汽车钣金维修工艺及现代化维修设备的应用分析

袁清泉

摘 要：随着经济的发展，中国的汽车工业也在发展，轿车已变成我们日常生活中最常用的出门交通工具。由于国内轿车的保有量不断增长，相应的汽车钣金维修业务也成倍，人们对维修技术提出越来越高的要求，汽车钣金修理也从原有的低技术含量转变为先进的设备应用，形成汽车维修行业的重要支柱。本文旨在深入探讨汽车钣金维修工艺的概念，并从三个方面剖析其问题，以及先进维修设备的应用，以期为有关人员提供有价值的参考和借鉴。

关键词：汽车钣金 金属材料FLD成型极限图 现代化维修 维修设备

1 引言

随着社会的进步，国内购买车辆人越来越多，人们越来越热衷于开车通勤和旅行，但同时也不可避免的带来车辆刮cha的事故率也在不断攀升，而车辆钣金修理得维修也慢慢形成一个产业，但这个钣金维修产业人员一向被认为是科学技术水平较低的岗位。但实际上，钣金修理是一种特殊的维护工作，它可以在汽车发生撞车事故后，修复受损的车身，它们也有许多挑战需要解决，这一领域也需要取得了新的突破。为了提高车辆钣金修理人员的技术水平，国内慢慢引进了国外最新的维修设备和工艺，但这也使得汽车维修人员的操作过程更加复杂，技能要求也更高。汽车维修人员需要具备先进的技能也需要具备完善的基础钣金知识，才能够熟练掌握钣金修理作业流程。同时还要制定严格作业标准，以确保人员具备良好的专业技能和职业素养。只有这样才能更好地适应现代汽车维修行业的发展。成为中国汽车行业不可或缺的一部分。

2 汽车钣金维修技术概念和国内外技术现状

国内传统的车辆钣金修理一般是在小型 汽车修理店中完成的，他们所用的开发工具单一，如榔头敲击矫正，撬棍矫正，吸盘拉拔矫正等等，主要依靠个人经验和主观判断，缺乏科学技术和专业设备的支持。钣金修理需要懂得一些基础材料成型理论，经过严格的技能培训，有丰富的经验的师傅传帮带来完成。近几年来，国外发展出无损钣金原漆修复技术，例如用热熔胶或者介子点焊机拉拔，可以比较精确的控制拉拔区域的复原量，然后借助光影投影检查钣金查看光顺度。还有数据复原钣金维修技术，原理是利用蓝光3D扫描技术扫描修复后的钣金，和原厂扫描数据进行对比，这样可以方便的找出整体是否变形或者局部变形修复后与周边面的相对关系是否准确，找出差别的地方直至修复完成。

3 汽车钣金修复的一般过程

3.1 较大区域撞击凹坑的修复

在修复过程中，由于损坏部位不均匀，存在多个损伤点，因此需要分片划区，第一步是确定一个参考高度，以便建立一个正常的表面高度。可以在未损坏的表面上进行画线用此处高度作为参考点基准，那么无论是用热熔胶棒还是介子机垫片焊接，把最凹的部分先拉拔出大概高度，再仔细观察基准附近的凹陷部位拉拔到相同高度，或者稍高于表面（考虑到回弹）或着低于基准面。为了确保操作的准确性，应将垫片放置在低点的区域焊接并固定，用平头锤轻轻敲打其它位置的高点，同时用光影照射表面，随时观察钣金表面找出不光顺的区域以调整敲击力度。此外，垫片的焊接强度也应根据行程高度，区域大小进行调整，以确保拉拔的力度不至于钣金产生二次损伤。

3.2 刮搽或者小凹坑的修复

这种一般采用直接整形的方法，即里面用撬杠或者塑料整形锤轻轻敲打整形，外部垫垫块，掌握力度，慢慢把钣金敲回正常的型面。在有必要的时候，可以使用热烘枪加热钣金，但得依靠经验掌握稳定，做到既不损害漆面，又能使钣金软化但不至于温度过高引起钣金的塑性变形而不可恢复。缺点是需要很仔细的掌握力度敲打，尖小的坑容易导致车漆损伤。

3.3 钣金修复后的防腐蚀

钣金修复通常会破坏漆面涂层，为了防止其修复后生锈，在工件底面应刮灰泥（腻子），以增強底漆的粘附能力，然后用砂纸打磨光顺出完全平滑的外观表面。此外，中间底漆也是必不可少的，并且加入中间层的结合层，具备足够的隔离功能，以确保涂层的品质和稳定性。面漆是一项重要的工作，它决定了涂层的色彩和装饰效果。涂层应该分成单层漆和多层次漆。单层漆通常被称为一般涂层，它只有第一层。多层漆则应该包括银粉涂层和珍珠粉涂层。珍珠粉涂层是由高科技材料构成的，它具备防护性强、户外稳定性好、可观察性强等优点，并且颜色丰富，能够提供优秀的装饰效果。油漆的质量标准非常严格，它必须是干燥、完整、光滑、匀称、有光泽的。在修补破损区域时，需要表面平整无渗漏，底面无咬痕，并且漆料颜色与其他区域完全一致。

