8. Ремонт металлических деталей полимерными материалами

8.2. Ремонт кузовных деталей полимерными материалами

Ремонт кузова. Полимерные материалы применяются при ремонте в следующих целях: заделка трещин и пробоин, антикоррозионная защита, склеивание деталей и материалов, герметизация сварных, заклепочных соединений, устранение неровностей.

Важные этапы процесса нанесения полимерного материала — очистка и подготовка ремонтируемой поверхности, что оказывает определяющее влияние на качество полимерного покрытия и стабильность его прочностных показателей. После очистки от загрязнений перед нанесением полимерного покрытия необходима специальная подготовка поверхности. Качеством проведения этой операции во многом определяется долговечность и стабильность прочностных показателей полимерного материала.

Значительно облегчить процесс подготовки поверхности к нанесению полимерного покрытия можно, используя преобразователи или нейтрализаторы ржавчины, которые преобразуют продукты коррозии в более стабильные соединения.

Затем производят грунтование и тщательную сушку. После этого наносят полимерный материал с использованием в необходимых случаях стеклоткани, которая формирует недостающие участки ремонтируемой поверхности и, армируя их, придает им прочность.

Желательны два-три слоя стеклоткани разного размера. Клееные латки делают овальными — без острых углов, которые всегда являются концентраторами напряжения. Первым накладывают наименьший кусок стеклоткани — на нанесенный на обезжиренную поверхность слой смолы. Каждый последующий кусок должен быть больше предыдущего, и тоже накладывается на очередной слой смолы. Главным при наклейке накладок является удаление из-под них воздушных пузырей (валиком или торцеванием жесткой кистью). Для улучшения пропитки и облегчения формирования сложных поверхностей стеклоткань иногда обжигают в пламени паяльной лампы или газовой горелки, а также замачивают в емкости со смолой до установки на место. Латки на синтетических клеях в отличие от паяных или вваренных ставят сразу с двух сторон: слой снаружи, слой изнутри. Края заделываемого отверстия на лицевой стороне панели должны быть поднутрены так, чтобы армирующая ткань не выступала на наружную поверхность. Еще лучше армировать клееную латку мелкой металлической сеткой. Возможно применение строительной синтетической мелкой сетки.

Ниже приведена технология устранения повреждений кузова с использованием стекломатериалов и клеев.

Место повреждения, например сквозное отверстие, тщательно обезжиривают и шлифуют таким образом, чтобы его края были скошены под тупым углом (рис. 8.1). После шлифования удаляют абразивную пыль.

Рис. 8.1. Структура стекломатериалов в восстанавливаемой зоне кузова:
1 — опорная пластина; 2 — восстанавливаемая деталь; 3 — шуруп-саморез; 4 — шпатлевка; 5, 6, 7 — соответственно 1, 2 и 3-й слои стеклоткани

В зависимости от толщины детали, подлежащей восстановлению, вырезают от одного до трех кусков стеклоткани, которые после пропитки полимерной смолой будут играть роль усилительных накладок. В соответствии с геометрией отверстия, подготовленного для устранения, нижняя накладка должна иметь наименьшую площадь, а верхняя — наибольшую. Каждая накладка должна не только прилегать к нижерасположенному слою стеклоткани, но и примыкать по всему периметру к скошенным кромкам отверстия.

Синтетическую смолу, предназначенную для последующего проклеивания стеклоткани, смешивают в нужной пропорции с отвердителем. Если температура окружающего воздуха слишком высокая (восстановление производится летом), то текучесть смолы также окажется слишком высокой, и при нанесении на вертикально расположенную поверхность она будет стекать, не успев отвердиться. Чтобы избежать этого, смолу следует сделать более густой, перемешав с измельченным стекловолокном.

Приготовленную смесь кистью наносят на восстанавливаемую поверхность, после чего укладывают первую усилительную накладку. Кисть окунают в смолу и тщательно промазывают стеклоткань, следя за тем, чтобы в покрытии не оставалось воздушных пузырьков. При необходимости укладывают следующий слой стеклоткани и также промазывают его смолой. Подобную процедуру повторяют до тех пор, пока на лицевой поверхности не останется небольшое углубление. В заключение смолу в течение определенного времени сушат и отверждают. Процесс отверждения может быть ускорен нагреванием поверхности инфракрасным нагревателем (температура не должна превышать 60 °С).

