Характеристика применяемых при сборке кузовов соединений

Соединения конструктивных элементов могут быть разделены на неподвижные неразъемные и неподвижные разъемные.

Неподвижные неразъемные соединения обеспечивают неизменное положение собираемых деталей и узлов относительно друг друга. К таким видам соединений относятся клепка, сварка, склеивание. Разборка этих соединений затруднена и сопровождается повреждением соединяемых (при сварке) либо крепежных деталей (заклепок) или разрушением скрепляющего вещества (при склеивании).

Неподвижные разъемные соединения обеспечивают неизменное взаимное положение деталей, допуская разборку узла или агрегата без повреждения соединяемых и крепежных деталей. К ним относятся болтовые и винтовые соединения.

Кроме указанных способов крепления деталей, в кузовах (главным образом легковых автомобилей) применяются соединения других видов, назначение которых упростить сборку в тех случаях, когда доступ к одной из соединяемых деталей затруднен.

К наиболее часто встречающимся из этих соединений относятся соединения при помощи:

шурупов по металлу, которые не требуют предварительного нарезания резьбы в отверстии, образуя ее в процессе завертывания путем накатывания без удаления излишка металла в виде стружки;

кнопок для крепления внутренней обивки и декоративных деталей к облицовке кузова;

плавающей гайки. К труднодоступной детали предварительно точечной сваркой приваривают коробки из листового металла, в которые свободно заложены квадратные гайки, гайки-пластинки, которые приваривают заранее к детали точечной сваркой;

высеченных зубцов. В одной из деталей высекают треугольные зубцы, а в другой - отверстия. После наложения одной детали на другую зубцы отгибают;

гайки-клинч. Тонкая стенка гайки с одной стороны развальцовывается и обжимает панель, в которую вставлена гайка.

Встречаются также соединения с резьбой в панели (при выполнении отверстия в панели предусматривается отгибка, достаточная для нарезки резьбы) и соединения пистонами или трубчатыми заклепками.

В настоящее время для крепления неответственных деталей широко применяется запрессовывание. Так, детали внутренней отделки дверей и потолка прикрепляют при помощи пластмассовых скрепок и различных пружинных скоб, жиклеры омывателя ветрового стекла - при помощи разжимного пружинного корпуса, декоративно-облицовочные детали - пластмассовым штифтом и т. д. Тем самым резко сокращено применение гаек, требующих предварительного приваривания к кузову резьбовых деталей, а после окраски - прогонки резьбы метчиками.

Такие способы крепления применяются на кузовах автомобилей ВАЗ и др.

Для обеспечения ответственных соединений широко применяются гайки с нейлоновыми вставками вместо пружинных шайб и шплинтов. Одним из часто встречающихся видов соединений является крепление резины к листовому металлу клеем в холодном состоянии.

В автомобилестроении широко распространены клеи на основе регенерата резины, хлоропренового каучука и композиций, содержащих каучук и смолу. Такими клеями крепят резиновые уплотнители и прокладки, а также изолирующие материалы к металлическим дверным и оконным проемам, крышам, полам и внутренним поверхностям капота, ткани или кожу к пропитанным битумом картонным, стальным и другим поверхностям кузова, различные детали отделки к металлическим или деревянным поверхностям,

Для холодного приклеивания резины к металлу часто применяется клей № 88Н. Этот клей следует применять при температуре в помещении 15-25°С и влажности воздуха не выше 70%.

Поверхности металла и резины, подлежащие склеиванию, тщательно очищают от загрязнений, делают шероховатыми при помощи абразивного инструмента или абразивных материалов, промывают растворителем, покрывают тонким слоем клея. Сушка первого слоя клея на поверхности резины и металла продолжается 3-4 мин, затем наносят второй слой клея, который сушат в течение 5-6 мин, накладывают на металл резину и прикатывают ее роликами.

Обшивочные материалы и ткани часто имеют слоистое строение и выполняются на клеях, например материалы с нанесенным ворсом, применяемые как коврики или как обивка вещевых ящиков и желобков оконных проемов, а также на клеях полиуретанового и акрилового состава. В последнее время клеи-растворы такого типа заменяют низкомолекулярными термопластичными клеями.