4 汽车钣金维修的技术特点

近年来，汽车行业钣金件维修技术的发展和创新速率明显滞后，修理技术也具有相当高度的滞后性，这使得用户的要求得不到保证。车辆钣金修理的过程涉及到修补车辆外表损伤的环节，但是实际操作起来并不像想象中那么简单，需要更多的技术和经验才能完成。车辆钣金维修技术的要求非常高，几乎与汽车制造同样难度。当车辆遭受碰撞或损伤时，钣金工作就会启动进行。由于钣金修理主要是为了保持车辆的外形，因此它的最大特点还原外覆盖件高光顺度，即数学上表达为曲面二阶可导。为了尽可能地恢复车辆的原有外观，由于车身结构不同，同时维修人员也需要了解各种典型的外覆盖件的通常用材料牌号。例如发盖和门外板，顶盖，普遍都是烘烤硬化钢BH180H1-BH220这样的牌号。翼子板一般是深拉延钢，例如DC04。侧围一般是超深拉延的钢材，一般使用是DC06为多。加强梁类零件一般为高强钢，例如B340LA，B410LA。双向钢：DP600，DP900等。在修复过程中必须综合考虑多种细节，以确保修理的准确性和完整性。此外，由于材料的强度和牌号不同，在特定的修复方法和使用的方法上也会产生显著的差异，但有些例外，例如热成型硼钢，高锰钢：牌号有22MnB5，屈服强度可以高达1200Mpa，这种级别高强钢级别不能维修，只能更换更换成品件，还有铝合金的外覆盖件，一旦损害，由于铝合金材料的特性，弹性形变小，极难修复，只能更换。总而言之，汽车钣金修理是一种技术性的维护过程，它可以有效地减少对损伤零件的模拟，从而大大提高了修理效率和质量。

5 针对汽车钣金修复技术的创新

随着中国汽车市场的发展，2022年汽车保有量将达到4.5亿辆，而且每年还以5.81%的增长，同时也意味着事故的概率率大幅提升[4]。由此，汽车钣金维修的需求量也将会迅速增长，以满足市场对汽车维修技术的需要。

根据车辆钣金修复工艺技术的不同特点，应该从两个角度进行分析：一是根据损伤痕迹，选择最佳的修复方法；二是根据损坏程度和修理方式，采取最佳的修复措施。

从汽车钣金修复技术的角度来说，各种新技术的广泛应用为市场带来了巨大的发展机遇。例如3D打印技术，可以制造外覆盖件的钣金的修复胎膜，尤其是在需要钣金破裂比较大而需要局部替换时特别有用，可以当做基准胎膜去手工敲打出补焊部位的外型，最后用二氧化氮气体保护焊与原厂钣金焊接在一起，然后再用蓝光扫描比对原厂3D云图，来检验修复的形位公差。或者用3D打印的胎膜可以垫在另一面，这样怎么敲打都不会跑偏。还有蓝光3D扫描技术，可以比对修复后的钣金尺寸形状，甚至光影是否达到修复的尺寸和光顺度。

汽车行业对新材料的需求。灵活地选择维修工具，寻求创新，是推动钣金维修的重要途径。

6 汽车钣金维修测试方法及设备

6.1 Oil Canning（油罐）实验

当维修汽车的四门两盖的时候，有必要从新测试Oil Canning（油罐）实验，目的是检验四门两盖在修复后是否有NVH问题，即震动与噪声测试实验。根据本文前面相关章节叙述，四门两盖通常是烘烤硬化钢，在工厂要经过烘烤工艺使其屈服强度达到180Mpa或者220Mpa以上。通常在冲压工艺设计阶段要求钢板的主应变拉伸达到5%以上，以保证表面有足够的应力可以对抗震动产生的类似空油罐的异响。其实油罐实验也很简单，就是在门外板中间或者发盖中间画一个100mm的圆圈，然后往园中间加上没次加50N的砝码，记录100圆的下沉量来衡量抵抗Oil Canning的能力。

6.2 条形光影灯高光检查外观件审查（FPA）

一台车的好坏，第一眼就是钣金的做工，好的钣金油漆后可以映射处天空阳光，人影树叶等，给人一种丝滑的感觉。而光影灯就一种简单而已有效的钣金光顺度检测设备。一般由白炽灯管或者LED灯管安成一排排的当光源，从不同角度去检查钣金，可以直观的用来检测修复后的钣金光顺度，可以检测处非常细微的曲面变形，其精度达到几个丝（0.01mm）的变化量。如果各种角度观察钣金反射的灯管达到平直，不扭曲，那就达到了汽车外覆盖件的要求，选用的时候根据维修的区域来选择灯的大小及方便程度。

