– typu C.

Najważniejszą różnicą jest uzyskiwana siła nacisku elektrod przy zastosowaniu dodatkowych elektrod przedłużających. W przypadku uchwyty typu X siła nacisku maleje wraz z długością elektrod. Maksymalną wartość osiąga się jedynie bez przedłużaczy. Wraz z kolejnym przedłużeniem elementów roboczych maksymalna siła maleje. Inaczej jest przypadku uchwytu typu C. Siła jest niezmienna niezależnie od pastowanych elementów przedłużających i jest to niewątpliwie zaleta tego rozwiązania. Zwykle zgrzewarka z uchwytem typu C jest droższa od tej z uchwytem typu X, a dodatkowo elektrody przedłużające również oferowane są przez producentów w  wyższej cenie.

Błędy podczas zgrzewania

Poza typowymi błędami wynikającymi najczęściej z zastosowania urządzeń o nieodpowiednich parametrach pracy występują również i takie, które wynikają z niewłaściwego rozmieszczenia zgrzein punktowych. Rysunek przedstawia zasadę zachowania odpowiednich odległości pomiędzy punktami zgrzania blach. Zbyt mała odległość powoduje, że prąd przeznaczony do zgrzania elementów częściowo przepływa poprzez sąsiednia zgrzeinę powodują osłabienie nowo wykonywanego połączenia.

Rys. Zbyt mała odległość pomiędzy punktami zgrzewania powoduje osłabienie wykonywanej spoiny. (GYS)

 

 

 

 

 

Zalecana odległość pomiędzy dwoma zgrzeinami punktowymi nie powinna być mniejsza niż 20mm lub czterokrotność średnicy zgrzewu. Standardowo zakłada się wykonywanie zgrzein w odledłościach co ok. 25mm.

 

Dodatkowe funkcje

Informatyka i komputeryzacja wkracza również do warsztatów blacharskich. Niektóre zgrzewarki inwerterowe posiadają wbudowany czytnik kart pamięci SD. Na karcie pamięci zapisywane są wszystkie parametry wykony wach zgrzein oraz data i godzina ich wykonania. Do obróbki zapisanych danych służy program dostarczony wraz ze zgrzewarką. Na karcie pamięci znajdują się również pliki sterujące oraz językowe.

Fot.  Czytnik kart pamięci SD. (GYS)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Zgrzewarka inwertorowa o odpowiednich parametrach oraz funkcjach pracy staje się niezbędnym wyposażeniem każdego warsztatu blacharskiego, który naprawia współczesne samochody.

 

 

Spawanie MIG/MAG i TIG.

Spawanie elektryczne polega na wykorzystaniu łuku spawalniczego do łączenie dwóch elementów. Łuk spawalniczy jest to silne wyładowanie elektryczne, które występuje w środowisku otaczającym dwie elektrody podłączone do obwodu prądu spawania. Przedmiot spawany stanowi jedną z elektrod natomiast stanowi elektroda związania z urządzeniem spawalniczym (najczęściej elektroda topliwa). Elektrodą topliwą w procesie spawania metodą MIG/MAG jest drut stalowy elektrodowy. Metoda spawalnicza MIG/MAG w osłonie gazu jest obecnie najczęściej stosowaną technologią łączenia blach karoseryjnych w warsztatach blacharskich.

 

Rys. Prowadzenie uchwytu spawalniczego. (GYS-HERKULES)

 

 

 

 

 

 

 

 

Spawanie blach stalowych MAG

Spawanie elektryczne blach stalowych odbywa się osłonie gazu czynnego Co2 (dwutlenku węgla) Lu mieszanki Co2 z argonem. związania z urządzeniem spawalniczym (najczęściej elektroda topliwa).

Co oznacza MIG/MAG?

