新材料与工艺手册

[胶接] 车身焊装涂胶工艺研究

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发表于 2020-3-16 13:46:01 | 显示全部楼层 |阅读模式

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车身焊装涂胶工艺研究
刘美娜
(广州汽车集团股份有限公司 汽车工程研究院,广州511434)
【汽车轻量化在线】摘要:为了在车身生产制造过程中合理选用车身焊装常用胶,首先介绍车身焊装常用胶的种类和作用,然后研究焊装常用胶的涂胶工艺过程、车身涂胶位置及涂胶工艺要求,为实际生产过程中涂胶工艺的应用提供指导。
关键词:涂胶工艺 位置 工艺要求
1 前言

[size=1em]如今汽车产品向安全节能、绿色环保和无公害方向发展,汽车生产过程中,车身用胶至关重要,应用也十分广泛。车身焊装涂胶不仅可以起到密封、减震、防锈、隔音隔热、降低噪声的作用,还能够代替点焊、弧焊等传统工艺,实现钣金件的连接,从而优化生产工艺,因此,合理选用焊装用胶至关重要[1]。

2 焊装用胶种类

[size=1em]车身焊装常用胶为折边胶、点焊胶、结构胶、减震胶和指压胶。

[size=1em]折边胶是用于车身钣金件折边结构的胶粘剂的通称,主要用于四门两盖等零件的装配。

[size=1em]点焊胶是预先涂布在钢板焊接的搭接部位,点焊后填实缝隙,防止锈蚀,在一定程度上降噪,防止焊缝间隙漏水、透风和漏尘,保证车内环境不受到外界污染[2]。

[size=1em]减震胶用于减少行车中的振动和噪声,很多零件之间会存在一定缝隙,行车过程中就会因振动而产生噪声,将减震胶涂布在两零件之间,可以有效减少噪声。也可代替外观焊点,例如发盖外板与内板之间涂布减震胶,其经加热固化,胶层具有较高的粘接强度,受热膨胀后将发盖外板与内板紧密结合为一体,不需要焊点,提高车身美观性[3]。

[size=1em]结构胶在汽车制造上的应用,不仅可以起到增强汽车结构的作用,还能够代替某些部位的焊接、螺接等传统工艺方法,实现相同或不同材料之间的连接,简化生产工艺,优化产品结构。

[size=1em]指压胶应用于填补金属钢板搭接处的缝隙,起到防水、防尘、隔振作用。指压密封胶一般是无毒、无味、无粘性,并且与钢板附着性好,在油漆烘干过程中进行固化,烘干过程中不流淌、不收缩,与密封件结合力好。该材料在客车、越野车、重型卡车等车型中应用较多[4]。

3 焊装涂胶工艺3.1 工艺过程

[size=1em]折边胶涂胶工艺过程如图1 所示。

[size=1em]点焊胶涂胶工艺过程如图2 所示,冲压件在焊接前,将胶用机械涂胶机、手动挤胶枪或刮板涂在结合处的单板上,然后将两板合拢点焊。

[size=0.8em]图1 折边胶涂胶工艺过程

[size=0.8em]图2 点焊胶涂胶工艺过程

3.2 车身涂胶位置

[size=1em]折边胶通常使用在车门、发动机盖、行李箱盖等包边位置,由于包边结构实际是点焊结构的一种补充,在外观要求较高、结构空间不足的地方,包边逐步取代了点焊,如加油口盖、顶盖天窗处、侧围后轮罩处、前翼子板后边沿。

[size=1em]点焊胶主要集中在地板上,尤其以发动机舱周围、前后轮罩周围的密封要求最重要。典型的涂胶位置为前地板与前舱、后地板搭接处,如图3中①、②处;侧围与地板的连接处,如图3 中③、④处;后内轮罩与侧围的连接处、与地板的连接处,如图3 中⑤、⑥处。机舱应用点焊胶位置如图4 所示。侧围应用点焊胶,如图5 所示。

[size=0.8em]图3 下车体点焊胶位置

[size=0.8em]图4 机舱点焊胶位置

[size=0.8em]图5 侧围点焊胶位置

[size=1em]减震胶主要用于前、后舱盖内外板中间连接部位,如图6 为发动机盖减震胶位置;顶盖与顶盖横梁中间连接部位,如图7 所示;前、后车门外板与加强板中间连接部位等。

