涂膠工藝設(shè)計(jì)提升車身密封性能

奇瑞商用車（安徽）有限公司 安徽蕪湖 241000

汽車的車身是由各種不同的鈑金件經(jīng)焊接、鉚接和粘接等工藝組裝而成的整體。在目前的國內(nèi)外汽車生產(chǎn)線上，點(diǎn)焊的焊接工藝被普遍采用，其特點(diǎn)是操作方便、工藝簡單和焊接強(qiáng)度高，而且容易實(shí)現(xiàn)自動化和半自動化。但由于各個零件平整度存在差異，必然會形成大大小小的焊縫。提高零件的平整度和選擇合適的焊接規(guī)范雖然可以使焊縫減小到一定程度，但不可能使焊縫完全消除。

焊縫的存在，會大大降低整車的密封性能。雨水、灰塵進(jìn)入車身空腔會引起鋼板生銹，降低車身的使用壽命。灰塵和外界噪聲進(jìn)入車室，會使車內(nèi)環(huán)境惡化、降低乘坐舒適性。為減少焊縫帶來的這些負(fù)面影響，目前大多數(shù)廠家都應(yīng)用涂膠工藝提高車身的密封性。

車間常用密封材料

1.點(diǎn)焊密封膠

在車身焊接前先將點(diǎn)焊密封膠涂布在各零件的搭接區(qū)域。點(diǎn)焊密封膠隨車身一起酸洗、磷化和電泳涂漆，最后在電泳漆的烘房固化，起到對焊縫密封的作用。實(shí)踐證明，正確使用了點(diǎn)焊密封膠的車身，在車身使用壽命、整車密封性能和車內(nèi)環(huán)境等方面都會有較大的改善。

點(diǎn)焊密封膠的基材：合成橡膠。點(diǎn)焊密封膠的主要性能指標(biāo)：硬度（邵氏A）10～50HA，剪切強(qiáng)度≥0.8 MPa，破壞狀態(tài)≥90%CF。點(diǎn)焊密封膠的斷面尺寸：直徑（5±1）mm的圓，圓心離邊界7mm。

點(diǎn)焊密封膠的工藝特點(diǎn)如下：

l）點(diǎn)焊密封膠一般都為單組份膠，使用起來很方便。

2）點(diǎn)焊密封膠與鋼板的黏附力好，便于涂膠。

3）點(diǎn)焊密封膠一般不含有害溶劑，對施工環(huán)境及工人的身體健康無明顯影響。

4）點(diǎn)焊密封膠可以手工刮涂，也可以氣泵擠涂。

2.點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)膠

在一些鈑金搭接處，不僅有密封要求，還有強(qiáng)度要求。在此狀態(tài)下，點(diǎn)焊密封膠因其剪切強(qiáng)度太低無法滿足要求，這就需要采用點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)膠。試驗(yàn)已證明，結(jié)構(gòu)膠不僅能起到提高板材搭接強(qiáng)度的作用，也具有良好的密封效果。

點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)膠基材：環(huán)氧改性樹脂。點(diǎn)焊密封膠的性能要求：剪切強(qiáng)度≥20MPa，破壞狀態(tài)≥90%CF，T形剝離強(qiáng)度≥8N/mm。斷面尺寸：直徑φ（3±1）mm的圓柱，圓心離邊界（7±2）mm。

點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)膠的工藝特點(diǎn)如下：

1）點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)膠一般都為單組份膠，使用起來很方便。

2）點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)膠與鋼板的黏附力好，便于涂膠。

3）點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)膠一般不含有害溶劑，故對施工環(huán)境及工人的身體健康無明顯影響。

4）點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)膠膨脹率低，用于密封涂膠時需在密封部位涂滿。

涂膠密封設(shè)計(jì)及工藝規(guī)劃

涂膠密封的關(guān)鍵在于其設(shè)計(jì)及工藝規(guī)劃，主要遵循以下幾點(diǎn)。

1.盡量使用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，減少用涂膠進(jìn)行密封

如圖1所示，分別為后地板后圍ACC安裝支架部位鈑金，A車型與B車型鈑金對比：B車型此部位為兩層鈑金搭接，此處需要考慮涂膠密封；A車型此部位設(shè)計(jì)為單層鈑金，不需額外密封。而在實(shí)際生產(chǎn)過程中，B車型鈑金結(jié)構(gòu)存在漏雨現(xiàn)象，而A車型鈑金結(jié)構(gòu)無漏雨問題發(fā)生。因此，涂膠設(shè)計(jì)時，盡量使用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，避免用涂膠進(jìn)行密封。

2.不要將涂膠密封部位作為水流通道設(shè)計(jì)