W kontaktach z praktykami z warsztatów blacharskich można zauważyć, że nie bardzo wiedzą co oznaczają skróty MIG a co MAG. Często nawet spotyka się określenie: „MIGOMAG” lub co gorsza: „MIGOMAT”. Zatem przyda się kilka słów wyjaśnienia. Skróty te oznaczają rodzaj gazu ochronnego jaki jest stosowany w procesie spawania. Stosuje się dwa rodzaje gazu: aktywne czyli Co2, H2, O2, N2 i NO oraz obojętne czyli argon i hel. Podsumowując:

1. MAG- spawanie w osłonie gazów aktywnych (np. Co2),

2. MIG- spawanie w osłonie gazów obojętnych (np. argon)

Elektrodą topliwą w procesie spawania metodą MIG/MAG jest drut stalowy elektrodowy. Metoda spawalnicza MIG/MAG (rys.) w osłonie gazu aktywnego (np. Co2) jest obecnie najczęściej stosowaną technologią łączenia blach karoseryjnych w warsztatach blacharskich. Jedną z podstawowych zalet stosowania osłony Co2 jest uzyskiwanie w procesie spawania gładkiej spoiny uspokojonej nie wykazującej nadmiernej porowatości. Przy zastosowaniu technologii MIG/MAG zajarzenie łuku spawalniczego powodowane może być samoczynnie  (bezkontaktowo) lub na zasadzie zwarcia elektrody urządzenia z przedmiotem. Technologia ta pozwala na spawanie poprzez układanie spoin ciągłych oraz punktowych co umożliwia zastąpienie zgrzewania przy łączeniu blach karoseryjnych. Wszystkie urządzenia spawalnicze MIG/MAG posiadają możliwość płynnej regulacji wartości prądu spawania. Zwykle jest to zakres oscylujący w granicach 250 A. Przy naprawach blacharskich karoserii samochodów osobowych stosuje się zwykle drut spawalniczy o średnicach od 0,6 do 1,2 mm. Urządzenia MIG/MAG posiadają również możliwość płynnej regulacji prędkości przesuwania się (podawania) drutu spawalniczego. Przy pracach blacharskich wynosi ona zwykle od 0,8 do 1,2 m/min. Współcześnie produkowane półautomaty spawalnicze MIG/MAG są wyposażone  w dodatkowy moduł do cięcia plazmą. Bardzo ważną cechą zastosowania technologii cięcia plazmą jest rozgrzewanie  materiału zaledwie w obrębie do 1,5 mm od miejsca cięcia.

Otwory te wykonuje się technologia wiercenia lub wykrawania przy pomocy specjalnego przyrządu tzw. dziurkarki. Spawanie przy zastosowaniu otworów technologicznych polega na wypełnieniu wykonanych otworów spoiną.

 

 

 

 

 

 

 

Rys. Spawanie punktowe imitujące zgrzewanie blach.

 

 

 

 

 

 

 

Fot. Dziurkarko-falcarka do przygotowywania łączonych elementów. (fot. EZ-DENT)

Po wykonaniu spoin i zeszlifowaniu nadmiaru spoiwa z górnej części łączonych elementów spoiny wykonane w ten sposób przypominają połączenia wykonane metodą zgrzewania punktowego.

 

Spawanie blach aluminiowych (MIG)

Proces spawania blach aluminiowych jest zbliżony do spawania elementów stalowych. Należy zastosować gaz obojętny jako osłonę procesu spawania. Najlepiej funkcję tą spełnia argon bez domieszek. W tyj miejscu należy przypomnieć o specyficznych własnościach stopów aluminium opisanych w części dotyczącej napraw elementów aluminiowych. Dotyczy to głownie podgrzania elementów przed spawaniem. W przypadku gdy element nie zostanie wcześniej podgrzany początkowe fragmenty spoiny będą złej jakości. Stopniowo jak element będzie się rozgrzewał jakość spoiny poprawi się. Jako drut spawalniczy stosuje się najczęściej AlSi5. Jest to drut z domieszka krzemu, która zwiększa jego twardość co ułatwia przemieszczanie się w układzie spawarki oraz gwarantuje odpowiednią jakość spoiny. Odpowiednia sztywność drutu jest niezbędna po to aby zapobiegać plątaniu się i blokowaniu w tunelu prowadzącym. Do spawania aluminium można stosować wszelkich urządzeń spawalniczych MIG pod warunkiem, ze są przystosowane do tej funkcji. Podstawowy warunek to odpowiedni uchwyt spawalniczy z przewodem wyposażonym w tunel teflonowy o odpowiedniej średnicy. Średnica tunelu powinna być nieco większa niż nominalna średnica drutu spawalniczego. Ma to na celu uzyskanie odpowiedniej płynności podawania drutu podczas procesu spawania. Należy poza tym pamiętać, ze z powodu bardzo dobrego przewodnictwa ciepła przy spawaniu aluminium należy stosować nieco wyższe wartości prądu spawania.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fot. Spawarka do aluminium i stali DUOGYS auto (GYS)

