Naprawa zderzaka samochodowego - Dorabianie uchwytów cz.2

Współczesne mieszanki stosowane do produkcji dokładek zderzaków, która będzie głównym bohaterem tego artykułu, to głównie PP/EPDM z różnego rodzaju dodatkami wypełniającymi (talk, uelastyczniacze, włókno szklane) w przypadku marek średniego segmentu albo PUR (Poliuretan wysokiej gęstości) w przypadku marek premium.

W latach 80-90 tych zakres mieszanek stosowanych do produkcji elementów z tworzyw był dużo węższy i tacy producenci jak np. Volkswagen stosowali między innymi tworzywo ABS do tego typu elementów. Był to wybór o tyle nie trafiony, ponieważ tworzywo to z biegiem czasu traci swoją elastyczność oraz posiada tendencje do powstawania korozji naprężeniowej w wyniku działania zewnętrznych czynników chemicznych. 

Takim czynnikom została poddana naprawiana i opisywana w tym artykule dokładka zderzaka przedniego do Volkswagena Vento wytwarzana przez OEMowego producenta na bazie tworzywa ABS. Element posiadał szereg pęknięć różnej długości, ubytki materiału w postaci głębokich wyżłobień w ścianach dokładki, braki w uchwytach montażowych oraz brak wzmocnienia końcowego.

Dokładka zderzaka przedniego VW Vento OEM

Wyżłobienie w powierzchni zewnętrznej dokładki – Ubytek materiału

Naprawę wszystkich uszkodzeń rozpoczęto od wstępnej dekontaminacji wszystkich powierzchni podlegających naprawom, używając do tego celu roztworu 99% IPA. Oczyszczenie powierzchni przed ich dalszą obróbką zapobiega przedostawaniu się zanieczyszczeń w głąb materiału, co mogłoby obniżyć adhezje spoiwa do spawanej części.

Kolejnym krokiem było usunięcie wszelkich elementów użytych do poprzednich napraw jak np. opaski zaciskowe, siatki stalowe czy klej nie przeznaczony do tworzywa ABS.

Następnie przeprowadzono usuwanie powierzchni lakieru oraz podkładu z powierzchni dokładki za pomocą szlifowania z użyciem szlifierki mimośrodowej i papieru ściernego o niskiej gradacji w granicach 80-120. Zastosowanie tak niskiej gradacji papieru ściernego pozwala na szybkie usunięcie zbędnego materiału oraz ogratowanie powierzchni co zwiększa przyczepność spoiwa do materiału spawanego.

Szlifowanie powierzchni spawanej z wykorzystaniem szlifierki mimośrodowej.

Po oszlifowaniu powierzchni przeznaczonych do spawania, ponownie oczyszczono powierzchnie z wykorzystaniem roztworu IPA aby usunąć resztki lakieru oraz szlifowanego plastiku z powierzchni elementu.

Ostatnim krokiem przed rozpoczęciem właściwego spawania jest wyfrezowanie rowka spawalniczego, na powierzchni którego zostanie położona docelowa spoina. W przypadku tworzyw sztucznych można się spotkać z dwoma kształtami rowków spawalniczych:

    • Rowek w kształcie trójkąta – Najczęściej o kącie 60-90 stopni który jest idealnie dopasowany do spoiwa w kształcie trójkąta

    • Rowek o kształcie półokręgu  z zaokrąglonymi narożnikami – Stosowany najczęściej w przypadku większych powierzchni, gdzie istnieje możliwość położenia spoiny opartej na spoiwie w kształcie paska

W przypadku przedstawionej dokładki, stosowano głównie spoiwo w kształcie paska więc zastosowano frezowanie rowka w kształcie pół okręgu. Frezowanie rowka wykonano za pomocą frezu o kształcie walca z półokrągłym zakończeniem, tak jak na zdjęciu poniżej:

Frez o kształcie walca z zakończeniem półokrągłym zamontowanym w mini szlifierce 

Po wyfrezowaniu rowka przystąpiono do właściwego spawania materiału czyli w tym przypadku czystej mieszanki ABS (Akrylonitryl-Butadien-Styren) za pomocą spoiwa ABS-U.

Parametry spawania w tym przypadku to 335 stopni temp. nadmuchu oraz średni nadmuch (4.5/8) ze spawarki AT-852D+.

Ponieważ tworzywo ABS bardzo łatwo ulega deformacji w przypadku długotrwałej ekspozycji na wysoką temperaturę, zalecane jest podklejenie od strony wewnętrznej elementu za pomocą taśmy aluminiowej która podtrzymuje kształt elementu i zapobiega jego deformacji przy spawaniu.

