Projekt:
ODBORNÝ VÝCVIK VE 3. TISÍCILETÍ
Téma:
2.9.
Obor:
Autokarosář
Ročník:
2.
Opravy autoplastů
Zpracoval(a): Bc. Petr Ondrůšek Střední průmyslová škola Uherský Brod, 2010
Obsah Oprava autoplastů..................................................................................................................3 1. Výskyt plastů..................................................................................................................3 2. Plast a automobil............................................................................................................3 3. Identifikace termoplastů................................................................................................5 4. Oprava promáčkliny plastu............................................................................................7 5. Podmínky svařování termoplastů...................................................................................7 6. Nářadí a materiál pro svařování.....................................................................................8 7. Příprava povrchu pro svár..............................................................................................9 8. Stehování.....................................................................................................................10 9. Svařování.....................................................................................................................12 10. Chyby při svařování...................................................................................................13 11. Dokončovací operace.................................................................................................13 12. Lakování termoplastů.................................................................................................14 13. Použitá literatura........................................................................................................15
OPRAVA AUTOPLASTŮ
1. VÝSKYT PLASTŮ Výrobky z plastů potkáváme dnes a denně na každém kroku. Nahrazují tradiční materiály jako je dřevo, kov, sklo. Důvodem není jen mnohdy až několikanásobně nižší cena. Především výrobky z plastů jsou podstatně lehčí. Své uplatnění si nachází ve všech oborech lidské činnosti. Najdeme je jak v domácnosti tak ve stavebnictví, medicíně, snad všech druzích kutilství, atd.
Obr.1. Široké použití plastů
2. PLAST A AUTOMOBIL Není tudíž žádným překvapením, že se plasty prosadily i v automobilovém průmyslu. Snad každý dopravní prostředek v dnešní době je vybaven součástmi z nejrůznějších plastů. Dá se jimi vylepšit celkový vzhled karoserie. Díky nižší hmotnosti mají vliv nejen na bezpečnost provozu, ale i na spotřebu paliva. Stačí jen letmý pohled na moderní vůz a zjistíme, že spousta dílů je vyrobeno z plastu. A nejsou to jen drobné díly. Přední i zadní nárazníky, podběhy, blatníky, spojlery, prahy, přední stěny, světla a jejich držáky, sahary, masky, zpětná zrcátka a spousta dalších větších či menších součástí. Jejich užitím se dá vylepšit aerodynamický tvar a estetika automobilu. Právě u těchto vnějších dílů oceníme velkou výhodu plastů a to, že nepodléhají korozi jako díly vyráběné z plechu, třebaže dnes už povrchově chráněného např.zinkem.
I interiér vozu krášlí plasty. Palubní deska, části sedaček, veškeré kryty atd. Díky nižší hmotnosti mají vliv nejen na bezpečnost provozu ale i na spotřebu paliva. Další výhodou plastů v porovnání se stejnými výrobky z plechu je jejich pružnost. Plasty se nevyrovnají oceli pevností, ale vynikají svou plasticitou. Většina promáčklin v plechu zůstává deformovaných, kdežto stejná deformace plastového dílu se díky pružnosti v mnoha případech samovolně vyrovná. Ovšem ne v každém případě má motorista tolik štěstí. Pokud náraz není tak silný, aby došlo k neopravitelné škodě, nabízí se několik způsobů pomoci. A to oprava mechanická (nýtování), lepení a svařování. Kterou z nabízených variant použijeme, záleží především na tom, o jaký díl se jedná. Například spodní kryt motoru není z pohledu stojícího člověka vidět, tudíž stačí jen zanýtovat. Přední nárazník je naopak nejvíce "na očích", proto volíme variantu svařování.
Obr. 2. Přední nárazník po střetu s lesní zvěří
3. IDENTIFIKACE TERMOPLASTŮ Lety praxe v oboru svařování získá svářeč opravář zkušenosti, vědomosti a zručnost. Většinou pak bez problémů pozná druh materiálu, ze kterého je poškozený díl vyroben. Pro začínající, méně zkušené opraváře, jsou na většině dílů vyznačeny kódy použitého materiálu.
