浅谈汽车塑料件的修复（上）

◆文/上海 叶建华 姚军强

浅谈汽车塑料件的修复（上）

◆文/上海 叶建华 姚军强

编者按：

绿色汽修、节能环保一直为行业所倡导。本期我刊围绕“绿色环保”话题，在车身修复栏目介绍汽车塑料件的修复、钣金修复技术、汽车修补喷涂环保工艺及新车型的车身结构概览等内容。我们希望借此专题，一方面传递环保的理念，呼吁维修同仁将节能意识根植于心，另一方面为广大读者介绍车身修复的相关知识。此外，我们热诚欢迎专业人士对此栏目给予指导和反馈，希望不吝赐稿，共同探讨。

叶建华

高级技师，第42届、43届世界技能大赛车身修理项目中国技术指导专家组组长、中国汽车维修行业协会专家工作委员会委员、国家职业技能竞赛裁判员、国家职业技能鉴定考评员、上海市汽车维修行业协会技术咨询专家组成员、上海交通技术学院汽车整形技术专业教学指导委员会成员等。

当前，由于环保和节能的需要，汽车轻量化已成为世界汽车发展的潮流。汽车轻量化大致可以分为三类：车身轻量化、发动机轻量化、底盘轻量化。目的均是在保证性能的前提下通过使用更轻材料降低车重，从而实现节能环保功能。应用于车身轻量化的材料除了高强度钢及各种合金材料外，被广泛应用的还有塑料。

汽车塑料件损坏后在汽车修理厂一般有两种修理方案：一是更换塑料件，二是原件修复。前一种方案主要工作是拆装，技术要求不高，经济效益较好，因而汽车修理厂较倾向于更换；后一种方案费工费时，经济效益不高，技术要求却较高，因此许多汽车修理厂不太愿意承接汽车塑料件的修复工作（许多废旧汽车塑料件流向无证加工点）。笔者从绿色环保角度出发，建议对能够修复的汽车塑料件应以原件修复为主，下面就汽车塑料件的修复作一介绍。

一、塑料基本知识及其种类

1.塑料的种类

目前汽车上使用的塑料件较多，这些塑料件主要采用热塑性和热固性两种类型的塑料。热塑性塑料好比“蜡烛”，能通过加热反复熔化再成型，在整个过程中化学成分不会发生变化。热固性塑料则好比“鸡蛋”，在最初加热和使用催化剂或紫外线光照射的条件下会发生化学变化，冷却后硬化成一种永久的形状，再次加热或使用催化剂时其形状也不会发生变化。常用的塑料化学名称、符号及分类可见表1。

表1　常用的塑料化学名称、符号及分类一览表

2.塑料的性能

各种塑料有着各自不同的性能，热塑性塑料受热时随着温度的升高逐渐软化，冷却时重新硬化为固体，再加热又可软化，因此可以进行焊接。热固性塑料受热初期软化具有一定的可塑性，随着继续加热塑料中树脂分子不断增大，最后达到硬化，再加热不会再软化。因此不能焊接，只能用胶粘剂粘结。

3.塑料的鉴别方法

塑料的鉴别很重要，只有在确定塑料的种类后才能确定具体的修理方法。因此在对塑料件进行修复前，必须先正确识别塑料的种类，识别方法大致有三种。

（1）根据国际符号或ISO码识别法，塑料件背面有一个模压在椭圆内的条款号或缩写供识别，如图1所示。

（2）查阅手册识别法，未标注国际标准符号的塑料件，可查阅最新版本车身维修手册予以识别。

试焊识别法是在部件的隐秘区或损坏区选择一种塑料焊条进行试探性焊接，不同焊条的颜色不一样，常用的有6种左右，如图2所示。试焊时应准备一套塑料焊接工具，在试焊前应对塑料件大致判断其种类，尽可能一次将焊条种类选择正确，然后再进行试焊。

二、热塑性塑料的修理方法

1.塑料的成型加工性能

塑料一般可分为具有吸湿性和不吸湿性两种，具有吸湿性的塑料如纤维素塑料、有机玻璃、尼龙、聚碳酸酯、ABS及聚苯醚等。不吸湿性的塑料如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯及氟塑料等。

吸湿性是指塑料对水分子的亲疏程度，具有吸湿性的塑料如果水分含量超过一定限度，在加工过程中水分会变成水气，促使塑料高温水解，熔体起泡和黏度下降，影响塑料件的外观和降低机械强度。由于塑料是一种高聚物，高聚物的分子结构决定了分子运动的物理状态。影响高聚物物理状态的因素有分子结构、化学组成、受力情况及环境温度等。随着温度的变化，分子热运动表现出三种不同的力学状态，即玻璃态、高弹态及粘流态，在一定条件下它们可以发生转变，塑料的物理状态与温度的关系如图3所示。温度的转变极限见表2。

在室温下处于玻璃态的高聚物，通常称为塑料。在室温下处于高弹态的高聚物，则属于橡胶材料。从实用角度看，玻璃化温度是塑料材料工作温度的上限，超过玻璃化温度，塑料就会丧失或大大降低其力学性能。

