Учитывая разнообразие применяемых материалов при производстве кузова в настоящее время используется ряд других, альтернативных сварке соединений.
В кузовостроении используются следующие типы соединений.
Резьбовые соединения. Преимуществом резьбовых соединений являются минимальные затраты и удобство выполнения работ при ремонте или замене соединяемых деталей. С другой стороны, достичь требуемых на
сегодняшний день уровней жёсткости несущего кузова с помощью резьбовых соединений практически невозможно, так как сегодняшний кузов должен обладать исключительно высокой жёсткостью. Резьбовые соединения могут найти в нём лишь ограниченное применение. Поэтому резьбовые соединения применяются прежде всего там, где они не могут негативно повлиять на несущую способность каркаса кузова. Кроме того, резьбовые соединения широко применяются для крепления навесных деталей кузова. Резьбовые соединения применяются для крепления крыльев к кузову (рис. 2.118), крепления поперечной балки переднего бампера к лонжеронам.
а, в – резьбовое соединение; б – пример применения резьбового соединения; 1 – левое переднее крыло
Соединение штамповочными заклёпками. При соединении штамповочными заклёпками наполовину полая заклёпка продавливается с помощью специального инструмента через верхний металлический лист (рис. 2.119). Нижний металлический лист не пробивается заклёпкой насквозь, а только деформируется. Полый стержень заклёпки расходится в стороны и образует своего рода головку, прижимающую нижний лист к верхнему. Штамповочные заклёпки изготавливаются из стали.
а – первоначальное состояние; б – конечное состояние; 1 – клепочный инструмент (нижняя часть); 2 – соединяемые металлические листы; 3 – полая заклепка; 4 – клепочный инструмент (верхняя часть часть)
Преимущества данного способа: не требуется предварительное высверливание отверстий; нижний лист не пробивается насквозь; более высокая прочность и меньший расход энергии по сравнению с точечной сваркой.
Склёпывание. Склёпывание применяется для соединения только простых, не несущих деталей, поскольку прочность такого соединения ограничена. Для соединения склёпыванием не требуется самих заклёпок. В месте
соединения пресс-штемпель вдавливает оба металлических листа в матрицу (рис. 2.120). За счёт вдавливания верхнего листа в нижний и расплющивания его там образуется силовое и геометрическое соединение.
Преимущества данного способа: быстрое и чистое соединение; низкие затраты. Если соединяются листы двух различных материалов, то для предотвращения электрохимической коррозии необходимо гальваническое нанесение изолирующего покрытия.
а – первоначальное состояние; б – конечное состояние; 1 – матрица; 2 – соединяемые металлические листы; 3 – пресс-штемпель
Глухие заклёпки. Глухие заклёпки можно устанавливать в местах, доступ к которым есть только, с одной стороны. Вытяжная заклёпка состоит из гильзы и вытяжного стержня (рис. 2.121). Вытяжная заклёпка зажимается в специальных
клещах для вытяжных заклёпок и так вставляется в отверстия двух соединяемых деталей. После этого стержень заклёпки вытягивается клещами. Головка вытягиваемого стержня деформирует гильзу, формируя тем самым головку заклёпки с обратной стороны. После этого стержень отрывается в предназначенном для этого месте. Клещи с отделившейся частью стержня снимаются.
а – первоначальное состояние; б – вытягивание и отрыв; в – конечное состояние; 1 – соединяемые металлические детали; 2 – заклепка; 3 – клещи; 4 – стержень
Склейка (рис. 122). Склейка — это способ соединения материалов, при котором детали соединяются с помощью клея. Проблемы, возникающие при вваривании новых деталей внешней облицовки автомобильного кузова, с одной стороны, обусловлены необходимостью выполнения последующей трудоемкой обработки сварных швов. С другой стороны, воздействие высокой температуры вызывает коробление тонкого кузовного листа. Эти проблемы усугубляются, если для изготовления элементов внешней обшивки кузова используется листовой материал из высокопрочной стали, обладающий еще меньшей толщиной. Указанные обстоятельства, а также перспектива дальнейшего совершенствования конструкции кузовов требуют разработки иных способов крепления деталей наружной обшивки, нежели обычная сварка.
В автомобилестроении уже нашли применение «сэндвичевые» материалы, представляющие собой композиции из полимерной сердцевины, облицованной с обеих сторон тонкой металлической фольгой (кузова жилых автомобилей). Все вышесказанное явилось импульсом для более широкого использования процесса склеивания при восстановлении кузовов.