Новую категорию горячих расплавов - липкие в расплавленном состоянии клеи, сочетающие свойства термопластичных клеев на основе растворителей, применяют для крепления некоторых деталей отделки, кронштейнов зеркал заднего вида к стеклам окон и для уплотнения соединений поливинилового верха на крышах кузовов. Бумажные, тканевые или виниловые ленты, покрытые с одной стороны липким составом, используют при окраске кузовов для защиты отверстий, резьб, резиновых штырей от попадания краски и мастик, для временного крепления деталей во время сборки автомобиля, а также при упаковке и консервации деталей. Концерн "Крайслер" использует липкую ленту для крепления молдингов на автомобилях компактных моделей.

Для Волжского автозавода характерно то, что многие узлы деталей закрепляются с помощью клеевых материалов. Например, металлические ручки к стеклам поворотных окон прикрепляются на установке с индексируемым поворотным столом. Установка клеящей пленки, ручки, процесс приклеивания, складирование узлов автоматизированы.

В США для приклеивания ветровых и задних стекол автомобилей используют предварительно формованную ленту на основе бутилкаучука. Лента, имеющая постоянное поперечное сечение, сохраняющая липкость и прилипающая как к окантовке, так и к стеклу, изготовляется из бутиловых полимеров, не подвергающихся вулканизации. Сшитый бутилкаучук обладает требуемыми прочностью и стойкостью к хладотекучести, а линейный полимер способствует получению определенной липкости и регулируемой сжимаемости материала.

При опрессовке узла давление составляет 2,7 кгс/см² на погонный сантиметр ленты в течение 30 с. В результате опрессовки возникает плотный контакт между лентой и стеклом, площадь склеивания увеличивается, отдельные мелкие неровности окантовки заполняются клеем, обеспечивая максимальную герметизацию, а стекло устанавливается в проем, не мешая креплению молдингов. После опрессовки допускается минимальное восстановление исходной толщины бутиловой ленты.

Концерн "Форд" широко использует эпоксидные полимеры при сборке автомобиля "Меркури", а сочетание склеивания со сваркой - при сборке внутренних боковых панелей с надколесными дугами в производстве кузовов для грузовых автомобилей малой грузоподъемности. Эта же фирма применяет полиэфирные и полиуретановые клеи для соединения стеклопластиков со сталью в производстве кабин грузовых автомобилей.

При ремонте и сборке автобусов, отдельные панели которых укреплены к каркасу кузова автобуса заклепками, прочность соединения зависит в основном от материала, из которого изготовлены заклепки, и от правильности ведения процесса клепки. Технологический процесс переклепки дефектных заклепок состоит из удаления заклепок, подготовки соединения под клепку и самой клепки.

Заклепки удаляют высверливанием или фрезерованием замыкающих головок. Чтобы при высверливании или фрезеровании головки заклепки не повредить ремонтируемую деталь, рекомендуется надевать на сверло или фрезу деревянную пробку, оставляя выступающую часть инструмента, равную по высоте удаляемой головке.

В зависимости от состояния заклепочных отверстий подготовка соединения под клепку заключается: в местной подварке заклепочных отверстий (в случае повреждения), в рассверловке отверстий на номинальный или больший диаметр, в очистке соединяемых кромок обдувкой сжатым воздухом, в грунтовке нахлесток и соединении панелей технологическими болтами. Качество конструкций под клепку контролируют, изменяя зазор между листами и проверяя соосность и форму заклепочных отверстий. Клепку стальных листов выполняют заклепками из малоуглеродистой стали, а панелей из алюминиевых сплавов заклепками из сплавов Д-18 и В-65.

Наиболее характерными дефектами клепки являются: чрезмерное расплющивание головки заклепки в виде "гриба" из-за неправильного подбора длины стержня; применение заклепок с малой длиной стержня, в связи с чем потайная часть листа не заполняется металлом замыкающей головки.

Для получения прочного соединения диаметр отверстия под заклепку диаметром до 4 мм должен быть на 0,1 мм больше диаметра заклепки, для заклепки диаметром от 5 до 8 мм - на 0,2 мм, а для заклепок диаметром от 9 до 12 мм - на 0,4-0,5 мм.

