0·前言
隨著汽車產品向著安全、節能、環保和無公害方向的快速發展以及汽車制造水平的不斷提升,車身膠粘劑作為汽車生產過程中的重要材料,在汽車的密封減震、緊固防銹和隔音隔熱等方面起著重要作用,并且還能代替某些鈑件的點焊、弧焊等傳統工藝,實現無法施焊鈑件的連接,從而優化了生產工藝??紤]到目前大部分車身膠粘劑均為流體膏狀物,易污染環境,故部分流體膠逐漸被固體膠所替代。新材料及新技術制成的新型車身膠粘劑的應用已成為汽車行業的迫切需求,奇瑞汽車也在該研究領域的實踐方面取得了長足發展。
1·焊裝車身結構及用膠部位
車身(如圖1所示)一般由發倉、前地板、后地板、側圍、頂蓋、四門兩蓋及前翼等組成。焊裝車身膠粘劑常用于側圍、發倉、頂蓋、四門兩蓋及前翼等部位。
圖1 車身結構
2·焊裝車身膠粘劑的選用原則
車身主要用于裝配內外飾,承載發動機和底盤等功能用件。車身生產應能適應不同車型的產品設計要求和生產工藝要求,故焊裝車身膠粘劑的選用原則如下:①鈑金件之間具有良好的粘接密封性能;②在涂裝前處理過程中具備良好的耐水洗性能;③電泳烘烤具有良好的固化膨脹性能;④粘接后具有良好的耐久性能。
3·常用焊裝車身膠粘劑的使用背景和方案
汽車制造的發展趨勢(如節能環保、安全舒適、低成本和長壽命等)對車身膠粘劑的使用性能和工藝性能提出了越來越高的要求,故必須選用適應汽車工業發展需求的高性能、高品質車身膠粘劑。
3.1點焊密封劑
點焊密封劑是焊裝工藝過程中常用的重要膠種之一,其主要成分是橡膠/增黏劑基料,通常單車用膠量為86~180g。車身鈑金件焊接前,在板件之間常使用經焊接、涂裝固化膨脹后具有一定粘接強度的彈性體,如此能有效起到密封、防漏和防腐蝕等作用。
這類密封劑自身性能要求具有良好的自熄性、對鈑金件無腐蝕、焊接時不產生煙霧、防腐蝕性高、耐高溫且可反復烘烤。使用結構部位有發倉前擋板、側圍上端加油口盒等零部件之間,主要起密封、防水作用。常用點焊密封劑的特點及性能、涂膠示意圖和密封劑使用部位分別如表1、圖2和圖3所示。
表1 點焊密封劑的特點及性能
圖2 涂膠示意圖
圖3 密封劑使用部位
密封劑使用注意事項:一般密封劑涂膠于板件焊接處,密封劑易從板件間擠出,涂膠位置一般靠近板件內側,涂膠直徑為3~5mm;涂膠位置偏差不超過5mm,涂膠量過少或涂膠位置偏差過大時,易產生密封不良,造成整車漏水。
3.2隔震膠
隔震膠是焊裝車身使用量大的膠粘劑,其主要成分是橡膠/增黏樹脂基料,單車用膠量一般為450~600g,可廣泛用于非焊接處的隔震等部位。在車輛行駛過程中,車體震動易引起部分薄板件震動;若震動幅度過大時,會與加強板碰撞而出現異響等現象,從而嚴重影響車輛的舒適性。
該隔震膠經涂裝烘烤固化后,具有很高的膨脹性能,能有效緩沖碰撞、減少剛性連接。這類隔震膠往往要求具備良好的抗流掛性能和抗酸堿液沖洗性能,能在固化膨脹前不流失,并且不影響槽液。這類隔震膠主要使用在車體外表面配件上(如四門防撞桿和車門、前后蓋和加強板等)。常用隔震膠的特點及性能、涂膠示意圖和隔震膠使用部位分別如表2、圖4和圖5所示。
圖4 涂膠示意圖
圖5 隔震膠使用部位
表2 隔震膠的特點及性能
隔震膠使用注意事項:涂膠位置通常在存在間隙的板件之間,易產生流掛,可在板件上增加涂膠槽,從而能有效控制涂膠位置和涂膠量;涂膠直徑通常為3~5mm,若接觸面積較大(如防撞桿處涂膠量很大)時,隔震膠用量需根據實際情況進行調整。用膠量過多或過少時都會影響車身質量:用膠量過多時,隔震膠經固化膨脹后易在外板處形成鼓包,從而影響油漆表面的美觀;用膠量過少時,不能起到減震效果。
3.3折邊膠
折邊膠是一類比較特殊和重要的膠粘劑,其主要成分是改性環氧樹脂基體,單車用膠量通常為10~14g,主要用于前后門、前后蓋、前翼子板等折邊部位。該折邊膠的剪切強度較低,但彈性極好,粘接強度較高(粘接強度足以取代全部或部分焊點)。常用折邊膠的特點及性能、涂膠示意圖和折邊膠使用部位分別如表3、圖6和圖7所示。
表3 折邊膠的特點及性能
圖6 涂膠示意圖
圖7 折邊膠使用部位
3.4結構膠
結構膠與折邊膠一樣,在焊裝車身車間也比較重要,其主要成分是改性環氧樹脂基體,單車用膠量一般為35g左右。結構膠的使用特點和性能類似于折邊膠,單位面積內的粘接強度與單位面積內焊點強度可以完全等效。該結構膠主要用于車身骨架部分結構復雜、無法施焊等部位。
4·新型焊裝車身膠粘劑的使用背景和方案
汽車工業的快速發展必然帶動車身膠粘劑技術的不斷發展。以下介紹奇瑞焊裝新型車身固體膠條(膠片或膠塊)的使用情況。
4.1密封用膠條和膠片
通常點焊膠呈膏狀物,其性能雖滿足使用要求,但工藝上卻存在諸多弊?。ㄈ绯S猛磕z方式為手工涂膠,人工涂膠量不易控制;涂膠過多時會造成溢膠,污染環境,影響生產效率;涂膠過少時易產生縫隙,導致后道工序漏水等)。
奇瑞采用機器人涂膠,能保證涂膠量和涂膠位置的一致性,但由于工藝布局有限,部分工位無法使用機器人涂膠(圖8a為機器人在給頂蓋橫梁涂膠)。因此,采用密封用膠條或膠片能有效解決上述難題。密封用膠條或膠片的特點及性能如表4所示。
表4 密封用膠條或膠片的特點及性能
圖8 密封用膠條或膠片的使用部位
目前,奇瑞公司A3車型已成功使用了加油口盒密封用膠片(圖8b)、拇指密封劑(圖8c)等,有效提升了密封、防水效果。
4.2隔震膠帶
隔震膠在用于發動機前蓋、側圍外板的填充減震時,由于涂膠部位間隙較大,故涂膠后易引起膠液流掛,難以起到減震作用。隔震膠帶以合成橡膠為基體(呈固態),不易流掛,滿足工藝要求,減震效果也遠優于糊狀隔震膠。圖9為側圍后輪罩處防震膠條。隔震膠帶的特點及性能如表5所示。
圖9 防震膠帶使用部位
表5 隔震膠帶的特點及性能
5·結語
車身膠粘劑是車輛制造環節中重要的工藝材料之一,其在車身的密封、減震、隔音、連接以及優化生產工藝、減輕車身質量等方面具有重要作用。隨著自主品牌企業車身制造技術的不斷發展與完善,焊裝車身必將越來越多地應用新技術、新材料制成的新型車身膠粘劑,這對促進新型結構材料在汽車上的應用同樣具有重要作用。