[size=1em]车身结构中,很多位置由于车身碰撞强度要求等原因无法布置预留足够的焊钳焊接空间,但又要求钢板连接在一起,对这些部位通常用结构胶代替焊点。常见的应用结构胶的部位包括加油口盒组件与侧围组件配合处,如图8 所示;后地板面板和交叉横梁配合处,如图9 所示;顶盖后横梁与侧围连接板配合处等。

[size=0.8em]图6 发动机盖处减震胶

[size=0.8em]图7 顶盖横梁处减震胶

[size=0.8em]图8 加油口盒组件与侧围组件配合处减震胶

[size=0.8em]图9 后地板面板和交叉横梁配合处减震胶

[size=1em]车身结构中不可避免地会形成一些较大的缝隙,这些缝隙需要用指压胶进行填补,常见的缝隙包括后地板侧板与侧围之间缝隙处、左右前纵梁根部与前围板横梁之间缝隙处及门槛加强板后段与后轮罩之间缝隙处等。

3.3 涂胶工艺要求

[size=1em]为防止折边后在内、外板之间出现间隙,折边胶的涂布量必须准确,过多的胶会在折边时溢出,污染工具并影响外观质量,过少的胶会出现粘接强度下降,还会引起后续涂布焊缝密封胶时出现气泡,图10 为折边胶涂胶的3 种方式,通常我们应用的是图10c 方式。

[size=0.8em]图10 折边胶涂胶方式

[size=1em]折边胶涂胶相关参数如图11 所示,其中,d 为折边胶直径,建议3 mm;a为胶中心与外板折边处内表面的距离,建议5~7 mm;接触面A 为折边后填充满折边胶接触面,B 为折边后胶填充长度,建议不小于折边与内板接触面长度的20%,要求C区域-无溢胶,要求D区域全部填满。

[size=0.8em]图11 折边胶涂胶相关参数

[size=1em]点焊胶涂胶相关参数如图12所示,涂胶时要有足够的翻边宽度,一般涂胶位置涂胶宽度4~5 mm,对于强度要求较高的重要涂胶位置涂胶宽度6~8 mm,同时胶离零件止边a 要大于2 mm,这样要求涂胶处的焊接边宽度L 至少12 mm;涂胶处翻边原则上不能开缺口,不利于涂胶操作;涂胶处零件的装配结合应沿翻边垂直方向,否则侧面的滑动会把胶蹭掉,确定零件装配方向时需考虑;涂胶处30 mm距离内不能设置弧焊、钎焊,防止胶粘剂氧化、燃烧,同时降低焊接性能。

[size=0.8em]图12 点焊胶涂胶相关参数

[size=1em]减震胶主要采用点状涂胶和线状涂胶两种涂胶形式,点状涂胶较为经济,但操作性不好,人工涂胶用时较长,可采用多点涂胶机来提高效率;线状涂胶人工操作时效率较高,但耗胶多。涂胶处钣金结构通常设置凹槽,以便于胶敷着,如图13 即为典型的涂胶凹槽结构,零件间间隙要求小于3 mm,当间隙小于2 mm 时,零件有干涉的可能,间隙过大时减震胶无法起到良好的连接作用;涂胶凹槽最低点离上板材的间隙要求5~8 mm,防止在烘烤前由于震动将突出部分的胶挤出而使减震胶连接失效。

[size=0.8em]图13 减震胶凹槽结构

[size=1em]涂结构胶时要求涂胶直径为3 mm,涂胶离钣金边缘最小2 mm,连续均匀涂胶,如图14 所示。若涂胶区域有漏液孔,需要避让。

[size=0.8em]图14 结构胶涂胶要求

[size=1em]指压胶涂胶直径大小按缝隙尺寸控制,以在各种车况下不脱落为准。对于车身上的缝隙半径在3 mm 内的,一般可以不用填堵指压胶;缝隙半径大于3 mm 小于5 mm,而且有密封要求的,需要填堵指压胶。

4 结论

[size=1em]综上所述,介绍了车身焊装常用胶种类和作用,为车身合理选用焊装用胶提供参考依据。介绍焊装常用的折边胶、点焊胶、减震胶、结构胶和指压胶涂胶工艺过程,研究车身上的涂胶位置及涂胶工艺要求,为实际生产过程中涂胶工艺的应用提供指导。


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