В настоящее время этот способ усовершенствован настолько, что по трудозатратам способен конкурировать с обычной сваркой. Явные преимущества склеивания по сравнению со сваркой заключаются в следующем:
• минимальный объем работ при послеремонтной обработке поверхности;
• отсутствие необходимости удалять пожароопасные материалы из восстанавливаемой зоны;
• более благоприятные антикоррозионные свойства в восстанавливаемой зоне.
Склеивание используется не только для соединения деталей кузова. Оно может применяться: для герметизации области швов от проникновения влаги или других сред, вызывающих коррозию; для соединения различных материалов, например, стальной лист и пластмасса; для гашения вибраций и шумов; для обеспечения газо или водонепроницаемости; для повышения жёсткости деталей и конструкций; для предотвращения электрохимической и щелевой коррозии; для соединений с малым короблением за счёт уменьшения термических нагрузок.
Прочность клеевых соединений может даже превосходить прочность, например, контактной сварки.
Более подробно технология склеивания различных деталей кузова будет рассмотрена в разделе ремонт кузова.
Наряду с изготовленными из алюминия литыми деталями, прессованными профилями и листовыми деталями на некоторых конструкциях кузова, например, Audi TT Coupe, используются стальные и аллюминиевые кузовные детали, которые в совокупности и образуют структуру кузова (рис. 2.123).
Благодаря применению стальных кузовных элементов в задней части автомобиля достигается оптимальная развесовка по осям. Проблемой при изготовлении таких кузовов является соединение изготовленной из листовой стали задней части автомобиля с алюминиевыми деталями кузова. К соединениям алюминиевых и стальных узлов кузова предъявляются высокие требования по прочности и антикоррозийной защите. Термические методы соединений, как например, сварка MIG, здесь неприменимы, поскольку этим способом нельзя создать соединения, обладающие соответствующей статической и динамической прочностью и не служащие источником контактной коррозии. Чтобы удовлетворить поставленным требованиям, используются нетермические методы соединений, как например, заклепки со специальным покрытием и специальные болты в комбинации со склеиванием (рис. 2.124).
1 – клей; 2 – заклепка; 3 – болт
Если не произвести антикоррозионную защиту на местах соединений алюминия и оцинкованной стали (в данном случае уплотнение фланца) места соединений будут подвержены массивной контактной коррозии (рис. 2.125, а).
а – без обработки клеящим веществом; б – с обработкой клеящим веществом
Основой антикоррозийной защиты на местах соединений алюминия и оцинкованной стали, подверженных коррозии, является использование клеящих веществ на кузовных деталях. Благодаря этому создается изолирующий слой, препятствующий возникновению коррозийных процессов в месте контакта (рис. 2.125, б). Дополнительно все разнородные соединения после катафорезного погружного окрашивания покрываются обрабатываются воском
Изоляция между стальным каркасом кузова и алюминиевыми крыльями осуществляться также применением изоляционных пленок, наличием дистанционных выступов на панели крыла (рис. 2.126, а), отбортовкой в зоне стойки кузова (рис. 2.126, б).
а – наличие дистанционных выступов и изоляционной пленки; б – отбортовка; 1 – дистанционный выступ; 2 – винт; 3 – шайба; 4, 10 – крыло; 5 – изоляционная пленка; 6 – каркас кузова; 7 – стойка кузова; 8 – воздушный зазор; 9 – отбортовка
Контрольные вопросы к подразделу 2.11
1. В чем заключается суть метода обработки давлением при изготовлении кузова?
2. Назовите основные технологии соединения деталей кузова современных автомобилей.
3. Назовите основное оборудование, применяемое при газовой сварке и технологию проведения сварочных работ.
4. Назовите основное оборудование, применяемое при электродуговой сварке и технологию проведения сварочных работ.
5. Назовите основное оборудование, применяемое при полуавтоматической электродуговой сварке в среде защитного газа и технологию проведения сварочных работ.
6. Назовите основное оборудование, применяемое при аргонно-дуговой сварке и технологию проведения сварочных работ.
7. Назовите основное оборудование, применяемое при контактной сварке и технологию проведения сварочных работ.
8. Назовите основное оборудование, применяемое при лазерной сварке и технологию проведения сварочных работ.
9. Назовите основное оборудование, применяемое при пайке и технологию проведения сварочных работ.