PE
Polyethylen
PP
Polypropylen
PP-EPDM Polypropylen/Athylen-Propylen-Terpolymer PA
Polyamid
PC
Polycarbonat
ABS
Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer
POM
Polyoximethylen
PUR
Polyuretan
PC/PBTP
Polycarbonat-Polybutylen-terphtalat (Polycarbonat-thermo plastický-Polyeter
ABS/PC/ ALPHA
Honda/Polymer -Alloy
Tabulka 1. Značení termoplastů
Obr. 3. Označení (kód) druhu materiálu plastového nárazníku Felicie V případě, že ta část s kódem zůstala po havárii na silnici a opravář ji nemá k dispozici kvůli stanovení druhu termoplastu, nabízí se zkouška plamenem. Malý kousek příslušného materiálu se zapálí a pozoruje se plamen a zápach.
Polyethylen Polyamid Polykarbonát ABS Polypropylen Polyoximethylen Polyuretan
bez dýmu, materiál odkapává jako svíčka, je cítit vosk bez dýmu, tvoří se bubliny, praská, cítit spálenou rohovinou nažloutlý dým, cítit po bakelitu (pertinaxu) načernalý dým, vločky sazí, cítit po pryži bez dýmu, okapává jako svíčka, cítit spálený olej bez dýmu, hoří jako plyn, cítit štiplavý zápach slabý dým, prská, cítit střelný prach
Tabulka 2. Identifikace plamenem
Převážná většina plastů používaných při konstrukci vozidel jsou termoplasty. Jen tyto při zahřátí měknou, následně se dají tvarovat a svařovat. Každý z nich však vyžaduje tu svoji správnou teplotu.
Kód termoplastu
Svařovací Nastavení potenciometru pro horkovzdušnou svářečku LEISTER teplota ve Klínová tryska Základní Rychlosvářecí Rychlosvářecí stupních Celsia tryska tryska 5,7 mm tryska 7,0 mm
PVC tvrdé
300
3
3
3
4,5
PVC měkké
400
4
4
4
5,6
PE tvrdý HDPE
300
3
3
3
4,5
PE měkký LDPE
270
2,8
2,8
2,8
4
PP
300
3
3
3
4,5
PP/EPDM
300
3
3
3
4,5
PA
400
4
4
4
5,6
PC
350
3,8
3,8
3,8
5,3
PC/PBTP
350
3,8
3,8
3,8
5,3
ABS
350
3,8
3,8
3,8
5,3
ABS/PC/Alpha /HP/Aloy
350
3,8
3,8
3,8
5,3
PUR
350
3,8
3,8
3,8
5,3
Tabulka 3. Orientační teploty vzduchu pro svařování jednotlivých druhů plastů
Obr.4. Teplota vzduchu pro základní, rychlosvářecí a stehovací trysky
4. OPRAVA PROMÁČKLINY PLASTU Ne vždy musí dojít k prasknutí plastového dílu. Místo nárazu může právě díky pružnosti zůstat jen promáčklé. V lepším případě stačí vyvinout dostatečnou sílu na správné místo a materiál se vrátí do původního stavu. Ne vždy se ovšem dá tento problém vyřešit "za studena". Zde se nabízí použití horkovzdušné pistole k nahřátí poškozeného místa a opět přiměřeného tlaku k navrácení plastu do uspokojivého tvaru. Pistole nabízí poměrně vysoké teploty, proto je nutné dbát zvýšené opatrnosti, aby nedošlo k přílišnému nahřátí či až natavení materiálu a následnému zborcení tvaru celého dílu.
