B。税 一中国汽车工业工程公司工艺工程院/彭西洋廖锟 轿车车身生产中的 涂胶工艺 典型轿车白车身由300~500个薄板冲压件焊接而 成,焊点数多达3000~6000个,会不可避免地存在焊 缝。在汽车制造中,如果各钣金件连接处的缝隙没有采 取有效措施进行密封,汽车在行驶中会出现漏水、透风 和漏尘现象,严重的可能引起焊缝处钢板锈蚀,使钢板 过早穿孔,加速车辆的报废。因此,焊缝处密封性的好 坏直接关系到车身的质量和耐锈蚀能力,直接影响汽车 整车的安全性和使用寿命。在车身焊装车间,白车身生 产中涂胶工艺应用广泛,各种胶由于应用部位的不同而 有一定的差别。 汽车生产中胶粘剂的分类 近年来,以粘接替代点焊或部分替代点焊进行组装 车身技术的发展,使胶粘剂在车身装配中又有了新的应 用。密封胶或胶粘剂的种类很多、分类方法各异。 目前根据焊装工序白车身制造过程所涉及的工作部 位和功能,可将车用胶粘剂按工艺用途大致分为四类: 折边胶、次结构折边胶和折边胶带(结构胶带);点焊 密封胶和点焊胶带;膨胀型减振胶和膨胀粘胶带;钣金 补强胶片、空腔结构增强材料。 按状态可分为液态发泡固化增强材料、固态状发泡 涂胶工艺技术 为满足汽车制造技术不断提高的需求,涂胶粘结密 封作为汽车生产所必需的重要辅助制造方式之一,应用 粘接固化增强材料、成形材料(钢铁、铝或尼龙等)+ 粘接层增强材料。 从焊装工序车身上应用的胶粘剂、密封胶按照汽车 车身粘按的主要形式分为两种:非结构型和结构型。非 越来越广泛。通用的焊缝密封方法是涂密封胶,其原理 是借助胶粘剂在固体表面上所产生的粘合力,将同种或 不同种材料牢固地连接在一起,同时在相互连接作用的 结构粘接是指车身连接件表面的粘涂、密封和功能性粘 按,典型的非结构胶包括表面粘接用胶粘剂、密封和导 电胶粘剂等。结构型粘接是将结构单元用胶粘剂牢固地 表面间形成密封面,并保证密封面不发生渗漏,起到密 封作用。密封实际上是一种连续粘接,使用这种粘接方 法可以粘住需密封的接头,以防止产生破坏作用的液体 和气体的渗入。 固定在一起的粘接现象。所用的结构胶粘剂及其粘接点 必须能传递结构应力,在设计范围内不影响其结构的完 整性及对环境的适用性。 车身在生产中应用涂胶剂或密封胶技术,首先通过 涂胶,简化生产工艺,节省材料使用,增加零件强度。 其次,通过涂胶,对车身进行防振、隔热、防腐、防 锈、放松、防漏、降噪、减重,提高汽车舒适性和安全 汽车生产中焊装涂胶工艺介绍 由于各种胶所用部位及功能不同,对胶的要求和生 产中工艺性要求也不同。 性,在延长汽车寿命方面起着特殊作用。还有,通过涂 胶,在一定程度上能够解决NVH(Noise噪声、Vibration 振动、Harshness舒适性)问题。 1.折边胶 (1)通常采用折边胶粘结工艺替代点焊工艺有以 下优点:粘结强度高;通过涂胶粘接密封工艺可以减少 MC瑗代墨部件2 2车 5期83 Www.mc195O C0,'77 B。d 车身上的点焊点数,使得车身外观美观,无焊点凹坑; 抗冲击好,采用粘接方法无应力集中现象,抗冲击效果 好;抗疲劳强度优于点焊连接。 (2)折边胶应用工艺的选择折边胶工艺选择、 设计遵循的原则有:①根据不同车型(SUV/轿车/载货 汽车),不同部位(车fl/发动机盖/行李箱),不同烘 烤(1次/2次)工艺选择合适的折边产品。②车身设计 是对于包边压合部位间隙无特殊要求,可仍按不施胶时 厚度设计;在设计四个门包边采用折边胶时要考虑设计 车门装卸(配)强度,通常采用预烘烤、四角点焊、采 用玻璃微珠等方法来实现。③涂胶部位、涂胶数量要正 确。④在冬季选用折边胶时,尽量采用折边胶黏度低的 产品,易于施工;也可以采用带加热、保温装置的涂胶 机,用恒温箱或灯照等加热方式将胶加热后使用。