6.3 激光切割

激光切割具有高效便携，热变形小，可编程，精度高，非接触等特点。特别适合薄钣金件和外覆盖件的切割需求。尤其是非接触这种特性，可以最大幅度的减少对钣金原尺寸的改变，使其补焊修复后尺寸精度复原好，变形小等好处。

6.4 钣金厚度检测尺和变薄率评判原理

钣金用厚度检测尺通常用来检验修复后的钣金是否存在过度减薄的情况。钣金的最小厚度许可也是钣金维修行业需要注意的指标，通常用来评判是否有开裂风险。因为钣金在冲压过程中已经有些地方刚刚到符合金属材料的FLD成型极限图的安全区域，如果受损后的钣金存在厚度过度减薄的情况，则已经产生金属的颈缩现象，那这是不可逆的，需要切除后补焊新的钣金，否则经过震动和交叉应力，此处在使用一些时间可能会产生破裂问题，导致修复不彻底。

几乎每种牌号的薄板成型极限图FLD都可以從网上查到对应的参数，例如每个牌号不同厚度的n值（硬化指数），r值（各向异性）。我们通过n值和FLC参数可以计算出材料可接受的最小变薄率.从而可以测量实际钣金厚度，参考理论值做出钣金修复是否容易开裂的依据，一般修理厂直接可以测量钣金厚度，减薄率计算公式：△L=（L1-L）/L*100%。通常外覆盖件以20%为阈值，小于20%为合格，否则为高开裂风险，其耐用度大大减少。通过这些量化手段的控制，从而真正做到恢复原厂设计标准，提供钣金修复后依然能保持的稳定性和耐用度。

7 汽车钣金维修设备发展的潜力

随着我国汽车已经成为全球第二大汽车消费市场，消费者的眼光是越来越挑剔，先进科学技术的蓬勃发展，也带动了现代汽车钣金维修行业得到了显著的发展。许多传统单一的汽车维修方式已经难以适应当前的需求，因此，当前有必须采用先进的修理技术设备、科学的管理模式，标准化的维修工艺流程，这不仅大大提高了修理工艺的质量，也推动了维护服务理念的不断更新。专业化流程，即将维护质量和效率与技术无关系，这样可以使技术更加系统化，同时降低劳动强度。

更多的革命性的创新带来更多的可能性，并有望在未来取代传统的钣金维修工艺。例如3D粉末打印直接打印出破损区域的完全一样的型面也不是没有可能的。而且现代维修设备的发展趋势是功能的增强和体积的减小，并且最终也是会与计算机技术的深度融合，使得维修设备操控更加AI人工智能化，例如自动扫描破损区域，人工智能自动机计算出需要修补的面，然后采用机器人拉拔也好，机器人敲击也好，激光打印也好，直接做出需要用修补的A级表面。修理技术人员应该根据车辆钣金修理的目标和装置，提供相应的技术参数，实行智能化修理，以大大减少修理技术人员的作业量，同时提高车辆钣金修理的质量和效率。

8 结语

随着现代化时代的发展，汽车钣金修理的需求日益增加，为了满足这一需求，钣金修理的工艺技术水准必须提高。维修设备是最佳的事实证明，因此，我们必须培养一支具备优秀开发基础的技术人员队伍，并且提高专业技能，以此来推进汽车企业的发展，实现汽车维修企业的可持续发展。

参考文献：

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[4]朱艳红，陈博.失效模式与影响分析理念下多元化管理应用于设备维修管理对报修 响应效率及科室满意度的影响[J].中国设备工程，2023（1）：3.

[5]王丽珠，谢迎欢，阳学，等.汽车钣金件冲压工艺设计及检查要点[J].汽车知识，2022，22（11）：4.

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[7]王丽珠，谢迎欢，阳学，等.汽车钣金件冲压工艺设计及检查要点[J].汽车知识，2022，22（11）：4.

[8]曾亚军，庞立荣.汽车钣金件修边工艺产生碎屑的解决措施[J].中国科技期刊数据库工业A，2021（8）：1.

[9]S. Bhanage†*，Reshma Jawanjal‡，Sahil Bhamer‡，Prabjot Kaur Ture‡ and Manish C Gharti‡ †Mechanical Finite Element Simulation of Oil Canning for Automotive Panel. Engineering Department， Marathwada Mitra Mandal’s Institute of Technology，SPPU，Pune-47，India Accepted 01 Oct 2016，Available online 05 Oct 2016，Special Issue-6（Oct 2016）.