5. PODMÍNKY SVAŘOVÁNÍ TERMOPLASTŮ Na praskliny jen teplo a tlak nestačí. Stejně jako při svařování plechových dílů je i při svařování plastů nutný přídavný materiál. Kvalitu budoucího sváru ovlivňuje spousta faktorů. Svařovací parametry, postup svařování, vlastnosti materiálu, pracovní podmínky, čistota nástrojů, topných elementů, čistota a připravenost svařovaných ploch, konstrukce a geometrie sváru. Zjednodušeně řečeno, pro dosažení kvalitního sváru nutno sladit teplotu, tlak a čas. Ovšem ne všechny plasty jsou svařitelné. Z tohoto hlediska lze opravovat jen tzv. termoplasty, ale i ty jen stejného druhu a typu. Rozhodujícím kriteriem je tokové chování materiálu. Zaručenou svařitelností značíme spoj materiálů stejného druhu i typu. Podmínečná svařitelnost je při spojování materiálu stejného druhu ale odlišného typu. Nelze svařovat PP s PE nebo PVC s PE neboť se jedná o různé typy materiálů. Z toho vyplývá potřeba zachování si klidné hlavy po havárii a nutnost sebrat všechny úlomky například nárazníku u kterého usoudíme jeho opravitelnost. Nespornou výhodou opravy oproti výměně celého dílu je mnohonásobně menší cena. Při svařování termoplastů se používá několik způsobů dodání tepla. Často používaným je svařování horkým tělesem, elektricky vyhřívaným a to buď ručně nebo automatizovaně. Tvar těles je přizpůsoben ohřívané ploše. Dodávka tepla může být přímá bezprostředně na svařované plochy nebo nepřímá, kdy horké těleso působí z protilehlé strany. Jen pro úplnost připomeneme jako další metody ohřátí svářených ploch ultrazvuk, vysokofrekvenční ohřev, tření, laser, infračervený paprsek.
6. NÁŘADÍ A MATERIÁL PRO SVAŘOVÁNÍ
Obr.5. Horkovzdušná svářečka LEISTER TRIAC S s nádstavci
Obr. 6. Různé druhy přídavného materiálu.
7. PŘÍPRAVA POVRCHU PRO SVÁR Nejdříve musíme zjistit rozsah poškození, tedy délku praskliny. Nejen tu pouhým okem viditelnou ale i ty mikro, které se projeví po nahřátí okolí hlavní praskliny. Konce prasklin provrtáme vrtákem o průměru 3mm aby se praskliny dál nešířily. Případné nalepené ozdobné lišty odstraníme kývavým pohybem horkovzdušného přístroje bez trysky s teplotou do 300 stupňů. Tím se lišta ohřeje rovnoměrně, lepidlo povolí a lištu můžeme bez poškození stáhnout, po opravě opětovně použít. Pro uložení svařovacího drátu musíme středem praskliny vyfrézovat "V" drážku, nejlépe s úhlem 90° a hloubkou do dvou třetin základního materiálu. Po frézování by měl svařovací drát s drážkou lícovat a vyčnívat asi 2mm nad povrch základního materiálu. Tento přebytek je nutný ke konečnému opracování opravovaného místa. Pilníkem, škrabkou, smirkovým plátnem odstraníme barvu v blízkém okolí drážky (asi 10mm po obou stranách). Případné deformace plastového dílu po havárii odstraníme nahřátím asi 200 stupňů a vytvarováním do původního tvaru. Šroubovákem lze sevřené části vytáhnout i za studena.
Obr. 7. Příprava pro svařování
8. STEHOVÁNÍ Stehováním zajistíme stabilitu obou částí praskliny. Je možné nastehovat jen pomocí pájedla a to po celé délce praskliny natavením a spojením v místě tavení. Aby nedošlo k vzájemnému posunu obou svařovaných stran praskliny, musíme oba konce v místě vyvrtaných otvorů sestehovat pomocí klínové trysky. Takto spojené strany trhliny jsou dostatečně fixovány, zajištěny proti pohybu. Teplotu při stehování nastavíme dle teploty doporučené pro používaný přídavný materiál. Trysku držíme tak, aby patka byla lehce nadzvednuta. Při podélném tažení změkčuje horký vzduch plast, oba okraje drážky jsou natavovány. Na svar netlačíme svářečkou. Materiál je v drážce tenký. Při stehování je možnost správným vzájemným přidržením vyrovnat malé přesazení obou částí.
