第四节  车身部件非焊接连接

车身在设计时为制造或维修方便,减少工作时间,节约成本,因地制宜地采用不同的工艺方法连接车身部件,车身部件的连接方式分为可拆连接和不可拆连接两种。前面学习的焊接是不可拆连接,本节将介绍卡扣连接和螺纹连接两种可拆连接,以及铆接和粘接两种不可拆连接。

一、车门内饰及保险杠拆装

1.车身部件可拆连接方式

汽车包括车身,安装了发动机等功能组件,内饰和外饰零件,如门板内饰、保险杠、大灯等。内饰和外饰零件由于在维修中经常需要拆装,所以选用一些螺钉及卡扣等快速可拆的连接方式。

(1)螺栓螺母 螺栓、螺母用于受重力及作用力影响的部位。螺栓直径、强度和紧固扭矩值取决于零件的重量和承受的作用力,其紧固的时候扭矩值要参考维修手册。如图1-4-1所示。

图1-4-1 螺栓

(2)螺钉 用于连接不会受到较大作用力的部位,如内部/外部树脂、零件和开关等。自攻螺钉尖锐锋利,因此使用错误的自攻螺钉可能会损坏材料或线束。如图1-4-2所示。

图1-4-2 螺钉

(3)卡扣 用于不受作用力且注重外观的部位,卡扣类型多样且拆卸和安装方法各异。如果强行拆下,则可能会损坏卡扣且不能重复使用。如图1-4-3所示。

图1-4-3 卡扣

(4)连接器 用于连接功能零件和内饰/外饰零件的线束。连接器类型多样且拆卸和更换方法各异,如果强行拆下,则可能会损坏线束且不能重复使用。如图1-4-4所示。

图1-4-4 连接器

2.车身部件可拆连接的拆装方法

卡扣起子和护板/护条专用工具。如图1-4-5所示。

图1-4-5 卡扣起子和护板/护条专用工具

(1)常用内饰等零件上的卡扣拆装 用在内饰等零件上,如前盖隔热垫的卡扣,看准角度,使用卡扣起子拆下卡扣。装的时候看准孔,轻轻用力按进去即可。如图1-4-6所示。

图1-4-6 内饰等零件上的卡扣拆装

如果卡扣周边无凹槽,中央分体式,那么此类卡扣拆的时候要先按下卡扣中央, 以松开卡扣锁扣,然后使用卡扣起子拆下卡扣。装的时候取下状态装进去,再把中央推出来。如图1-4-7所示。

图1-4-7 周边无凹槽的卡扣拆装

如果中间有十字螺钉,使用螺丝刀松开卡扣中央螺钉,以松开卡扣锁扣,然后使用卡扣起子拆下卡扣。装的时候取下状态装进去,然后把中央螺钉拧紧。如图1-4-8所示。

图1-4-8 中间有十字螺钉的卡扣拆装

(2)常用外饰等零件上的卡扣拆装 用在外饰等零件上的卡扣,比如前后保险杠等,此类卡扣拆的时候要先向上拉动卡扣中央,以松开卡扣锁扣,然后使用卡扣起子拆下卡扣。装的时候取下状态装进去,然后把中间压下。如图1-4-9所示。

图1-4-9 常用外饰等零件上的卡扣拆装

(3)内饰锁止片拆装 升降开关、仪表盘位置处常用锁止片。拆的时候先确认锁止片的位置,使用护板/护条专用工具插入锁止片的位置,以将其拆下。装的时候对准锁止片的孔,压入即可。如图1-4-10所示。

图1-4-10 内饰锁止片拆装

(4)管线卡扣拆装 用于固定线束和管的管线卡扣,拆卸前,靠较直的卡脚侧把管线从卡扣中拆除。装的时候把管线卡进即可。如图1-4-11所示。

图1-4-11 管线卡扣拆装

用于固定线束等卡扣,拆的时候先使用钳子捏住卡扣的锁止部位,以松开锁扣,在钳子捏住的同时,向外推动卡扣。装的时候,对准孔推进去卡住即可。如图1-4-12所示。

图1-4-12 固定线束等卡扣拆装

(5)连接器的拆装 连接器由正、负两极组成,用平头螺丝刀或手指固定卡钩并松开,然后分离连接器, 用于空气囊的连接器有两个卡钩。因此,松开每个卡钩以分离连接器。连接器的正、负两极由锁止片固定,插入锁止片时,不要晃动连接器,向连接器持续施加压力直至锁止,然后检查并确认连接器的两半牢固接合。如图1-4-13所示。

图1-4-13 连接器的拆装

车门内饰及保险杠拆装操作示范

1. 安全防护用品

工作帽、工作服、安全鞋、棉手套。

2. 准备工作

工具车、维修手册、专用工具(卡扣起子、内饰拆卸塑料板、胶带纸、水盆、零件收集盒)、抹布。

3.操作步骤

(1)查看维修手册,确定门板内饰/前、后保险杠的固定螺钉、卡扣的数量和形式,及拆装的顺序。如图1-4-14所示。

图1-4-14 维修手册参考信息

(2)断电,对工具和待拆装部位相接触零件的边缘进行贴胶带保护,防止在拆卸过程中划伤部件边缘。如图1-4-15所示。

图1-4-15 边缘保护

(3)选用合适工具拆卸门板内饰/前、后保险杠。(本操作仅作示意,具体需详细阅读对应车型车辆维修手册)

(4)根据维修手册说明顺序,依次拆解螺栓,螺钉,卡扣等紧固件,并将其归类放到收集盒内。如图1-4-16所示。

图1-4-16 门板内饰拆卸

(5)检查是否完全拆卸紧固件,如果全部拆卸完毕,则小心地拆卸门板内饰/前、后保险杠,注意观察线束和连接器等。如图1-4-17所示。

图1-4-17 检查线束和连接器

(6)拆线束和连接器等,如果有大灯清洗装置,需要拆水管,用盆接水,并注意防水以免影响用电安全。如图1-4-18所示。

图1-4-18 拆线束和连接器

(7)完全拆卸门板内饰/前、后保险杠,并妥善放置,以免刮伤。如图1-4-19所示。

图1-4-19 妥善放置保险杠

(8)安装门板内饰/前、后保险杠。

安装拆拉线和连接器等,如果有大灯清洗装置,需要安装水管。

安装门板内饰/前、后保险杠。

参照维修手册安装紧固件,如果有大灯清洗装置,加清洁水。

拆胶带,接电,检验门锁和灯等是否正常使用。

(9)工位进行5S。工收拾工具,整理工位,清扫场地,关闭电气等。

二、铆接和粘接

车牌使用螺钉偶有脱落的情况,很多车主为了避免意外,使用铆钉安装车牌照,如图1-4-20所示。铆钉属于不可拆连接,用起来安心可靠。

图1-4-20 用铆钉安装车牌照

(一)铆接

铆接是用铆钉把两个或两个以上的零、构件连接为一个整体(不可拆)的连接方法。如图1-4-21所示。

图1-4-21 铆接

铆接优点:工艺简单,其结构具有连接可靠、抗震、耐冲击、传力均匀可靠的特点;密封性差,即使铆钉涂以密封膏,其接头对水和气体都不密封;热铆时易产生氧化皮;如果在维修时必须拆卸,就应拆除并重新铆接。

