Владельцев автомобилей ГАЗ-3110 и 31105 часто интересует, есть ли на крыше этих автомобилей сварной шов между самой панелью крыши и задней стойкой, примерно в месте, показанном на фотографии выше - ведь он присутствовал на предыдущих моделях завода. К сожалению, достоверной информации на этот счёт в широко доступных источниках очень мало. Кто-то считает, что крыша штамповалась целиком и шва не имеет. Другие утверждают, что шов есть, но он заполнен припоем или шпаклёвкой, и поэтому под краской не виден.
Реальность одновременно и проще, и сложнее: шов в этом месте и правда есть, но он выполнялся по освоенной заводом на рубеже 1990-х и 2000-х годов современной технологии механизированной пайкосварки твёрдым бронзовым припоем, благодаря чему требовал лишь минимальной обработки абразивом и вообще не требовал рихтовки, ручной опайки или шпаклёвки.
И завод предельно чётко описал задействованный при этом технологический процесс, но вот, сделано это было не в массовой автомобильной периодике, а в малотиражном отраслевом журнале "Автомобилестроительная промышленность" (канд. техн. наук И. В. Куликов, В. И. Каманин, А. П. Романчук, О. С. Желтов: "Механизированная дуговая пайкосварка крыш кузовов". "Автомобильная промышленность", №5 за 2000 год), из-за чего эта информация так и осталась малоизвестной.
В ходе освоения выпуска автомобиля ГАЗ-З110 одной из технологических проблем стало соединение крыши кузова с угловой панелью боковины. Раньше для этого использовали точечную сварку: панели соединяли внахлест 21 точкой (длина шва — 360 мм). Однако для того чтобы обеспечить прочность соединения, его затем дополнительно проваривали дуговой сваркой в атмосфере углекислого газа (швами длиной 15—20 мм). Герметичность же обеспечивали, нанося газопламенным методом полимерное покрытие из ТПФ-37.
На прежних моделях (например на ГАЗ-24-10) выполненное таким образом соединение прикрывалось накладкой, поэтому деформации кромок панелей, форма шва и даже прожоги большого значения не имели.
И правда - на предыдущих моделях завода расположенный в этом месте шов точечной сварки просто прикрывали накладкой. Дело в том, что отштамповать придуманную дизайнерами "Волги" ГАЗ-24 крышу, имевшую достаточно сложную форму, из одного листа металла было практически невозможно - в этом случае процент брака штамповки был бы недопустимо высок из-за превышения допустимого максимального удлинения металла при вытяжке в штампе. Впоследствии шов частично заполнялся пластмассой ТПФ-37, наносившейся методом газопламенного напыления ("чёрная шпаклёвка", о которой пишут многие владельцы этих машин - на самом деле это не шпаклёвка, а материал, которые в начале шестидесятых годов пришёл на смену ранее использовавшемуся для обработки швов припою).
Выглядит так себе, но надо понимать, что такие потайные швы изначально проектировались в расчёте на последующую маскировку накладкой, и их внешним видом не заморачивались. Точно такие же швы, как правило - заполненные припоем, были в том же самом месте и у американских автомобилей тех лет, например - у Ford Mustang шестидесятых... восьмидесятых годов. Законы физики по всему миру одинаковы, и то, что на ГАЗе не могли с приемлемым процентом брака отштамповать крышу такой формы целиком, означает что в те годы это наверняка было проблемой и по другую сторону Атлантики.
Решение с накладкой было удобно с точки зрения технологии, но ухудшало внешний вид автомобиля и со временем приводило к появлению коррозии. На ГАЗ-3102 эту часть крыши переработали: шов сделали более аккуратным, а на ранних машинах ещё и заполняли припоем. Однако, делать это вручную посчитали слишком сложным и дорогим для массового производства, поэтому в девяностые годы, по мере упрощения и удешевления "Волги", от опайки этого шва на большинстве кузовов отказались. Требовалось принципиально новое решение проблемы, и его нашли. Чёткой датировки в статье нет, но очевидно, что самые ранние машины выпуска конца 90-х шли ещё с обычной сваркой в этом месте.
На ГАЗ-З110 накладка не предусмотрена, что потребовало дополнительной зачистки абразивным инструментом неровностей сварного шва до уровня поверхности панели кузова, рихтовки и нанесения слоя шпатлевки. То есть технология стала излишне трудоемкой. Необходим был процесс, обеспечивающий минимальное тепловложение и соответственно минимальные деформации тонколистовых панелей.
Один из наиболее эффективных в этом плане процессов известен — дуговая пайкосварка тонкой проволокой, которая, в отличие от обычной дуговой сварки, идет почти без расплавления кромок основного металла, что и обеспечивает минимальные деформации соединяемых элементов. Дуга должна лишь подогревать кромки деталей. Кроме того, нужно чтобы, формирование и перенос жидких капель электродной проволоки в соединение происходили с минимальным разбрызгиванием, для чего необходимо обеспечить импульсное управление током. Реализовать процесс пайкосварки с таким регулируемым импульсным управлением током удалось, использовав источник питания инверторного типа "Инвертэк STT-11" американской фирмы "Линкольн Электрик".
В состав собранного полуавтомата для механизированной пайкосварки в среде аргона вошли также подающий механизм LN-742 с четырьмя роликами и горелка "Магнум", обеспечивающие равномерную подачу проволоки малого (0,8—1 мм) диаметра. В рассматриваемом случае в качестве электродной применили бронзовую проволоку 0,8 Бр А8, разработанную институтом "Цветметобработка" совместно с ОАО "ГАЗ" и обеспечивающую необходимое формирование шва (с плавным переходом к основному металлу), хорошую обрабатываемость абразивным инструментом.
Сборка и последующая механизированная дуговая пайкосварка по новой технологии выполняются в поворотном кондукторе с использованием медных водоохлаждаемых кристаллизаторов-прижимов, дополнительно снижающих деформации металла (рис. 1). В итоге после сварки требуется минимальная зачистка металла шва до уровня основного металла, а рихтовка, герметизация и шпатлевка полностью исключены.
Как показали металлографические исследования, выбранные режимы сварки обеспечивают достаточно плотное соединение деталей и удовлетворительное, с требуемыми геометрическими размерами, формирование шва. При этом соединение образуется за счет диффузионной прослойки с минимальным подплавлением основного металла (рис. 2).
Работоспособность соединения проверили механическими испытаниями образцов на статическое растяжение: разрыв проходил по основному металлу.
Правильность технологического решения подтвердили и стендовые динамические испытания кузова: соединение выдержало число циклов нагружения, соответствующее пробегу 250 тыс. км.
Надеюсь, что эта публикация расставляет всё по своим местам в данном вопросе.
В заключение хочу отметить, что технология механизированной пайкосварки латунными и бронзовыми твёрдыми припоями в те годы широко применялась на иностранных автомобилях, и применяется до настоящего времени - с той разницей, что сегодня для неё как правило используется лазер. Например, по такой технологии выполнены швы на крыше многих современных автомобилей: