浅析车身塑料件的修复工艺

1 XXXXXXX 学院 毕业设计 论文 题 目 浅析车身塑料件的修复工艺 系 分院 汽车工程系 学生姓名 学 号 专业名称 指导教师 年 月 日 XXXXXX 学院汽车工程系 分院 毕业论文任务书 姓 名专 业班 级 2 毕业设计 论文 题 目 浅析车身塑料件的修复工艺 毕业论文选题的目的与意义毕业论文选题的目的与意义 目的 塑料件在现代汽车车身上的应用越来越多 而汽车碰撞事故中一般都会对这 些塑料件造成损伤 特别是随着我国汽车保有量的快速增长 汽车的小碰擦事故越 来越多 一般都会造成塑料件的划痕 裂纹 破裂及穿孔等 因此塑料件的修复成 为车身常见的任务 意义 塑料汽车 作为一个全新的概念 正在成为现实 塑料件的修复是我们以后 应该掌握 也必须掌握的一项技术 我们应该跟上科技发展的步伐 即在学习中发 展 在发展中学习 毕业论文的资料收集情况 含指定参考资料 毕业论文的资料收集情况 含指定参考资料 1 焦建民 汽车车身修复技术 M 北京理工大学出版社 2006 年版 2 胡如夫 汽车机械基础 M 浙江大学出版社 2006 年版 3 曾鑫 汽车车身修复 M 化学工业出版社 2010 8 版 毕业论文工作进度计划毕业论文工作进度计划 2010 年 12 月 1 10 日 在指导老师的帮助下 依据所学的专业知识确立论文题目 2010 年 12 月 15 24 日 搜集论文相关资料进行初步筛选 2011 年 1 月 1 30 日 进行再次筛选 开始写论文的 2011 年 2 月 10 28 日 在老师指导下进行论文的修改 2011 年 3 月 25 日 交论文 接受任务日期接受任务日期 20102010 年年 1111 月月 8 8 日日 要求完成日期要求完成日期 20112011 年年 3 3 月月 2828 日日 学生签名 学生签名 年年 月月 日日 指导教师签名 指导教师签名 年年 月月 日日 系 分院 系 分院 主任 院长 签名 主任 院长 签名 年年 月月 日日 3 毕业论文指导教师评阅意见表 姓 名 学 号性 别 专 业 班 级 毕业论文 题 目 浅析车身塑料件的修复工艺 评 阅 意 见 成绩指导教师签字年 月 日 4 毕业论文答辩意见表 姓 名学 号性 别 专 业班 级 毕业论文 题 目 浅析车身塑料件的修复工艺 答辩时间地 点 姓 名职 称学 历从事专业 组 长 成 员 答 辩 小 组 成 员 秘 书 答 辩 小 组 意 见 答 辩 成 绩 答辩小组组长签名 年 月 日 5 浅析车身塑料件的修复工艺 姓名 摘要 塑料件在现代汽车车身上的应用越来越多 而汽车碰撞事故中一般都会对这些塑料件 造成损伤 特别是随着我国汽车保有量的快速增长 汽车的小碰擦事故越来越多 一般都会造成塑 料件的划痕 裂纹 破裂及穿孔等 因此塑料件的修复成为车身常见的任务 关键词 塑料件 修复 焊接 粘接 大多数塑料件损伤主要是通过粘接的方式进行修复的 在修复过程中 需要了 解被修复部件是什么类型的塑料 正确区分不同塑料的不同修复方法 常见的塑料 件的修复方法有两种 粘接修复和焊接修复 一 塑料件的粘接修复 粘接修复适用于大部分的塑料件损伤 如划痕和裂纹的修理 其完整的修理步 骤如图 1 1 所示 其中最后一步属于油漆工涂装修理的工作 清理损伤部位 用 80 砂轮打磨处理 大多数塑料件磨削时 正常 产生磨屑 聚烯烃 聚乙烯 及类似材 料 在磨削时融化或溶流 用 180 砂轮把边磨薄 使用黏结修理材料 涂装修理 用 180 砂轮把边磨薄 然后 使用黏结处理剂 使用黏结修理材料 涂装修理 图 1 1 完整的车身塑料件修理步骤 6 一 塑料件的热矫正 由于大多数的汽车车身塑料都具有良好的弹性和柔性 所以受到冲击 挤压 等机械损伤时 往往以弯曲 扭曲或弯扭变形共存的综合变形出现 可采用热矫正 的方法使变形得到恢复 车身防擦条 前隔栅 仪表板 电器操纵箱等多用 ABS 共聚塑料制成 这种丙 烯晴 丁二烯 苯乙烯共聚物 具有强度高 成形性好和二次加工容易等特点 为其变 形时的热矫正提供便利条件 当车身塑料件的变形与断裂并存时 应先进行热矫正 然后再按前述方法粘合 断裂 先将发生整形变形的塑料件置于 50 的烘箱内进行加热 30 分钟 然后用手将 变形恢复原状 局部小范围变形时 可用热风枪等对变形部位进行加热 如图 1 2 所示 由于热风枪存在加热不均匀的缺点 容易造成局部过热烧坏塑料件 操作时 最好在变形部位的背面烤 当塑料稍一变软就立刻进行按压 矫正 a 加热 b 矫正 图 1 2 塑料件的热矫正 对于如图 1 3 所示较大变形 应使用红外线烘干灯加热变形部位 塑料件稍一 变软 同样立即对变形部位进行按压矫正 因为面积较大 为了获得良好的外观 可以借助辅助工具如光滑的木板等 7 红外线灯加热效率高 升温快 注意控制塑料件的受热温度 一般应以 50 60 最好 最高温度不能超过 70 避免产生永久性变形 完成矫正后 应在 原处慢慢恢复到常温状态 不要采用强制冷却或过早移动 避免构件发生整体变形 图 1 3 用红外线灯加热变形部位 二 塑料件的胶粘 车身塑料部件的胶粘方法有溶剂胶粘 热熔胶粘和胶黏剂胶粘三种 对于热塑 性塑料 这三种方法都适合 而对于热固性塑料 只能用胶黏剂粘贴修复 胶粘法 简单 实用 适用面广 可以有效地修复断裂 裂缝 凹陷等缺陷 1 热固性塑料的胶粘 热固性塑料是由低分子量的线性树脂在固化剂的作用下 发生化学反应而成的 体型结构 其特点是加热不熔化 溶剂不溶解 高温碳化 且刚度好 硬度高 耐 冲击 抗蠕变和尺寸稳定 热固性塑料的修复只能采用胶粘剂法进行胶粘 热固性塑料主要用来制作保险杠 阻流板 前隔栅 轮辋罩等 其常见损伤形 式是破裂 进行胶粘时 应先将胶粘面及其周围清理干净 然后用速干胶将断口粘 起来 及时校准碎块与基础件的相对位置 常用的速干胶有如国产 SA102 520 101 405 J 58 和进口乐泰 414 等 如果碎片短缺 可从废弃的车身 8 塑料件上切补 使接口平整 无缝 无误后再用速干胶将全部断缝填满 粘牢 对于承受载荷的塑料件 除了按照上述方法粘牢外 还应在断缝背面用热熔式 胶枪将断缝填补起来 他起不到焊接塑料的作用 但具有一定的链接与加固作用 2 热塑性塑料的胶粘 热塑性塑料的分子结构属于线形或之字形 热加工时能熔化或软化 在适当的 溶剂中会膨胀或被溶解 成型过程只发生物理变化 可反复成型 其特点是即可熔 化又可溶解 多数修补方法都可适用于热塑性塑料 车身上的很多塑料件都是用热塑性塑料制成的 如车身内饰件 电器操纵箱 前后保险杠和冷暖风机壳等 其中比较有代表性的是聚丙烯 PP 塑料 其特点是 可塑性好 质量轻 耐疲劳 抗冲击能力强 丙烯和乙烯共聚合成改性橡胶 再注 入聚丙烯模塑后制作成保险杠 具有密度小 弹性好 减振性能强等优点 对于车身上热塑性件的断裂 可用胶粘剂直接进行胶粘 所使用的胶粘有 国 产的 J 11 JC 15 HY 94 705 SA102 TY201 814 FN 303 和进口乐泰 414 495 等 在裂纹背面也可以利用热熔胶枪做进一步加固 3 塑料件的修补 1 热固塑料的修补 当需要修补如图 1 4 a 所示的局部缺陷时 将环氧树脂和固化剂按 1 1 的比 例调和后 涂施于打磨好的凹陷处如图 1 4 b 所示注意不要存在气泡 蜂孔等 可 用热风枪或紫外线烘干灯等 使其在 50 的温度下干燥 30min 以上 再分别用粗 细砂纸将修补处按原型打磨平整 注意打磨过程中不能用力太猛 不能将未损伤区 域及其他塑料件擦伤 9 a 打磨 b 填补环氧树脂并修磨平整 图 1 4 局部缺陷的修补 2 热塑性塑料的修补 当车身塑料件发生缺陷性损伤时 可参照上图所示的方法先将拟修补表面用细 砂纸打磨粗糙 用环氧树脂腻子 调配方法与前相同 将缺陷修补平整 烘干固化 后再分别用粗 细砂纸按原样打磨光滑即可 有些 PP 塑料保险杠或仪表板 为改善外观和涂装性能 在其表面填加了一层橡 胶状弹性纹理 这给修补工作造成了一定难度 用上述方法修补后 需要要专门的 PP 塑料涂料对修补表面进行喷涂处理 这种新型涂料不仅能够改善二元环氧树脂与 PP 塑料的亲和性 对外观的涂装效果也远比其他涂料优越 如果属于没有进行过纹 理改进的车身塑料件发生轻度裂纹或表面划伤时 只需直接使用这种新型涂料 就 可以遮盖表面损伤 三 常见的塑料件损伤的修复 塑料的修复有划痕及裂纹修复 撕裂 穿孔修复以及结构性损伤修复 无论是 哪一种修复 都要先进行施工前的准备 穿戴好必要的劳动保护用品 包括衣帽 防毒面具 口罩 眼镜 防滑手套 乳胶手套等 还要对塑料件进行塑料鉴别 分 清塑料的类型 以确认是否使用黏结促进剂 然后对待修复塑料件及其周围的蜡 10 油脂及其他污物清除干净 经过预处理后 就可以按情况对塑料件进行修复了 1 划痕及裂纹的修复 经过预处理后 将修补部位加热到 20 左右 分别在裂纹的两侧涂抹黏结促进 剂和黏结剂 然后讲划痕或裂纹两侧迅速对好 压紧 保持 1min 后即可获得良好的 黏结效果 最后进行涂装处理 2 撕裂 穿孔的修复 撕裂 穿孔的修复比较复杂 具体的操作步骤如下 1 经过预处理后 用 36 砂轮在撕裂 穿孔的边沿开出 6 9mm 的破口 若打 磨时出现滑腻现象 说明该塑料是聚烯烃类 可以涂敷 喷涂 一层黏结促进剂 待其干燥后继续打磨 2 打磨羽状边 用 180 砂纸将裂纹或穿孔周围的面漆打磨出羽状边 注意仅 仅打磨面漆 不能打磨塑料 要求在裂纹的周围 3 4mm 内没有油漆以保证后面涂敷 的黏结剂不会站在油漆上 3 对黏结部位进行火焰处理 改善黏结性能 可用喷灯火焰在坡口处不断移 动 使坡口表面出现棕色为止 火焰处理时一定要注意 不能将塑料及油漆烤变形 或烧焦 4 用塑料清洁剂清除黏结部位背部 然后贴上带有黏结剂的铝箔胶带 将孔 完全覆盖住 目的是保证黏结剂不会从背部漏出 5 在打磨好的修理部位涂上黏结促进剂 使其全干 如果是氨基甲酸乙酯塑 料件 本步骤省略 6 在一块玻璃板上分开挤出等量的黏结剂和固化剂 注意不能直接将固化剂 挤到黏结剂上 11 7 用塑料刮板采用混合原子灰的手法将其混合 搅匀 然后尽快用刮板分两 次把混合好的黏结剂充分填充到孔洞里 动作要快 混合好的黏结剂在 2 3min 内 会固化 8 迅速清洁工具 因为黏结剂一旦固化将很难清理干净 9 固化 1h 或用烤灯在 80 下烘烤 15min 使黏结部位完全干燥 然后用 P180 砂纸或打磨块磨平表面 如图 1 5 所示 图 1 5 磨平表面 10 再次调和黏结剂 用刮板对黏结部位进行刮平整形 固化后依次用 P80 P180 P240 砂纸进行粗打磨和细打磨 若出现针孔或高低不平 可用腻 子填平 11 最后进行涂装处理 3 结构性损伤的修复 当塑料件出现较大的断裂或破裂时 其结构强度会受到影响 我们可以进行下 面的修复 1 经过预处理之后 用夹子或胶带将破损部位的正面按原有尺寸固定好 然 后用 36 砂轮对要修复部件的边缘及其背面进行打磨处理 必要时可沿裂口打出 6 9mm 宽的破口 若打磨时出现滑腻现象 要涂敷 喷涂 一层黏结促进剂 待其 12 干燥后继续打磨 2 剪下一块比破损区域大 40mm 的玻璃纤维布 然后混合足够的双份黏结剂 在打磨区域抹上约 3mm 厚的黏结剂 将玻璃纤维布覆盖在黏结剂上 用塑料刮板将 其压入黏结剂中 并使玻璃纤维布填入沟缝中 继续使用足够的黏结剂涂在纤维布 表面要求完全填充缝隙和沟槽 3 