与焊接相比,其缺点是:结构笨重,铆钉孔削弱被连接件截面强度,可降低15%~20%,劳动强度大,噪声大,生产率低。因此,铆接经济性和紧密性都不如焊接。

与螺栓、螺钉连接相比,铆钉连接的疲劳强度要小。大的拉伸负载能将铆钉头拉脱;剧烈的振动会使接头松弛。

按照连接板的相对位置分为搭接、对接、角接和板型结合等连接形式,见表1-4-1。

表1-4-1 常用铆接形式

1.车身上常用铆钉

铆钉类型与适用范围见表1-4-2。

表1-4-2 铆钉类型与适用范围

2.铆接工具

机动铆钉枪主要由把手、枪体、扳机和管子接头组成。枪体顶端孔内可安装各种罩模或冲头,以便进行各种铆接或冲钉工作。管子接头主要用来连接皮管,向枪体内输送压缩空气,以给铆钉枪动力进行工作,如图1-4-22所示。手动铆钉枪,如图1-4-23所示。

图1-4-22 机动铆钉枪及通用铆钉

图1-4-23 手动铆钉枪

3.铆接的几个主要影响因素

(1)铆钉直径 铆接时如铆钉直径过大,则铆钉头成形困难,且过大则超差,难以进入孔内,易使构件变形;如直径过小,则铆钉强度不足。铆钉直径的选择主要是根据构件的厚度来确定。

铆钉直径可按下列公式计算:

式中 d——铆钉直径,mm;

t——被铆工件的厚度,mm。

(2)铆钉杆长度 铆接时,若铆钉杆过长,铆成的钉头就过大或过高,而且在铆接过程中容易使钉杆弯曲;若钉杆过短,则铆钉头不足(过小),而影响铆接强度或刻伤板料。铆钉钉杆的长度一般是根据被铆接件的总厚度、铆钉直径和铆接工艺等因素来确定的。

(3)铆钉孔径 铆钉孔直径一般比铆钉直径稍大。在铆接时,如孔径过大,钉杆容易弯曲,影响铆接质量和铆接强度;如孔径与铆钉直径相等或过小,铆接时铆钉难以插入孔内,或者引起板料凸起和凹入,造成表面不平整,甚至因铆钉膨胀挤坏板料。

4.铆接工艺

(1)冷铆 冷铆是指在常温状态下的铆接。冷铆前,为消除硬化,提高材料的塑性,铆钉必须进行退火处理。用铆钉枪冷铆时,铆钉直径应不超过13mm。用铆接机冷铆时,铆钉最大直径应不超过25mm。手工冷铆时,先将铆钉穿过钉孔,用顶模顶住,将板料压紧后用手锤锤击镦粗钉杆,再用手锤的球形头部锤击,使其成为半球状,最后用罩模罩在钉头上沿各方向倾斜转动,并用手锤均匀锤击,这样能获得半球形铆钉头。如果锤击次数过多,材质由于冷作而硬化,将致使钉头产生裂纹。

(2)拉铆 拉铆是冷铆的另一种铆接方法。它利用手工或压缩空气作为动力,通过专用工具,使铆钉与被铆件铆合。拉铆的主要材料是抽芯铆钉,工具是风动(或手动)拉铆枪。拉铆过程就是利用拉铆枪,将抽芯铆钉的芯棒夹住,同时枪端顶住铆钉头部,依靠向后的拉力,芯棒的凸肩部分对铆钉产生压缩变形而形成钉头。同时,芯棒的缩颈处因拉断裂而被拉出。如图1-4-24所示。

图1-4-24 拉铆工艺过程

(3)热铆 铆钉经铆钉加热炉加热后的铆接称为热铆。当铆钉直径较大时,采用热铆,铆钉加热的温度取决于铆钉的材料和施铆的方式。

5.铆接常见缺陷及原因(表1-4-3)

表1-4-3 铆接常见缺陷及原因

(二)粘接

粘接是用合成高分子粘接剂把两个工件连接到一起,并使接合处获得所需连接强度的连接工艺。粘接在机械制造领域中已成为一种与焊接、机械连接并列的新型连接工艺,广泛应用于航天航空、石油化工、机械制造、电器仪表等工业生产。

1.粘接特点

粘接密封性能好,接头具有耐腐蚀和绝缘等性能,且接头应力分布均匀,耐疲劳性能好。胶接工艺简单,可实现大面积的连接,且适用性广,其应用不受材料类型的限制。与焊接相比避免了高温,可保证不降低被胶接件基本材料的性能。