После полного отверждения смолы на лицевую поверхность наносят слой шпатлевки — смесь основного компонента с соответствующим отвердителем. Перемешивать компоненты шпатлевки необходимо очень тщательно. Чтобы визуально контролировать качество перемешивания, используют отвердитель красного цвета, благодаря чему сгустки плохо распределенного отвердителя будут хорошо заметны на сером фоне основного компонента шпатлевочной массы. Толщина одного слоя шпатлевки не должна превышать 2 мм. Далее отверждают шпатлевку, шлифуют поверхность эксцентриковой машинкой и наносят следующий слой шпатлевки.

Если отверстие в поврежденной детали очень большое, то возникает опасность, что первый (самый нижний) слой стеклоткани провалится прежде, чем произойдет отверждение смолы. Во избежание этого с обратной стороны восстанавливаемой детали закрепляют жесткий металлический лист, который по окончании восстановления удаляют.

Детали, изготовленные из стеклопластика, могут быть восстановлены способом замены поврежденной части так же, как и детали из обычного стального листа. Поврежденную деталь отделяют от кузова с помощью короткоходной или вибрационной пилы, причем выбирают наиболее короткую линию реза. Пригонку новой детали осуществляют так же, как при восстановлении стального кузова. Концы обеих деталей, подлежащих соединению, шлифуют под таким углом, чтобы ширина отшлифованных кромок составила 20...30 мм. В результате образуется такая же поверхность, как при устранении разрыва. Для повышения жесткости создаваемого соединения с обратной стороны крепят усиливающий металлический или пластмассовый элемент с нахлесткой на старую и новую детали, составляющей около 50 мм (рис. 8.2). Если соединяемые кромки имеют сложную конфигурацию, то в качестве усиливающего элемента применяют соответствующий элемент, отрезанный от старой или новой детали кузова.

Рис. 8.2. Восстановление детали кузова из стеклопластика путем замены поврежденной части с применением усиливающего элемента (а) и формы таких элементов (б):
1 — отверстие диаметром 10 мм; 2 — оставшаяся часть детали; 3 — усиливающий элемент; 4 — уголок; 5 — пластина

Точность пригонки новой детали обеспечивается благодаря усиливающему элементу. Половину его (по общей длине) крепят с обратной стороны оставляемой детали кузова. Другая половина временно остается свободной. Просверливают отверстия сквозь сохраняемую часть кузова и усиливающий элемент и соединяют их шурупами-саморезами. Затем ими же соединяют свободный конец усиливающего элемента с новой деталью, точно пригнанной к сохраняемой части кузова. После выполнения пригонки усиливающий элемент демонтируют. Поверхности взаимного прилегания усиливающего элемента, сохраняемой части кузова и новой детали очищают и обезжиривают. Смолу, выполняющую функцию клея, смешивают с отвердите-лем и наносят смесь на подготовленные поверхности. Усиливающий элемент шурупами-саморезами соединяют с сохраняемой частью кузова, а затем с новой деталью, тщательно соблюдая точность пригонки кромок.

Как только новая деталь будет окончательно зафиксирована в нужном положении, скошенные кромки заполняют смолой. При этом шурупы-саморезы оставляют незакрытыми (после отверждения смолы их следует удалить). Восстанавливаемой поверхности придают шероховатость, а затем выравнивают ее полиэфирной шпатлевкой. Шпатлеванию подлежат и отверстия под саморезы.

Для устранения неровностей в панелях кузова применяются различные методы напыления полимеров: газопламенное напыление, теплолучевое, струйно-электрофоретическое.

Газопламенное напыление легкоплавких термопластичных материалов типа ПФН-12 или ТПФ-37 осуществляется с помощью установки УПН-6-63. При нанесении покрытия поверхность предварительно подогревают без подачи полимерного материала до температуры 215...220 °С.

Отделом механики полимеров Национальной академии наук Беларуси разработан метод теплолучевого напыления, который является более производительным по сравнению с газопламенным (в 1,5-1,8 раза). При этом расход порошка уменьшается на 25...30 % . Суть метода состоит в том, что струя порошкообразного полимера подается в мощный поток светотепловых лучей, где частицы материала плавятся и с большой скоростью наносятся на покрываемую поверхность, образуя покрытие. Схема прибора для нанесения полимеров приведена на рис. 8.3. Покрытия, наносимые теплолучевым методом, имеют лучшие физико-механические свойства и адгезию к подложке.