Podczas spawania pęknięć istotne jest zachowanie kilku podstawowych zasad:

    • Zarówno materiał spawany jak i spoiwo muszą być jednocześnie ogrzewane nadmuchem gorącego powietrza  tak aby ulegały jednoczesnemu uplastycznieniu. Wyjątek stanowi sytuacja kiedy grubość obydwu materiałów jest różna – Wtedy nagrzewamy bardziej materiał o większej grubości;

    • Spoiwo dociskamy z odpowiednią siłą do powierzchni spawanej – Docisk powinien być na tyle mocny aby spoiwo pod wpływem siły docisku i nadmuchu samo układało się w rowku spawalniczym;

    • Spoiwo trzymamy w miarę możliwości prostopadle do powierzchni spawanej lub lekko pochylone do tyłu w stosunku do materiału (Kąt 60-90 stopni).

Zalecany kąt ustawienia spoiwa względem powierzchni spawanej

Po ospawaniu powierzchni oraz jej oszlifowaniu za pomocą papieru ściernego, powierzchnia spawana powinna mieć wygląd podobny jak na poniższym zdjęciu:

Pospawane pęknięcie na narożniku dokładki oraz uzupełnione ubytki po nawiercanych otworach

Do uzupełniani głębszych ubytków w tego typu materiale możemy posłużyć się spoiwem w kształcie paska oraz uzupełnić ubytki poprzez nałożenie takiej ilości pasków aby uzyskać wypełnienie plus lekkie wystawanie materiału ponad powierzchnie spawaną. Pozwoli to na oszlifowanie powierzchni spawanej aby uzyskać żądany kształt bez konieczności nadmiernego szpachlowania elementu po spawaniu.

Wypełnienie ubytków za pomocą spoiwa ABS w postaci paska (widok po oszlifowaniu)

Ponieważ dokładka nie posiadała kilku uchwytów montażowych, konieczne było ich wykonanie od podstaw. Bardzo dużym ułatwieniem było to że dokładka posiadała lustrzane uchwyty na których można było się bazować i wykonać odpowiednie pomiary wymiarów.

Jako baza do odbudowania uchwytów posłużyła płaska płyta wykonana z regranulatu ABSu. Z płyty wycięto odpowiedniej wielkości kawałki z których oszlifowano lustrzane uchwyty montażowe. Do uzyskania końcowego kształtu można posłużyć się zarówno frezami jak i papierem ściernym na wałku (stosowany do mikroszlifierek).

Wspawane w dokładkę dorobione uchwyty montażowe o odpowiedniej geometrii oraz zaznaczone miejsca spawów

Aby uzyskać specyficzne zagłębienia w uchwytach montażowych które są jednocześnie powierzchniami blokującymi dokładkę w zderzaku, podgrzano powierzchnię uchwytu do temperatury topnienia ABSu, czyli około 320 stopni a następnie uformowano zniekształcenie powierzchni narzędziem typu śrubokręt, płaskownik etc.

Kształt końcowy uchwytu montażowego z zaznaczeniem działania siły deformującej kształt uchwytu

Ostatnią częścią naprawy było dorobienie kawałka wzmocnienia końcowego dokładki, które wykonano z kawałka płyty ABSowej. Aby w łatwy sposób wyciąć kawałek płyty w kształcie który będzie pasował do zakończenia dokładki, posłużono się prostym sposobem:

• Przyłożono koniec dokładki do powierzchni płyty i odrysowany brakujący kształt wewnętrzny fragmentu za pomocą lutownicy jako obrys.
• Wycięto brakujący fragment za pomocą tarczy tnącej do tworzyw np. Dremel, tak aby uzyskać jak największą dokładność obrysu. Aby dokładnie dopasować kształt tego fragmentu, korygowano go za pomocą frezów na mikroszlifierce.

Obrys wewnętrzny brakującego fragmentu wzmocnienia dokładki

Po wycięciu odpowiedniego fragmentu, możemy przystąpić do jego wspawania w dokładkę za pomocą spoiwa o przekroju trójkątnym który bardzo dobrze sprawdza się przy tworzeniu spoiw pachwinowych. Finalny efekt po obróbce spoiny jest przedstawiony na zdjęciu poniżej:

Poprawnie wspawany i obrobiony mechanicznie brakujący kawałek wzmocnienia dokładki zderzaka

Autor: Adam Dmitriew (@6Nylon)