然而,金属的粘接强度低于焊接,如钢件粘接接缝的抗拉强度只达30MPa,低于熔焊。粘接剂的耐热性差,使高温环境中工作的机件上应用胶接技术受到限制,而且粘接质量难以控制和检验,在使用过程中胶接层易老化,使粘接强度降低,粘接接头被破坏。

2.粘接剂的组成

粘接剂一般由粘料、固化剂、催化剂、增韧剂、增粘剂、填料、稀释剂和稳定剂等组成。粘料是主要成分,其余成分要根据粘接剂的性能和要求决定是否加入。

粘料又称胶料或基料,对粘接剂的粘接强度、耐热性、耐蚀性等性能起着决定性的作用。以动物骨皮、松香、天然橡胶等天然高分子化合物为粘料的粘接剂称为天然粘接剂,以合成高分子化合物为粘料的称为合成高分子胶接剂。

3.粘接剂的种类及应用

粘接剂的品种繁多,应用十分广泛,按其用途可分为以下四类:

(1)结构胶 结构胶主要用于受力部位的连接,如航空航天、汽车、船舶及各种机械设备的连接件。常用的品种有三种:

①酚醛-丁腈胶结构胶,可在-50~200℃下长期工作,交界的抗剪强度可达30MPa以上,韧性与耐老化性很好,但胶接工艺较复杂,固化时需加热到150℃左右。

②环氧-丁腈结构胶,不含任何溶剂,胶接强度很高,用于胶接飞机机翼的蜂窝夹层结构,性能十分良好。

③环氧树脂结构胶,因添加聚砜作增韧剂,可使抗剪强度达到40MPa以上,耐疲劳和冲击性能良好,属高强度结构胶。

(2)密封胶 可补充或替代某些固体密封件,并具有良好的密封效果,可用于平面、圆柱面、管接头、飞机与轿车挡风玻璃、车身曲线边缘等的密封。如尼龙密封胶的使用温度为-50~250℃,可用于油箱、齿轮箱、煤气管道等连接处的密封。

环氧树脂密封胶,可在200℃下长期使用,主用于高真空容器的堵漏和密封,以及激光发生器的胶接和密封等。丁腈橡胶密封胶具有良好的耐油、耐热、耐水和耐老化性能,使用温度可达250℃,当连接面间隙较大时可与固体密封件并用。

(3)修补胶 利用胶接技术对机件、容器、铸件等进行修补,如环氧树脂胶既可修补,还有胶接、密封、绝缘等功用,可修补飞机的油箱和外蒙皮等。厌氧胶在空气中有良好的流动性和渗透性,一旦隔绝空气便迅速固化,耐酸、碱、盐和水,收缩率小,密封性好,耐冲击振动,可用于浸涂铸件,修补微细孔和裂纹,以及紧固、密封和胶接等。

(4)特种胶 特种胶有导电胶、导磁胶和导热胶等。导电胶主要用于不能采用锡焊的电子设备、仪器仪表中,以及电缆接头的连接、印制线路等的修复。还有能耐1500℃高温导电胶,可胶接炼钢炉内的碳棒。导磁胶与导电胶相似,导热胶主要用于需导热或散热零件间的连接。

4.粘接工艺

粘接接头形式的设计,应尽量使胶层承受压缩力、剪切力、拉伸力的能力最大,避免剥离和不均匀扯离,尽可能增大胶接面积,以增加胶接结构承载能力。

工艺过程一般为确定部位、表面处理、涂胶、凉置、胶合、清理、固化、检验及整修等。不同的粘接条件,工艺也不尽相同。工艺选择是否恰当,直接影响胶接质量。尤其,涂胶一般应在温度为15~30℃、湿度小于70%~75%的条件下进行,胶层不宜太厚,应均匀,一般应控制在0.08~0.15mm,且掌握好固化温度、压力及时间。