汽车钣金工艺基础

②硬度 指金属材料抵抗更硬的物体压入其表面的能力。它是 金属材料性能的一个综合物理量，表明金属材料在一个小的体积范 围内抵抗变形或破坏的能力。硬度值是通过硬度试验机测定的。根 据测定方法的不同，硬度可分为布氏硬度（HBS或HBW）、洛氏硬 度（HR）、维氏硬度（HV）和显微硬度（H L）四种。汽车板料的 硬度多用布氏硬度和洛氏硬度两种方法表示。 洛氏硬度根据压头和压力不同，分别用 HRA、HRB、HRC 表示，其中HRC最为常用。硬度数值标写在洛氏硬度符号之前。 布氏硬度值和洛氏硬度值之间没有理论上的换算关系，在生 产实践中，一般认为布氏硬度值在 200 - 600HBS（W）范围时， HRC = 1/ 10HBS（W）。
薄锌板通常也叫白锌板。它具有抗腐蚀性好及表面美观的特 点。这种板适合做防腐容器， 如顶棚及房屋水道管等。轿车车身通 常采用 0.8mm 左右厚度的单、双面电镀和热镀锌板。 （3）有色金属及其合金 有色金属材料具有许多特殊的物理、 化学和机械性能， 是现代汽车工业中不可缺少的重要材料。汽车 上一些零件必须用有色金属材料来制作，以满足某些特殊要求（如 耐磨性、导热性、抗蚀性和导电性等），而这些性能是钢和铁所不 及的①铝及铝合金 工业纯铝用 (L) 、铸铝 (代号ZL) 、防锈铝 (LF) 、 锻铝 (LD) 、硬铝(YL) 、超硬铝 (LC) 、特殊铝 (LT) 。
知识目标：1．了解车身材料的种类； 2．掌握汽车车身金属材料的基本性能及塑性变形 3．了解车身常用的非金属材料的种类及性能； 4．熟悉汽车钣金操作的各种工具及设备的性能。 技能目标：1．能够掌握不同材料满足汽车车身的不同要求； 2．能熟练使用钣金操作的各种工具和设备。
任务一 车身常用材料及其性能
③弹性 金属材料在外力作用下或多或少都要产生变形，当外力 撤除后，金属可能全部恢复或部分恢复原状。这种恢复其原来形状的 性能，叫弹性；随外力消失而消失的变形称为弹性变形。 ④塑性 金属材料在较大外力作用下产生永久变形而又不引起破 坏的性能，叫塑性。在外力消失后留下来的这部分不可恢复的变形称 为塑性变形。衡量材料塑性好坏的指标是延伸率（δ）和断面收缩率 （Ψ）。塑性可以通过拉伸试验的方法测得。 延伸率和断面收缩率的数值愈大，表示金属材料的塑性愈好， 可以进行冲压和大变形量的加工。这对汽车驾驶室外壳、车箱板、油 箱、油底壳等钣金件的加工制造与维修是至关重要的。
1．钣金材料必须有很好的压有在外力作用下产生永久变形而不被 破坏的能力。对于冷作零件来讲，要有良好的冷塑性，如汽车车身 冲压件；对于热作零件来讲，要有良好的热塑性，如热锻件弹簧钢 板、热铆铆钉等。 2．良好的可焊性，许多汽车钣金零件是通过点焊、弧焊或气 体保护焊等方式熔焊在一起的，所以要求钣金零件必须有良好的焊 接性能。这一点在汽车挖补维修中尤其重要，可焊性好的材料焊接 强度高、开裂倾向小。
【任务分析】 汽车车身常用材料有金属材料和非金属材料两种，并以薄板 或型材为主。金属板材是基本的车身材料，非金属材料，如塑料、 橡胶、玻璃等也是汽车车身不可缺少的用料。了解材料的性能、规 格及适用条件，对于有效地从事车身修理是十分必要的。 【基础知识】
一、汽车钣金对金属材料的要求 在现代生活中，汽车既是工业、农业乃至各行各业的最重要 的交通运输工具之一也是人类日常生活中最重要的活动工具之一。 在使用过程中，汽车往往在极其恶劣的环境中进行工作，重载荷、 高速度、高振动、高粉尘，而且经常日晒雨淋，工作温度非常悬殊， 因而对汽车的钣金件特别是钣金覆盖件，提出了较为严格的要求。
3．良好的化学稳定性 汽车覆盖件大都是在露天环境中工作的，经常与水及蒸汽接触， 特别像消声器，经常在较高温度和腐蚀气体下工作。这就要求钣金 零件必须有良好的化学稳定性，既要求在常温下耐腐蚀，防锈能力 强，又要求在高温或太阳暴晒下不被腐蚀、不变性。 4．良好的板材尺寸精度和内在质量 板材的尺寸精度和内在质量对钣金加工影响极大，特别是对模压 件影响更大。具体要求是： （1）板材尺寸精度高、厚度均匀、无变形。 （2）表面平整、光洁度高、无气泡、缩孔、划痕、裂纹等缺 陷。 （3）无严重锈蚀及氧化皮等附着物。 （4）组织均匀，晶体组织及硬度无明显差异。