 

Spawanie blach aluminiowych (TIG)

Metoda TIG jest przede wszystkim stosowana w procesie spawania stali wysokostopowych, aluminium i stopów aluminium. Technologia spawania metodą TIG w serwisach samochodowych ma częściowe zastosowanie w naprawach blacharskich oraz naprawach układów klimatyzacji. Zminiaturyzowane urządzenia inwertorowe pod względem mobilności wygrały konkurencję ze źródłami prądu spawania do spawania elektrodami otulonymi. W metodzie tej łuk elektryczny wytwarzany jest pomiędzy wolframową elektrodą nietopliwą a materiałem spawanym. Jeziorko spawalnicze osłaniane jest atmosferą ochronną, zazwyczaj jest to czysty argon. Zapalenie łuku odbywa się dwoma metodami. Metodą dotykową poprzez dotknięcie elektrodą wolframową do elementu spawanego oraz jej podniesienie na wysokość kilku milimetrów, lub metodą bezdotykową z wykorzystaniem jonizatora. Połączenie spawane może być wykonywane bez materiału dodatkowego, poprzez wymieszanie się nadtopionych brzegów elementów łączonych, lub z udziałem materiału dodatkowego w postaci pręta dokładanego do jeziorka spawalniczego.

 

Do zalet spawania metodą TIG należą:


• łatwość obserwacji strefy spawania umożliwiająca prawidłowe kształtowanie spoiny,
• tworzenie się znikomej ilości tlenków i tzw. żużla,
• dobra jakość połączeń z zachowaniem stosunkowo dużej wydajności procesu spawania,

• łatwe uzyskiwanie szczelnych połączeń.

 

Lutospawanie MIG.

Powodem stosowania w budowie karoserii technologii lutospawania są zasadnicze zmiany materiałowe. Jak już wcześniej zostało zaznaczone obecnie elementy karoserii wykonywane są z wysokogatunkowych stali stopowych o znacznie mniejszej grubości niż dotychczas. Zwiększa to między innymi podatność blach karoseryjnych na niepożądane odkształcenia w wyniku działania zbyt wysokich temperatur. Poza tym elementy wykonane według współczesnych technologii tracą swoje parametry podczas poddawania ich zbyt wysokiej temperaturze. Temperatura lutospawania to zaledwie połowowa temperatury spawania drutem stalowym i zwykle nie przekracza 1000°C. Takie obniżenie temperatury łączenia elementów karoseryjnych chroni z powodzeniem strukturę stali przed uszkodzeniem. Zmniejsza również ryzyko odkształceń oraz nie powoduje uszkadzania powłok ochronnych (np. cynkowych).

Rys.  Wykres obrazujący spadek wytrzymałości przy wzroście temperatury spawania. Lutospawanie wypada bardzo dobrze ponieważ wykonywane jest w temperaturze poniżej 1000 stopni Celsjusza. (GYS-HERKULES)

 

 

 

 

 

 

 

 

Często pojawiają się pytania na temat wytrzymałości połączeń wykonanych techniką lutospawania. Na Politechnice Wrocławskiej przeprowadzono dokładne badania porównawcze różnego rodzaju połączeń blach wysokogatunkowych. Wyniki badań obrazuje precyzyjnie wykres.

Rys.  Wykres obrazujący porównanie  wytrzymałości na ścinanie różnych rodzajów połączeń. Lutospawanie wypada bardzo dobrze. (Politechnika Wrocławska)

 

 

 

 

 

 

Czym się różni lutospawanie od spawania tradycyjnego?