如圖2a所示，某A車型實(shí)際生產(chǎn)淋雨試驗(yàn)過程中，漏雨問題時有發(fā)生。經(jīng)排查驗(yàn)證為機(jī)艙側(cè)圍連接板與側(cè)圍搭接部位存在孔洞，而孔洞下方為側(cè)圍外板與加強(qiáng)板搭接處，此部位為涂膠密封，而此部位恰為積水區(qū)。整車狀態(tài)下雨水會經(jīng)過前風(fēng)擋直接匯聚流入孔洞，并在側(cè)圍外板與前連接板處流出，側(cè)圍外板與加強(qiáng)板涂膠位置為積水區(qū)，涂膠質(zhì)量對其影響較大。由于人工涂膠存在不穩(wěn)定因素，因此，此部位漏雨問題時有發(fā)生，無法根本杜絕。

改進(jìn)方案：由于人工涂膠一致性難以控制，因此，車型改款時對機(jī)艙側(cè)圍連接板部位結(jié)構(gòu)進(jìn)行規(guī)避優(yōu)化。如圖2b所示，B車型機(jī)艙側(cè)圍連接板與側(cè)圍及輪罩邊梁焊接后形成一個密封空間，流水通道不經(jīng)過機(jī)艙側(cè)圍連接板內(nèi)部，并且下方側(cè)圍前連接板設(shè)計(jì)排水孔，這樣即使有水流經(jīng)其他方式進(jìn)入內(nèi)部也會快速排出，遠(yuǎn)遠(yuǎn)減小了對側(cè)圍外板與加強(qiáng)板涂膠的要求。后序生產(chǎn)淋雨試驗(yàn)過程中，此部位無漏雨問題發(fā)生。

3.涂膠設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮水流

涂膠設(shè)計(jì)時應(yīng)考慮水流對密封程度的要求，避免出現(xiàn)水流大小不同、密封效果不同的現(xiàn)象。水流具有康達(dá)效應(yīng)，應(yīng)充分考慮這一物理現(xiàn)象。

A車型在梅雨試驗(yàn)過程中，機(jī)艙前圍發(fā)生漏雨現(xiàn)象，確認(rèn)機(jī)艙前圍中橫梁涂膠狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)實(shí)際涂膠狀態(tài)滿足涂膠設(shè)計(jì)要求。進(jìn)一步排查得知膠兩側(cè)均作為排水通道，當(dāng)進(jìn)行大雨試驗(yàn)時水流沿如圖3所示狀態(tài)流水，水流到車身外部；當(dāng)進(jìn)行梅雨試驗(yàn)時，水流沿如圖3b所示狀態(tài)流水，水流到車身內(nèi)部，漏水問題。

改進(jìn)方案：如圖3c所示，對涂膠軌跡以及長度進(jìn)行變更，使機(jī)艙前圍中橫梁涂膠形成閉環(huán)，避免梅雨試驗(yàn)時，小雨流進(jìn)車身內(nèi)部造成漏雨問題。后序梅雨試驗(yàn)驗(yàn)證，無漏雨現(xiàn)象發(fā)生。

4.避免兩種涂膠或者兩個位置涂膠拼接在一起進(jìn)行密封

在實(shí)際涂膠中，盡量避免兩種涂膠或者兩個位置涂膠拼接在一起進(jìn)行密封，減少搭接縫處進(jìn)水的風(fēng)險。因?yàn)橥磕z為黏稠體，可能出現(xiàn)鈑金搭接部位臺階凹角處出現(xiàn)未完全涂到的現(xiàn)象，造成兩膠未完全連接上，或存在縫隙導(dǎo)致漏水。

如圖4a所示，某B車型后地板后圍部位ACC安裝支架線束膠堵部位發(fā)生漏雨現(xiàn)象。經(jīng)排查：如圖4b所示，角部標(biāo)注位置由焊裝點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)膠在內(nèi)側(cè)密封，圖中焊縫密封膠在外側(cè)密封，兩膠搭接處因存在縫隙導(dǎo)致漏水。

改進(jìn)方案：后地板后圍部位ACC安裝支架線束膠堵部位鈑金，將兩層板搭接改為單層板。如圖4c所示，A車型結(jié)構(gòu)為單層板，無點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)膠，直接采用焊縫密封膠進(jìn)行密封，避免造成兩種角搭接產(chǎn)生縫隙而導(dǎo)致漏雨的問題。后序車型設(shè)計(jì)中，此部位均采用A車型結(jié)構(gòu)提升車身密封性能。

結(jié)語

整車涉水、防雨密封等整體密封性能是整車環(huán)境適應(yīng)性中重要的組成部分。良好的車身密封性能不僅需要合理的車身結(jié)構(gòu)和密封設(shè)計(jì),而且還需要良好的工藝保證及生產(chǎn)過程能力控制。焊裝車間對焊接零件間隙的控制、密封膠的正確使用工藝，都會對整車的密封性能產(chǎn)生巨大的影響。采用涂膠工藝來提高整車密封性顯得尤為重要，涂膠類型選擇以及車身涂膠設(shè)計(jì)是影響車身密封的重要因素。