汽车钣金工艺基础
汽车钣金工的对象是用金属板材或各种型材通过钣金加工工艺 加工成不同形状的金属构件，钣金构件在汽车制造和汽车修理中的 运用是非常普遍的，特别是汽车覆盖件大都是金属薄板制作而成， 极易被腐蚀与损坏，因此钣金作业在汽车车身修复中占有极其重要 的地位。而当一个好的钣金工必须熟悉汽车常用的各种金属材料的 性能，并且能够熟练使用钣金的常用工具及其设备
5．价格低廉，经济实用 对汽车的任何构件，在满足工作条件的情况下，都应考虑到 经济性。能用黑色金属的，不用有色金属；能用一般金属的，绝不 用贵重金属。汽车钣金件的寿命，应该与汽车其它构件的寿命相适 应。 二、车身常用的金属材料 1．金属材料的性能 金属材料的性能，一般分为两类:一类是使用性能，它反映金 属材料在使用过程中所表现出来的特性，包括力学性能、物理性能 和化学性能。它决定了金属材料的应用范围、安全可靠性和使用寿 命；另一类是工艺性能，它反映金属材料在加工制造过程中的各种 特性。包括铸造性能、锻压性能、焊接性能和切削加工性能等。它 决定了金属材料制造零件时的难易程度。
（1）退火和正火 退火和正火常作为一些普通铸件、焊接件及 某些不重要的热加工工件上的最终热处理工序，也可作为某些零件 的预先热处理工序，其主要目的有如下几点: ①软化零件，便于切削加工； ②消除残余应力，以防零件变形、开裂； ③细化晶粒，改善组织，以提高零件的机械性能； ④为最终热处理 ( 淬火或回火) 作好组织上的准备。 退火和正火的操作方法是将材料加热到某一温度范围，保温 一定时间，然后冷却至室温。不同点是正火冷却速度稍快，正火后 的组织比退火细，硬度和强度稍有提高。
常用薄铝板的厚度有 0.5、0.6、0.8、1.0、1.2、1.8mm 等几 种规格。 铝是银白色的轻金属，密度小、熔点低，并具有良好的塑性、 导电性、导热性和耐蚀性。所以，工业上常用铝板来制造不承受较 大载荷的零件，如制作耐蚀容器、油箱等。 铝的化学性质很活泼，它和氧的亲合力很大，暴露于空气中 时，表面上容易形成一层氧化薄膜，它能保护薄膜下的金属不再继 续氧化，所以铝对大气的耐腐蚀性很强。 在纯铝中加入镁、锰、硅、铜及锌等合金元素而成的铝合金， 除了具有纯铝的一系列优良性能外， 其强度得到显著提高。这类 铝合金及其板材在汽车上得到了越来越广泛的应用。汽车车身上常 用铝板来作车身的蒙皮，以代替钢板蒙皮。
⑥磁性 金属能导磁的性能称磁性，其特征是能被磁铁所吸引， 常用的磁性金属有铁、镍等。 ⑦耐磨性 指金属材料在工作过程中承受磨损的耐久程度。耐 磨性直接影响零件的性能和使用寿命。材料的耐磨性与其硬度、表 面粗糙度、摩擦系数、相对运动速度等有关。 （2）金属材料的力学性能 金属材料的力学性能是指金属材料 抵抗各种不同性质载荷作用的能力。它包括强度、塑性、硬度、韧 性和抗疲劳强度等性能指标。 ①强度 强度是金属材料在外力作用下抵抗变形和破坏的一种 能力。金属材料的强度越高，表示所能承受的外力越大。根据载荷 的不同，强度又可分为抗拉、抗压、抗剪、抗扭和抗弯曲等五种。
（2）淬火 将金属加热到一定温度， 保温一段时间， 然后在 水或油中急速冷却的过程叫淬火。其目的是提高工件的硬度和耐磨 性。一般淬火操作的难度较大， 这是因为快冷总是不可避免地产 生相当大的内应力，可能引起零件的变形和开裂，故淬火后通常应 进行回火处理。 （3）回火 将淬火后的零件加热到一定温度后保温，然后在空 气中或油中冷却，这种热处理方法叫回火。其目的是消除零件因淬 火而产生的内应力和脆性，改善零件的力学性能。 （4）调质 淬火以后进行高温回火称为调质。其目的是为获得 较高的强度、硬度，特别是较好的冲击韧性。