Podstawową różnicą jest sposób wykonywania połączenia. W przypadku spawania tradycyjnego materiał łączony ulega częściowemu nadtopieniu, a połączenie powstaje przez dodanie stopionego spoiwa. W przypadku lutowania  twardego spoiwo jest nakładane w miejsce spajania, a materiał łączony nie ulega nadtopieniu. Jest to analogia do lutowania miękkiego stopami cyny stosowanego np. w dekarstwie lub elektronice. Do osłony podczas spawania tradycyjnego drutem stalowym zwykle stosuje się gaz aktywny bez domieszek (Co2), natomiast do lutospawania konieczne jest zastosowanie gazu obojętnego (argonu).

Podstawowe zalety połączeń lutospawanych:

– zmniejszenie ubytków topnienia powłoki,

– łatwa obróbka mechaniczna spoiny,

– zmniejszenie strefy podgrzania,

– zmniejszenie występowania odprysków.

 

Bogusław Raatz

br@herkules-sc.pl

Wybrane publikacje

AUTO MOTO SERWIS
1.Badania samochodów powypadkowych
2.Karoseria współczesnego samochodu
3.Łączenie elementów karoserii – lutowanie MIG
4.Panelowe naprawy blacharskie
5.Spotery
6.Panelowe naprawy blacharskie. Elementy technologii.
7.Łączenie elementów karoserii-zgrzewanie
8.Zamiast wstępu.
9.PDR – technologia dla wtajemniczonych
10.NAPRAWY POWYPADKOWE POJAZDÓW UŻYTKOWYCH
11.„ŻYWY WARSZTAT” AUTOSALON & AUTOSERWIS 2009

AUTO EXPERT
1.Badania pojazdów powypadkowych

LAKIERNIK
1.Naprawa elementów nowoczesnego nadwozia cz. II
2.Organizacja warsztatu blacharskiego cz. III
3.Podstawy pomiaru geometrii układu jezdnego cz.III
4.Systemy do pomiaru karoserii samochodowych cz. V
5.Problemy z rozliczaniem szkód komunikacyjnych
6.Problemy z rozliczaniem szkód komunikacyjnych
7.Nowoczesne nadwozie
8.PANELOWE NAPRAWY BLACHARSKIE
9.Rynek napraw blacharskich
10.TTM 2007
11.KONSTRUKCJA I ODSZKAŁCENIA POWYPADKOWE KAROSERII
12.AUTOSALON & AUTOSERWIS W KATOWICACH
13. KONWENCJA POLSKICH DEALERÓW SAMOCHODÓW
14.SPOTTERY- NARZĘDZIA WSPÓŁCZESNEGO BLACHARZA
15.TAILORED BLANKS
16.Konstrukcja o odkształcenia karoserii
17.Technologia panelowej naprawy karoserii
18.Nowoczesne systemy napraw powypadkowych
19. Szkolenia dla blacharzy
20.Niezbędnik blacharza
21.Smart repair
22.Naprawa pojazdów użytkowych
23.Zgrzewanie blach karoseryjnych
24. Z technologią na ty
25.Tendencje w konstrukcji karoserii samochodowych
26.Lutospawanie
27.Naprawa karoserii z uszkodzonymi punktami kontrolnymi
28.Naprawa profili zamkniętych
29.Naprawy panelowe cd
30.Naprawa konstrukcji ramowych
31.Szkolenia dla rzeczoznawców
32.Pomiar i symulacja kształtu karoserii
33.Tailored blanks
34.Współczesny blacharz samochodowych
35.Regulacja pistoletów natryskowych
36.Naprawa poszycia karoserii
37.Naprawa elementów z tworzyw sztucznych
38. Powietrze w lakierni

39.Wymiana i łączenie elementów karoserii
40.Naprawy powypadkowe konstrukcji ramowych
41. Diagnostyka karoserii a układ jezdny pojazdu
42. Aplikacja i suszenie lakieru
43. Aluminium w warsztacie blacharskim
44. Lakierowanie tworzyw sztucznych
45. Naprawa elementów z tworzyw sztucznych