Для закрепления наружных панелей, которые укреплены к каркасу кузова автобуса электрозаклепками, в случае отсутствия оборудования, необходимого для приварки заклепок электросваркой, при ремонте автобуса допускается замена пластинчатых заклепок алюминиевыми диаметром 5 мм с потайными головками. В этом случае, чтобы создать прочное соединение, необходимо к трубам каркаса в местам постановки новых заклепок предварительно приварить прерывистым швом стальные уголки, к которым приклепывают панель. Некоторые способы соединения деталей кузова сваркой рассмотрены ранее.

Особое внимание при сварке следует уделить уплотнению сварных швов и антикоррозионной защите нахлесток при точечной сварке.

В Ярославском филиале ГИПИ ЛКП разработана уплотнительная мастика для сварных швов автомобильных кузовов. Эту мастику наносят на кромку металлического листа, покрывают кромкой другого листа, после чего сваривают методом точечной электросварки. Мастика не мешает нормальному процессу сварки и не выделяет вредные пары веществ или дым. Ее наносят на предварительно очищенную поверхность, как правило, пистолетом для экструдирования, шприцем или шпателем.

После сварки кузов промывают, фосфатируют и окрашивают по предусмотренной технологии, неоднократно подвергая сушке. Мастика не загрязняет состав моющих, фосфатирующих и окуночных ванн, не вытекает из шва на наружные лакокрасочные покрытия и не препятствует процессу окраски и сборки автомобиля. При эксплуатации автомобиля мастика остается пластичной и не выкрашивается под действием вибрации, толчков, ударов, резкого перепада температур и сохраняет свои защитные свойства. Высокие эксплуатационные свойства уплотнительной мастики обеспечиваются как ее рецептурой, так и технологией применения.

Производство мастики освоено на харьковском заводе "Красный химик". Применяется Волжским автомобильным заводом при сборке автомобилей.

До того как установить на кузов крылья и другие детали, которые крепятся к кузову точечной электросваркой, необходимо покрыть нахлестки токопроводящим защитным составом. Применяемые в настоящее время токопроводящие материалы не удовлетворяют требованиям, предъявленным к заполнителям для защиты нахлестки при точечной электросварке, в частности по термостойкости или по вибростойкости, либо не обеспечивают полного заполнения зазора из-за большого количества растворителя, либо дают нестабильные результаты по прочности сварных соединений.

Разработанный ГИПИ ЛКП состав КСП-1 относится к жидким, которые в момент сварки находятся в жидкотекучем состоянии и выдавливаются из зоны сварки под действием прикладываемого сварочного усилия, и предназначен для антикоррозионной защиты нахлестки точечных сварных соединений из сталей. Состав готовится из двух компонентов: пасты КСП (100 частей массы) и отвердителя аминного типа А-39 (8-10 частей массы 2%-ной концентрации). Отвердитель вводится в пасту постепенно при тщательном перемешивании.

Использовать КСП-1 рекомендуется не позднее чем через 6 ч с момента приготовления. Он наносится шпателем или щетинной кистью тонким слоем. Расход составляет 200-250 г/м².

Нанесенный состав рекомендуется выдерживать на деталях в открытом виде в течение 10-20 мин для удаления растворителя, после чего собрать детали и закрепить их фиксаторами или прихваточными точками. Допуская продолжительность пребывания деталей с покрытием в открытом виде 3 ч, а с момента нанесения до конца сварки (включая выдержку в собранных узлах) 24 ч. При превышении этих сроков прочность сварных точек может снижаться (возможны "непровары").

Состав КСП-1 содержит лишь 10-15% растворителя, который удаляется при технологической выдержке перед сборкой и сваркой. Поэтому покрытие полностью заполняет нахлестки. Подготовка поверхности для нанесения КСП-1 и последующей сварки не отличается от обычных способов подготовки поверхности под сварку без заполнителя. Не рекомендуется наносить состав на пескоструйные поверхности, так как большая шероховатость мешает выдавливанию его из зоны сварки.

При точечной электросварке по составу КСП-1 целесообразно применять двухимпульсный режим: первый импульс - подогревающий, второй - сварочный. Ориентировочный режим сварки для деталей из стали 10 толщиной 1 + 1 мм следующий: ток подогрева 5000-6000 А; сварочный ток 8000-9000 А; время подогрева 0,2 с, сварки 0,1 с; паузы между импульсами 0,4 с; усилие на электродах 490 кгс.