②合金钢 碳钢中特意加入一种或几种合金元素，使钢的力学 性能得以提高或获得某些特殊的物理化学性能，这种钢称为合金钢。 按主要用途，合金钢可以分为合金结构钢、合金工具钢、特 殊钢 (如不锈钢、耐热钢、 耐磨钢等) 。 按合金元素的含量，合金钢可分为低合金钢 (合金元素总量 不超过5 % ) 、中合金钢(合金元素总量为5% ～10% ) 、高合金钢 (合金元素总量大于10% ) 。 （2）钢板 镀膜薄钢板俗称白铁皮，是在冷或热轧薄钢板上镀 一层有色金属膜 (锌、 锡、铅) 而成。按镀膜不同可分为: 薄锌板、 薄锡板、薄铅板。
（1）金属材料的物理性能 金属材料的物理性能主要有密度、 熔点、热膨胀性、导热性、导电性、磁性和耐磨性。 ①密度 金属材料单位体积的质量称为该金属材料的密度，不 同的金属具有不同的密度。 ②熔点 金属由固态熔化成液态时的熔化温度称为金属材料的 熔点。 ③热膨胀性 它是指固态金属热胀冷缩的性能，工程上常用线 膨胀系数来表示。 ④导热性 金属材料传递热量的能力，常用热导率表示。 ⑤导电性 金属传导电流的能力，常用电阻率来表示。所有的 金属都能导电，但导电的能力有大有小。金属中导电性最好的是银， 其次为铜和铝。
⑤冲击韧性 金属材料抵抗冲击载荷的能力（也称为冲击韧 度）。冲击载荷作用的速度快，应力及变形分布不均匀， 因而其对 材料的破坏作用远大于静载荷。 ⑥疲劳强度 当金属材料在无数次重复交变载荷作用下而不至 于引起断裂的最大应力，叫疲劳度。如果在交变应力作用下，材料 发生了断裂，这种现象叫疲劳破坏。 除了物理性能和机械性能之外，还有化学性能（金属材料抵 抗各种化学作用的能力，如耐酸性、耐碱性、抗氧化性等）和工艺 性能（即铸造性、可锻性、可焊性、切削加工性等）。 2．金属热处理 金属热处理是工件制造过程中的一道重要工序。其目的就是 利用加热再冷却的方法使金属内部的组织发生改变，从而获得所需 的机械性能，如提高材料强度、硬度、塑性和韧性等。
3．车身常用的金属材料 金属材料分为黑色金属和有色金属两大类。生铁和钢称为黑 色金属，除钢铁以外的其他金属统称为有色金属。 （1）钢的分类 钢通常分为碳素钢和合金钢两类。 ①碳素钢 碳的质量分数低于2.11 % 的铁碳合金称为碳素钢， 简称碳钢。 碳素钢按含碳量的多少，分为低碳钢 (碳的质量分数在0.25 % 以下) 、中碳钢 (碳的质量分数为0.25 %～0.60 % ) 、高碳钢 (碳 的质量分数大于0.60 % ) 。 按钢的质量通常又可分为普通碳素钢、优质碳素钢、高级优 质碳素钢三类。 按钢的用途，可分为碳素结构钢和碳素工具钢。
（一）良好的机械性能 由于汽车在工作中经常处于高速、重载、频繁的振动状态。 所以对于汽车钣金件，必须具有足够的强度、适宜的硬度、良好的 韧性以及良好的抗疲劳性能，以保证汽车在正常运行中不变形、不 损坏，以满足运输的需要。 （二）良好的工艺性能 在汽车制造与修理中，许多钣金结构件的形状是非常复杂的， 为了避免钣金工作的的困难，要求钣金材料必须有良好的工艺性能。
②铜及铜合金 纯铜呈紫红色，故亦称紫铜，其熔点为 1083℃，相对密度为8.9g/ cm3 。它具有很好的导电性、良好的塑 性和延展性所以，纯铜很适合于压力加工。其抗拉强度较低，但经 加工硬化后，强度可以显著提高。纯铜还具有良好的耐大气、海水 及一些化学药品腐蚀的性能。因此，工业上广泛用于制造电缆、散 热器、冷凝器以及热交换器等。 为了进一步改善铜的性能， 在铜中加入了一些其它的合金元 素， 这就形成了铜合金。常用的铜合金有黄铜，(黄铜用代号H表 示，如H68、H62 等）、青铜中的锡青铜、铅青铜等。青铜用代号 Q来表示。 黄铜比纯铜价格便宜，强度较高，塑性好。黄铜板适合于各 种压力加工。薄铜板有冷轧纯铜板和黄铜板两种，钣金件常用的厚 度有 0.4 、0.45、0.5 、0.6、0.7、0.8、0.9 、1.0、1.1 、1.2、 1.35、1.5mm 等多种。