基于制造工藝車身鈑金異響分析及對策

劉欽帥　闖超

摘 要：本文通過對鈑金異響發生機理進行說明，結合整車生產工藝以及實際的案例，分析產生的原因，制定異響消除對策，闡述整個鈑金異響處理的一般流程。

關鍵詞：車身鈑金異響 碰撞異響 共振異響 摩擦異響

1 引言

隨著人們生活質量的提高，人們對汽車舒適性要求也越來越高，而車身異響嚴重影響駕駛舒適性，影響駕駛者心情，車身異響包括胎噪、風噪、發動機聲音、電機雜音以及鈑金異響等，其中鈑金異響因覆蓋在密閉的內飾里，無法直接觀察到，排查及維修難度相對較高。另外，整車制造涉及到沖壓、焊裝、涂裝、總裝四大工藝過程，每個工藝過程都可能是產生鈑金異響的影響因素，增加了從根本上解決鈑金異響問題的復雜程度。本文通過對沖壓，焊裝，涂裝，總裝四大工藝過程分析，提供鈑金異響解決思路。

2 異響機理及解決方法

異響機理主要有碰撞異響、共振異響、摩擦異響。碰撞異響：車輛行駛過程中，車身受力產生扭曲運動，鈑金之間約束限制不足，發生法向相對運動接觸，導致異響。共振異響：車輛行駛過程中，車身受振動激勵，鈑金剛度及阻尼不足，產生共振異響。摩擦異響：道路載荷傳遞到車身，鈑金之間約束限制不足，部分運動件相對滑移摩擦，造成異響。結合異響機理，鈑金異響的處理中心思想是，消除鈑件之間的相互碰撞、接觸摩擦，提升鈑金剛度，主要通過以下幾種方式：（1）增大鈑金件間隙或者使用填充物，如膨脹膠等消除或隔離鈑金件接觸：（2）更改鈑金結構，如增加加強筋、增加翻邊、增加補強膠片等提升鈑金剛度，消除車身共振異響；（3）增加焊點或者結構膠消除相對摩擦運動。

3 鈑金異響分析驗證

3.1 主要產生部位

通過對路試和市場鈑金異響問題反饋，鈑金異響發生的主要部位集中在以下區域，如圖1：

（1）A柱下部；

（2）B柱下部；

（3）車門鉸鏈處

運用CAE軟件對車輛行駛在扭曲路面受力狀態進行模擬分析，其中主要受力部位集中在A柱、B柱處，如圖2，A、B柱扭動，車身鈑金發生摩擦、碰撞、共振異響，而路試實驗及市場反饋鈑金異響也正集中在A、B柱處，符合異響發生機制。

3.2 原因分析及對策

鈑金異響問題解決的一般流程：首先通過路試明確問題，明確異響發生的部位，此時可以借用專用的工具，比如，聽診器和內窺鏡等，A、B柱及車門鉸鏈處較多，可以優先確認這幾處位置提升效率；其次，組建專業的團隊，對于鈑金異響這種復雜的問題通常是多種專業部門共同參與；再次，結合樹狀圖或者魚骨圖等管理工具對產生的可能原因進行排查分析，明確主要原因，根據原因制定相應的對策并鞏固措施。

下面從沖壓、焊裝、涂裝、總裝四大工藝方面分析引起鈑金異響的主要原因并制定相應對策，其中焊裝涉及的因素最多，我們做最后討論。

3.2.1 沖壓

沖壓引起鈑金異響的主要因素有鈑金單件搭接面精度超差和單件毛刺，其中精度超差會引起裝配后間隙減小，產生碰撞異響；單件毛刺，會產生接觸摩擦異響；圖3是某自主車型前圍連接板安裝型面超差導致鈑金異響，通過修模模具型面提升鈑金型面符合率消除異響。

對于單件毛刺引起的鈑金異響問題，解決辦法主要通過修模模具刃口消除鈑金毛刺。

3.2.2 涂裝

涂裝工藝造成鈑金異響的機制類似與共振異響，主要因素是烘烤不當造成的熱應力以及水性油漆材料的玻璃化轉變溫度過低等引起，主要表現為膨脹膠發泡不良、油漆粘連等，如下圖4所示。

玻璃化轉變溫度是水性油漆高聚物材料性能發生轉變的一個臨界溫度，當環境溫度低于玻璃化轉變溫度時，高聚物表現出的脆性；當環境溫度高于玻璃化轉變溫度時，表現出的彈性。產生異響主要原因也就是環境溫度高于玻璃化轉變溫度。而玻璃化轉變溫度主要受烘烤溫度、升溫速率以及烘烤時長影響，在這里不在詳述其發生的機理，若想了解水性油漆玻璃化轉變溫度對鈑金異響的影響可以參考2018年發表在時代汽車雜志的《水性涂裝材料玻璃化溫度對車身鈑金異響的重要性研究》文章。