Рис. 8.3. Прибор для напыления полимеров теплолучевым методом:
1 — аппарат для создания воздушно-порошковой смеси; 2 — шланг; 3 — рукоятка нагревателя; 4 — щелевой распылитель; 5 — кварцевые лампы; 6 — параболические отражатели

Струйно-электрофоретическое напыление осуществляется с помощью специального прибора (рис. 8.4) и заключается в том, что заряженные частицы порошка под воздействием сил электростатического поля перемещаются к противоположно заряженному изделию и осаждаются на поверхности ровным слоем.

Рис. 8.4. Прибор для нанесения полимеров струйно-электрофоретическим методом:
1 — рабочая камера; 2 — фильтр; 3 — электродная сетка; 4 — сменные насадки; 5 — питательный бачок; 6 — пневматический вибратор; 7 — клапан для выпуска избыточного газа; 8 — корпус пистолета-распылителя; 9 — пористая перегородка; 10 — высоковольтный генератор

Струйно-электрофоретическое напыление обладает следующими преимуществами:

покрытия имеют равномерную толщину и обладают хорошей сплошностью;
процесс нанесения покрытия регулируется автоматически, так как высокое электрическое сопротивление нанесенного слоя частиц заставляет силовые линии искать места с меньшим сопротивлением и направлять частицы полимера к более углубленным или еще не покрытым участкам поверхности;
не происходит потеря материала, а процесс нанесения покрытия практически безопасен.

После отверждения нанесенный слой термопластика зачищают пневматическим абразивным инструментом.

Ремонт нити обогревателя заднего стекла. Для ремонта этого вида используются специальный клей ТК-300Э, основой которого является цианакриловый клей. Токопроводность клея обеспечивает наполнитель (никель или серебро), который вводится в клей непосредственно перед его применением. Использование аналогичных импортных клеев целесообразно только при ремонте дорогих иномарок.

Рассмотрим наиболее распространенный способ ремонта нитей обогрева. Прежде всего необходимо определить точку обрыва. Для этого включают обогреватель и один из щупов вольтметра ставят на общую шину возле стекла, а другой продвигают по оборванной нити от противоположной шины. Возле нити делают отметку. Затем к серебряным опилкам (например, из серебряного сплава контакта негодного силового реле и т.п.) добавляют каплю нитроклея. Быстро, пока клей не высох, кончиком ножа скатывают цилиндрик длиной 3...4 мм и диаметром 1 мм и, положив его на предварительно обезжиренное место обрыва, раздавливают. Опилки плотно сжимают (излишки удаляют ножом).

Приклеивание зеркала заднего вида. Приклеиванием зеркал заднего вида к лобовому стеклу обеспечивается жесткость соединения. Надежно приклеить зеркало заднего вида можно акриловым клеем АН-105. Он состоит из двух компонентов, которые раздельно наносят на склеиваемые поверхности в соотношении 1:1. После совмещения компонентов клея отверждение происходит при комнатной температуре с образованием клеевого шва, имеющего высокую стойкость к вибрациям и ударным нагрузкам

Место приклеивания пластины кронштейна зеркала к лобовому стеклу тщательно очищают от старого клея, обезжиривают ацетоном и сушат. Пластину кронштейна зеркала зачищают наждачной бумагой до удаления следов старого клея и продуктов коррозии, обезжиривают ацетоном и сушат.

Оба флакона, входящих в комплект, встряхивают до получения однородной массы. Затем на пластину кронштейна зеркала наносят один компонент, а на стекло — другой (в соотношении 1:1) и шпателем (отдельно для каждого компонента) выравнивают.

Пластину кронштейна накладывают на стекло, плотно прижимают рукой и удерживают в таком положении при комнатной температуре 2...3 мин — до схватывания клея. Излишки клея удаляют.

Через 15 мин соединение приобретает 70 % своей прочности, максимальной прочности оно достигает через 24 ч, и только по истечении этого времени на пластину можно ставить кронштейн с зеркалом.