迅速清理工具 4 待黏结剂在室温下硬化约 30min 然后去除夹子或胶带 5 修理断裂部位正面 经预处理后 可重复前两步 如果没有必要 可以不 用玻璃纤维布 直接使用黏结剂填充正面 6 待黏结剂固化 1h 后 同样依次用 P80 P180 P240 砂纸进行粗打磨 和细打磨 出现针孔或高低不平 依然使用腻子填平 7 最后进行涂装处理 二 塑料件的焊接修复 塑料焊接是利用热量把塑料基料和焊条加热或单独把焊条加热至熔融状态后使 之连接在一起 需要注意的是塑料焊接只针对热塑性塑料 热固性塑料是不可焊接 的 焊接过程中 我们会用到热空气焊炬 俗称焊枪 一 焊缝形式和接头连接方式 焊缝形式通常有两种 即 V 形和 X 形 如图 2 1 所示 X 形可用于和厚度较大 焊件的焊接 此外 焊缝的角度大些 强度也可提高 塑料板开坡口形式与金属相 同 焊接接头的连接方式大致有四种 如图 2 2 所示 其中 第一种连接方法得到 的焊缝强度最高 13 二 焊缝的定位焊 用夹钳或铝质车身胶带对焊口进行定位固定 用定位焊喷嘴沿着焊口进行定位 焊 喷嘴要压紧 确保喷嘴接触到焊口的两边 而且要匀速 稳定地移动 在进行 定位焊时不要用焊条 用喷嘴在断口底部将两板同时熔化很窄的一条 溶化后两板 即焊到了一起 必要时 还可以断开进行调整 然后重新焊接 图 2 1 焊缝常见形式 图 2 2 焊缝接头的四种连接方式 2 3 焊条应保持与焊缝垂直 三 V 形坡口焊接 开完坡口后 将焊条端部切成 60 的切口 操作过程中 焊嘴离焊缝 12 13mm 焊炬倾角为 30 焊条垂直于塑料板 如图 2 3 所示 焊条与塑料板同 14 时被加热到发光并带有黏性 则焊条便会粘住板片 此时 必须维持焊条与塑料件 的正确温度 切不可过高 若温度过高会引起焊缝褶皱 变为棕色 降低焊缝强度 为保证焊条与塑料板适当的焊接温度 焊炬可以上下垂直移动 以使塑料板焊缝得 到更多的热量 并均匀受热 当焊条与塑料板边缘受热熔化 都略带光亮 对焊条 略施压力 就会深入焊缝 继续加热 焊条与焊缝材料互溶结为一体 若焊条落入 焊缝后堆成一团 或焊条在焊接过程中拉断 则焊缝强度一定降低 因此 焊接速 度和焊条的熔化比例一定要配合协调 塑料焊接时的平均速度应保持在 150 200mm min 焊接完成后 可用 36 砂纸打磨焊缝 当焊缝面积较大时 可用 220mm 或 240mm 的低速砂轮机磨平 然后 进行细磨 细磨时先用 220 砂纸打磨 再 用 320 砂纸进行精磨 也可以用带式或回转式磨光机 如果有必要 可再用手工打 磨 图 2 4 塑料的快速焊接 四 快速焊接技术 高速焊炬如图 2 4 所示 软管在手腕的外侧 焊接开始时 焊炬喷嘴应在起点 上方距焊炬 80mm 远 以免热风影响焊件 高速焊接适用于狭长的 较为平坦的裂缝 15 将焊条截成 60 角的偏口后插入焊炬的预热管内 然后立即将加压掌压到焊件 上的起焊部位 并使焊炬与焊件表面垂直 再将焊条插到底 使其在焊缝起点顶住 母材 必要时 可将焊炬略微抬起而使焊条压在加压掌下 用左手轻压焊条 加压 掌处的压力只能是焊炬本身的重力 不能再施加压力 慢慢向身边移动焊炬 开始 焊接 在焊接初始的 30 50mm 需要轻轻向下推压焊条进入预热管 焊接正确开始后 则应将焊炬倾角调至 45 这时焊条就能自动滑入 移动焊炬时应随时注意焊缝的 质量 五 常见的手工焊接修复 对于小型焊件 复杂的塑料焊件以及焊缝不长的焊件 不宜使用高速喷嘴进行 焊接 而是使用圆形喷嘴用双手操作进行焊接 步骤如下 1 施工前的准备 必要的保护措施 施工前的工具及材料 2 清洗塑料部件 并进行塑料鉴别 3 如果塑料变形 先用烤灯或热风机加热变形部位及其周围 然后用手将变形 部位修正 4 将部件损伤部位开 60 左右的 V 形坡口 较厚的焊件