⑤采 用涂胶后会产生初步强度,在装配过程中保证尺寸稳定 性称为装配强度,为达到装配强度,通常采用预固化措 施。 随着胶品种和性能的发展,目前国外汽车结构粘接 应用已经不局限于四门两盖,开始在车身内部如顶盖梁 等部位与点焊一起应用,增加空腔结构强度,减少局部 应力,提高结构韧性,降低腐蚀。此外,其他粘接材料 如汽车玻璃粘接也可以提高车身结构刚性,增加侧撞安 全性、提升NVH性能。 2.点焊密封胶 一般情况下,点焊密封胶可应用于所有车身焊缝, 但考虑成本效益,一般应用于车底(考虑尘、水)、前 围(考虑进风)、车顶(考虑漏雨)、部分侧围(考虑 阻隔噪声);对于车顶前围等重要部件,一般采用点焊 胶和接缝密封胶一起使用,以增加密封效果。 通常,根据使用部位缝隙大小选择膨胀型或非膨 胀型,需根据生产工艺选择合适的点焊密封胶。此外, 考虑涂装生产工艺,根据自己前处理线方式选择经济实 惠的胶剂。目前日系丰田、美系通用采用成形材料比较 多。目前发展趋势为点焊胶与减振胶合并,简化焊装车 间用胶品种。 在生产过程中,使用点焊胶时,如果不能顺利焊 接,根据工艺应适当调整焊接参数,如增加电极压力、 适当延长焊接时间等,以获得最佳效果。既不影响点焊 强度,又不过多增加能耗,一般涂布点焊密封胶后,电 极压力要增加l3%~20%,电流强度降低10%~20%。由 84 2012 笋5 珊代露部件 www.mc1950.com 于点焊密封胶黏度相对较低,如出现出胶困难,叮以适 当加热。 3.减振胶 根据减振胶特点,与点焊胶类似,根据使用部位缝 隙大小选择膨胀型或非膨胀型。 根据外板刚性强弱选择减振胶软硬,如果钢板较 薄,推荐采用硬度8~20HRA硬度减振胶产品。F1、韩 系一股要求材料弹性好、软,材料粘接强度低,内聚 差;欧美系一般要求材料粘按强度高、结实,但硬度 高。目前奇瑞、长城均采用硬度较低的产品。 在生产中选择合适的涂胶工艺非常重要,涂胶量 多少要求根据设计规定操作。通常所使用减振胶或防 振胶,黏稠度要适中,吐出量在60g/arin(直径2ram, IO ̄C)。由于胶粘剂属于假塑性流体,转速、转子不同 黏度则不同,且目前无统一估计标准,因此一股旋转黏 度仅作为一个参考值。目前汽车行业越来越多采用压流 黏度(一般称为吐出量)作为参考标准。压流黏度指在 一定压力下胶粘剂lmin通过标准孔径的重量。一般压力 通常采用汽车行业中通常的0.5MPa,孔径选择2ram。 4.钣金补强胶片,空腔结构增强材料 由于车身轻量化设计需要,通过改进汽车结构,降 低材料厚度,外板薄壁化、结构件中空化等来实现。相 应的车身局部刚度下降,车门、顶盖和侧围等部位容易 在汽车行驶过程中产生共振和噪声;安全性能下降,容 易对乘客造成伤害。通常采用补偿措施是采用钣金复合 补强或空腔复合补强。 薄板补强胶片增强原理:补强胶片经电泳烘烤T J 固化后,玻璃纤维、粘接层与钢板形成三文治结构的高 强度复合结构,从而增强钢板刚性、抗弯强度和冲LI;-性 能。抗弯强度是未应用补强胶片钢板的3~9倍(不同型 号、厚度补强效果不同) (详见附表)。 车身外板冲压过程中,在弯、角等部何钠板因f中 压成形延展变薄弱,产生应力集中,任车辆长期运行巾 产生振动疲劳,从而导致裂纹产生、扩展。通常采取了1= 应力集中和薄弱部位,粘贴补强胶片,不仅提高了钢板 刚度,同时通过粘接层中橡胶等高分子材料的作用,将 振动能转换成分子位移、形变和热能,从而消耗振动能 量,提高薄弱处疲劳强度。通过粘贴高分子补强材料, 在增加刚度同时,提高了钢板固有共振频率,降低r对 部分振动敏感性,使其不易产生由车体及外界噪声所引