46. Jak działa B2B?
WARSZTAT BLACHARSKO-LAKIERNICZY
1.Systemy do pomiaru i naprawy karoserii (2)

AUTONAPRAWA
1.Naprawa pojazdów użytkowych

2.Panelowe naprawy blacharskie

 

 

Naprawy poszycia karoserii

NAPRAWY POSZYCIA KAROSERII

Jedną z podstawowych czynności wykonywanych podczas współczesnych napraw blacharskich jest wymiana uszkodzonych elementów karoserii. Często zdarza się jednak tak, że wymiana nie jest konieczna lub była by znacznie bardziej kosztowna niż naprawa uszkodzonego elementu. W wyniku zastosowania różnych materiałów niektóre elementy podlegają naprawom blacharskim (w tradycyjnym rozumieniu), niektóre wymagają zastosowania nowoczesnej technologii, np. łączenia, natomiast pewne elementy podlegają wyłącznie wymianie.

Wymianie podlegają zwykle profilowane elementy wykonane ze stali o podwyższonej wytrzymałości oraz stopów metali lekkich (np. aluminium) oraz bezwzględnie wszystkie elementy, których podstawowym zadaniem jest pochłanianie energii uderzenia. Bardzo poważnym błędem popełnianym podczas napraw blacharskich elementów wykonanych z blach o podwyższonej wytrzymałości jest obróbka poprzez ich podgrzewanie. W wyniku intensywnego podgrzewania blacha o podwyższonej wytrzymałości traci bezpowrotnie własności uzyskane w starannym procesie produkcji, a co za tym idzie zmienia na niekorzyść założone parametry wytrzymałościowe elementu. Dotyczy to w szczególności elementów karoserii zbudowanych jako profile zamknięte stanowiące złożone i drogie konstrukcje takie jak np. drzwi, maski, pokrywy bagażnika, słupki itp. Naprawa blacharska elementu karoserii ma dwa główne cele:

 

1. Przywrócenie pierwotnego wyglądu.

2. Przywrócenie pierwotnych własności mechanicznych.

 

Zwykle łatwiej spełnić pierwszy warunek tj. przywrócić pierwotny wygląd elementu karoserii. Spełnienie zaś drugiego warunku w warsztacie blacharskim przychodzi znacznie trudniej niż pierwszego, a całkowite zachowanie pierwotnych własności mechanicznych elementu jest z oczywistych względów niemożliwe.

Technologie usuwania wgnieceń w karoserii można podzielić na dwa rodzaje:

 

-wypychanie od wewnątrz,

-wyciąganie z zewnątrz.

W przypadku pierwszej z metod konieczne jest dokonanie demontażu elementów samochodu utrudniających dostęp do uszkodzonego miejsca. Jest to zwykle tapicerka. Czynność ta jest pracochłonna, czasochłonna i niesie ze sobą ryzyko uszkodzenia elementów mocujących jak i samego poszycia. Poza tym poprzez stosowanie klepadeł i młotków najczęściej powoduje się powstanie nadmiaru blachy w miejscu naprawy spowodowane niepożądanym wydłużeniem blachy. Ryzyko powstania tego efektu można zmniejszyć rozklepując blachę w naprawianym miejscu na większej powierzchni wokół wgniecenia. Opisane w tej części poradnika technologie noszą znamiona nowoczesności ale podstawowe zasady pozostają niezmienne. Należą do nich np. prostowanie mechaniczne poprzez tzw. klepanie, prostowanie blach stalowych oraz aluminiowych poprzez ich podgrzewanie i schładzanie oraz technika mieszana zwana prostowaniem mechaniczno-termicznym. Większość obecnie stosowanych narzędzia  blacharskich to urządzenia elektryczne zwykle sterowane mikroprocesorowo, a praca przy ich zastosowaniu polega zwykle na przygrzewaniu elementu mocującego, który służy jako uchwyt do wyciągania wgniecenia. Wyciąga odbywa się przy zastosowaniu różnych przyrządów np. młotka bezwładnościowego czy też wyciągarek dźwigniowych lub pneumatycznych. Najbardziej popularną metodą usuwania wgnieceń profili zamkniętych jest stosowanie zgrzewarki tzw. gwiazdek,  zintegrowanej z młotkiem bezwładnościowym. Urządzenia przeznaczone do prowadzenia tego typu napraw to spotery blacharskie. Umożliwiają one prowadzenie napraw panelowych karoserii przy maksymalnym zachowaniu własności mechanicznych elementów. Powodują znikome szkody zewnętrzne , a niskie optymalnie dobierane parametrów pracy powoduje iż blacha się nie przegrzewa. Najczęściej wykonuje się naprawy podczas których konieczne jest usunięcie części lakieru lub powłoka lakierowa ulega uszkodzeniu w procesie prostowania. W przypadku nowoczesnych karoserii samochodowych naprawa profili zamkniętych takich jak słupki, maski drzwi i inne wymaga również zastosowania innych metod niż dotychczas. Wynika to zarówno z zastosowanych do budowy nadwozia samochodowego materiałów konstrukcyjnych jak i powłok galwanicznych. Oferowane są różne narzędzia oraz zestawy czy też systemy naprawcze przeznaczone do prowadzenia prac związanych z usuwaniem uszkodzeń profili zamkniętych. Większość tych narzędzi oparta jest na metodzie „push and pull” czyli „pchaj i ciągnij”. Co daje zastosowanie „push and pull”? Oto kilka niewątpliwych zalet przemawiających za stosowaniem tej metody naprawy:

  1. Pozwala na naprawę elementów, które do tej pory podlegały wyłącznie wymianie.
  2. Znacznie skraca czas naprawy.
  3. Umożliwia stosowanie technik klejowych oraz naprawę elementów z aluminium.
  4. Niska cena narzędzi w stosunku do uzyskiwanych efektów.

 

Niekiedy udaję się usunąć drobne uszkodzenia poszycia karoserii bez zastosowania metod ingerujących w powłokę lakierniczą. Niestety w praktyce zwykle konieczne jest jednak ponowne lakierowanie naprawianego elementu. Poniżej opisany został proces technologiczny naprawy uszkodzonej karoserii z zastosowanie technologii wyciągania. Po przeprowadzonej w ten sposób naprawie element wymaga naprawy lakierniczej.

 

 

PROCES TECHNOLOGICZNY NAPRAWY (Strong Puller, Easy Puller)

Do naprawy zastosowano technologię polegającą na przygrzewaniu serii bitów naprawczych pozwalających na wyciąganie uszkodzonej blachy.

Proces naprawy panelowej z zastosowaniem najnowszych technologii:

  • ocena uszkodzenia oraz oczyszczenie z powłok lakierowych (1-3),
  • zamocowanie masy (4),
  • przygrzanie serii bitów oraz umieszczenie cięgna (5-7)
  • proces ciągnięcia Strong Pullerem (8-10),
  • odprężenie blachy młotkami aluminiowymi (11),
  • usunięcie bitów (12),
  • wstępna ocena naprawy (13)
  • prace wykończeniowe młotkiem udarowym (14-15),
  • prace wykończeniowe Easy Pullerem (16-17),
  • obkurczanie blachy elektrodą miedzianą oraz węglową (18-19).

Technologia naprawy panelowej w niektórych przypadkach jest jedyną metodą naprawy panelu karoserii. Dotyczy to zwykle tylnego błotnika występującego często jako część  ściany bocznej karoserii. Warto pamiętać, że zbyt duży prąd zgrzewania może spowodować trwałe uszkodzenie blachy nie zapewniając przy tym lepszych efektów pracy. Zawsze wykonaj próbę przygrzewania przy mniejszym prądzie stopniowo zwiększając jego wielkość Az do uzyskania zadawalających efektów. W przypadku dobrania optymalnych parametrów pracy spotera blacharskiego można uzyskać bardzo dobre efekty naprawy bez nadmiernego uszkodzenia struktury karoserii.

 

Bogusław Raatz