拆解高强度钢板的工艺改善

1.问题背景

在钣金维修中，当拆除焊接在一起的车身结构件时，往往需要先将焊点破坏。如果使用电钻破坏焊点，经常会出现钻头损伤底板、导致底板强度变差的问题。而且，对于高强度钢板来说，使用钻头破坏焊点非常困难，通常需要几个小时的高强度作业，既耗时又费力。此外，购置一根能够破坏高强度钢的合金钻头需要几百元，但其寿命却并不长，因此使用成本比较高。

2.高强度钢带来的挑战

首先，我们要了解什么是高强度钢，以及高强度钢给钣金作业带来的挑战。

日本钢铁协会（ISIJ）将抗拉强度高于340 MPa的冷轧钢板和抗拉强度高于490 MPa的热轧钢板统称为高强度钢板（HSS-High Strength Steel）。而根据德国宝马公司的定义，高强度钢板（HSS）指屈服强度为180～300 MPa的钢板;先进高强度钢板（AHSS-Advanced High Strength Steel）指屈服強度为300～600 MPa的钢板;超高强度钢板（UHSS-Ultra High Strength Steel）则是指屈服强度高于600MPa的钢板。

在国际钢材协会主导的ULSAB（Ultra Light Steel Auto Body超轻钢汽车车身）计划中，将高强度钢板分为2类：屈服强度为210～550 MPa的钢板定义为高强度钢板（HSS）;屈服强度大于550 MPa的钢板定义为超高强度钢板（UHSS）。而目前国际上最先进的汽车钢板，屈服强度已经可以达到1400 MPa以上。高强度钢和超高强度钢在某车型上的应用位置和比例如图1所示。

为了提高车身强度，各汽车厂商都在逐步提升高强度钢的使用占比，但这给售后维修作业带来了挑战。钣金技师通常会使用电钻来拆除损伤板件的焊点，这一操作比较费力。如果碰到高强度钢板或超高强度钢板，拆卸与打磨的劳动强度更大。如果使用普通电钻进行这种拆件作业，需要将全身的力量集中于手持电钻上（图2）。而这种作业通常会对底板产生一些损伤，例如钻头打裂底板、打穿底板或将底板钻出深坑等（图3），这些或多或少都会影响底板的强度。而对于B柱的深颜色高强度钢，大概每位钣金技师都对其高强度和拆卸难度有着深刻的印象（图4）。

3.工艺改善方法

针对这些车身修复中的难点和挑战，普通的钻头已经无法满足现代汽车的维修需求。此时，我们可以使用砂带机和砂带产品（图5）应对这些挑战。

对于高强度钢，例如B柱的高强度钢板，如果我们使用了砂带机，会有事半功倍的效果，可以轻松省力地拆下需要更换的板件（图6）。砂带不仅能带来效率的提升，而且对于底板的损伤也可以降到最低（图了）。

与普通的电钻工艺相比，使用砂带具有以下优势。

（1）更好的控制性和便利性

砂带机更容易控制，从而减少对底板的破坏;与钻孔相比，使用砂带机时所需施加的力显著减少，提高了使用时的便利性，降低了疲劳感。

（2）降低耗材费用

针对高强度钢的特种合金钻头价格较高，但使用寿命却不如砂带。

（3）缩短维修时间

使用砂带机去除焊点的时间，比使用钻头至少节省25%。更换砂带也比研磨钻头要快得多。在一些难以接触的部位，砂带机也可以更有效、更快速地完成作业。砂带与钻头的工艺数据对比如图8所示。

4.总结

砂带机对底部板件的损伤相比电钻小很多，钣金技师的劳动强度大大降低，整个拆件作业的成本也随之下降。对于高强度钢使用比例越来越高的钣金维修现状，砂带机是一个不错的改善方法。正是由于这些优势，在2017年世界技能大赛中，砂带机也作为标准参赛工具出现在了汽车维修工艺的比赛现场。