从图3中可以看出，完全结晶聚合物tg和tm之间基本上不呈高弹态，其变形基本保持不变，这有利于扩大聚合物的使用温度范围。

聚合物从熔融状态到冷凝时，分子由无秩序状态的独立移动变成分子停止自由活动、取得固定位置，并排列成为正规模型倾向的一种现象称为结晶。分子链能够稳定整齐排列的称为结晶型。分子链不能得到整齐排列的称为非结晶型。

表2　温度的转变过程

结晶型高聚物一般耐热性、非透明性和力学性能都较好，结晶型塑料件随着分子间作用力的增加，密度、刚性、抗拉强度、硬度、耐热性、抗溶剂性、气密性及耐化学腐蚀性等性能随结晶度的增大而提高，弹性、伸长率及冲击强度则有所下降。塑料件中的非结晶部分，虽可增加塑料件的韧性和强度，但也可能使塑料件各部分性能不均匀，甚至使塑料件翘曲和开裂。

工业上为了改善塑料的结晶倾向的性能，常采用热处理方法（即烘若干时间）使其由非晶相转变为晶相，将不太稳定的晶形结构转为稳定的晶形结构，使微小的晶粒转为较大的晶粒等。通常，分子结构简单、对称性高的聚合物从高温向低温转变时易结晶。

塑料在生产过程中具有一定的危害性，特别对人体具有一定的毒性、剌激性和腐蚀性。因此在修理塑料件前要严格遵守有关的安全要求。

（1）生产过程中，打磨、切割塑料件时要对人体做好防护工作，如穿戴好防护服、口罩、防护眼镜等。

（2）塑料在焊接时会散发出有毒有害气体，必须戴好口罩，戴好防护眼镜，并在通风良好处操作，人要站在上风口。

（3）在处理玻璃纤维及硬化剂时，纤维硬化剂都有可能伤及人体皮肤，因此必须戴好橡皮手套，穿长袖衣服并扣紧衣领及袖口。

2.塑料零件修理方法

（1）塑料件的热矫正

大多数的汽车车身塑料件都具有良好的弹性和柔性，当受到冲击、挤压等机械损伤时，一般都会以弯曲，扭曲或弯扭变形共存的综合变形出现，对变形的热塑性塑料，可采用热矫正的方法使变形得到恢复。

车身防撞条，前格栅、仪表板、电器操纵箱等用丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物制成的ABS塑料，具有强度高、成形性好和二次加工容易等特点，这种材料变形时都可通过热矫正修复制件。

对热塑性塑料件进行热矫正时，先将变形的塑料件在50℃左右的温度下加热一定时间，当塑料件趋于软化后用手将变形处恢复原状，如图4所示。对局部小范围变形，可用热风枪对变形部位进行加热来矫正。

如果变形较大应使用红外线烘干灯加热变形部位，如图5所示。红外线灯加热效率高、升温快，当塑料件稍有变软时，立即对变形部位进行按压矫正。如果变形面积较大，为了获得良好的外观，可以借助辅助工具如光滑的木板等。使用红外线烘干灯时要注意控制塑料件的受热温度，一般应以50～60℃最好，最高温度不能超过70℃，避免产生永久性变形。完成矫正后，应在原处慢慢恢复到常温状态。不要采用强制冷却或过早移动，避免构件发生整体变形。

（2）热空气塑料焊接

塑料焊接时塑料焊条只在表面软化，芯部仍维持原状。焊接完毕后焊条的形状没有多大变化。塑料焊接时，在对焊件和焊条加热的同时，向焊条施加压力，使焊条进入焊区并形成永久结合。塑料在焊接时只是焊缝两侧有熔流带，中部与焊条原有形状一致，图6所示为手工塑料焊接示意图。

除手工塑料焊接外，也可选用热空气塑料焊机来焊接。热空气塑料焊机由空气压缩机提供气源，采用电热元件加热空气（230～340℃），热空气通过焊嘴喷到塑料上。大多数热空气塑料焊机使用的焊嘴工作压力为21kPa，典型的热空气塑料焊机如图7所示。

热空气塑料焊机的焊炬连同焊条一起使用，焊条的直径通常为5mm。焊接时塑料焊条必须和所要焊的塑料材质相同，这样才能保证焊接后的塑料具有适当的强度、硬度和柔韧性。根据焊接的不同要求可选用不同的焊嘴，塑料焊炬的焊嘴类型及用途可见表3。

使用热空气塑料焊机，应严格按使用说明书正确操作，以免不当操作造成热空气塑料焊机的损坏。热空气塑料焊接的程序大致如下：

①把焊机的焊接温度调节至适当值。

②清洗塑料零件并擦干。

表3　塑料焊炬焊嘴类型及用途

③在损伤部位开V形槽并清洁，切不可使用清洁剂清洁。

④在损伤部位一侧斜切宽约6mm的斜坡。

⑤对损伤部位进行定位焊或用铝质胶带粘贴好。

⑥选用最适合于损坏件材料的焊条和焊嘴。

⑦焊接深度应进入基底材料厚度的75%，焊好后冷却凝固硬化处理约30min。

⑧磨削焊缝至适当的轮廓。

（未完待续）