Obr. 7. Stehování
9. SVAŘOVÁNÍ Začíná seříznutím drátu nožem aby jeho konec byl sešikmen a umožňoval plynulé vyplňování drážky, především když drážka začíná uprostřed dílu karoserie. Nasuneme rychlosvařovací trysku na horkovzdušnou svářečku, nastavíme správnou teplotu a necháme svářečku 3 - 4 minuty nahřívat na požadovanou teplotu. Skosený konec drátu provlékneme trubkou trysky až vyčnívá asi 3 mm ze spodní strany. Svářečku držíme tak, aby spodní strana trysky kopírovala směr vyfrézované drážky, vyčnívající konec drátu směřuje k bodu za počátkem drážky. Tak je přiváděn horký vzduch na začátek svaru. Plast se stává plastickým, trysku posouváme ve směru drážky. Botka doléhá na svařovací drát, patka 3 mm nad základním materiálem. Silou přibližně 2 kg posouváme svařovací drát do trysky. Tlak na drát neprovádíme přes svářečku. Pokud tomu nic nebrání, měl by být svar proveden v jednom nepřerušovaném pracovním cyklu od začátku až do konce trhliny. Malý rovnoměrný nálitek podél svaru je důkazem dokonalého spojení základního a přídavného materiálu. Po dokončení svaru vytáhneme svářečku od zbylého drátu. Po jeho vychladnutí zbytek odstřihneme nebo odřežeme co nejblíže konce svaru. Obdobným způsobem se dají opravit i místa kde po havárii část materiálu na pohledové straně schází. Můžeme použít plastový díl z jiného vozidla, ze kterého vyřízneme potřebnou velikost materiálu a vytvarujeme na požadovaný tvar. Aby však byla zaručena svařitelnost musí se jednat o stejný druh termoplastu. Nebo se dá vyříznout některá zdánlivě nepotřebná část opravované součásti, např. výztuha. V nouzovém případě, kdy je identifikace nemožná, a žádný z přídavných materiálů se nechce spojit se základním, použijeme jako svařovací drát odřezky z nepohledové části dílu.
Obr.8. Svařování horkovzdušnou svářečkou
10. CHYBY PŘI SVAŘOVÁNÍ Malý nálitek svědčí o příliš velké rychlosti svařování nebo nízké teplotě. Nedostatečně ohřátá svářečka nebo příliš rychlé ukončení procesu svařování má za následek vzniku děr. Úhel V drážky příliš velký a proto je svar nízký. Příčina nerovnoměrného svaru je nastavování svařovacího drátu, nestejný tlak na svařovací drát. Pomalá rychlost svařování nebo příliš velká teplota zapříčiní zuhelnatělý svar. Deformace opravovaného dílu dosáhneme přehřátím okolí opravy, násilným upevněním dílu, špatná příprava místa opravy (nastehování).
11. DOKONČOVACÍ OPERACE Po vychladnutí opravované součásti by se na povrchu měl vytvořit lehce navýšený, hladký, rovnoměrný svar. Měkké termoplasty jsou na brusivo náchylné, proto začínáme s brusným kotoučem o zrnitosti 120, pokračujeme 180 a dobrušujeme 320. Poškození okolního laku broušením by nemělo přesáhnout 10 cm od svaru.
Obr. 9. Broušení po svařování
12. LAKOVÁNÍ TERMOPLASTŮ Příliš se neliší od lakování plechových dílů. Opracování povrchu se provádí mnohem jemnějšími smirky než broušení v karosárně po svařování. Důkladné očištění je nutné pro dokonalou přilnavost laku. Aby oprava splňovala i ta nenáročnější kriteria, aby zákazník byl maximálně spokojen a aby oprava nebyla znatelná, měl by být nalakován celý opravovaný díl.
Obr.10. Lakování opravovaného místa
13. POUŽITÁ LITERATURA Příručka pro autoopraváře www.leister.cz