對于烘烤不當造成的熱應力以及水性油漆材料的玻璃化轉變溫度過低引起的鈑金異響主要的解決方案是改變烘烤溫度、升溫速率以及烘烤時長。

3.2.3 總裝

總裝工藝影響鈑金異響的主要因素是安裝件螺栓扭矩未打緊，該類問題比較簡單，解決辦法是按照扭矩要求打緊螺栓并做好檢驗。

3.2.4 焊裝

焊裝是鈑金異響涉及因素最多的工藝過程，需要通過人、機、料、法、環等方面綜合分析。

人：人工作業一致性較差，作業過程中容易引起鈑金變形、焊點飛濺毛刺，裝配后引起摩擦異響。可以通過提升自動化率或者增加工藝紀律檢查頻次提升人的作業一致性來降低人的因素引起的鈑金異響故障率。

機：主要指夾具工裝以及焊接設備。夾具工裝缺少夾緊點或者夾緊不到位容易引起焊裝件鈑金變形、鈑金件內飛濺等質量缺陷。焊接設備焊接參數設置不當，引起焊接飛濺、毛刺、虛焊等焊接質量缺陷。以上都會引起鈑金件裝配后摩擦和碰撞異響。主要解決方案就是增加夾緊點消除夾緊不到位，優化焊接參數消除焊接質量缺陷。

料：是指鈑金單件來料型面變形、反彈、料邊毛刺等缺陷，主要解決方案是提升鈑金單件質量，降低運輸過程中引起的變形，增加進貨檢驗頻次等。

法：指車身設計方面。主要有鈑金件間隙設計過小、受力部位焊點間距設計過大以及焊接搭接面設計過小等。兩鈑金件間隙通常設計為3mm，過小設計車輛在行使時容易引起兩板件碰撞異響。如圖5是某車型鈑金件設計間隙過小，僅有1.9mm，引起鈑金異響。

受力部位焊點間距設計過大。在非受力部位兩焊點間距可以加大到70mm，但受力部位焊點設計間距應小于50mm，這樣可以增加車身剛度。

焊接搭接面過小，容易引起焊接咬邊、焊接飛濺等質量缺陷，通常搭接面設計最小13mm。

針對車身設計缺陷，要結合異響發生部位審查車身數據是否符合設計標準，對不符合標準的數據提出設變整改。

環：主要指生產線體焊渣、來料油污等。生產線體焊渣容易引起夾具裝夾不到位，焊接總成精度下降，總成裝配后摩擦異響。來料油污則會影響到焊接質量，如飛濺毛刺。通過定期清理線體焊渣以及降低來料油污等方法來降低該因素引起的鈑金異響。

4 鈑金異響案例

下面以實際案例來闡述下鈑金異響處理整個過程。某車型通過市場及路試反饋，A柱下部有“噠噠噠”異響聲音，數據統計，故障率為10%。根據故障車型，復現異響，確認為鈑金異響。焊裝牽頭，組建包括沖壓、涂裝、總裝、技術部在內的鈑金異響攻關團隊，沖壓排查異響部位鈑金件有無型面超差、有無毛刺問題。焊裝確認異響位置總成精度、焊點質量、有無焊點飛濺毛刺、作業遵守率等問題，涂裝針對異響位置放置溫控探頭，確認烘烤溫度及玻璃化轉換溫度。總裝確認異響位置螺接件扭矩是否符合標準。技術部確認設計問題，如焊點間距、鈑金件面與面之間的間隙、切邊與切邊、切邊與面之間的間距等。經過排查最終確認前圍骨架連接板型面超差、涂裝烘烤溫度不良、焊點設計間距195mm過大（正常要求30-80mm之間），為引起鈑金異響的主要因素。

針對引起鈑金異響的主要因素，通過以下措施有效降低鈑金異響故障率，從10%降低至0%。

1、修改超差型面，提升鈑金件合格率，圖6所示。

2、改變烘烤溫度、升溫速率以及烘烤時長工藝參數，圖7所示。

3、焊點間距過大，臨時措施增加結構膠，永久措施結構設變增加焊點，圖8所示。

5 結束語

鈑金異響問題比較復雜，涉及因素較多，要結合異響部位及故障現象綜合分析。本文通過對整車制造過程四大工藝重點焊裝工藝方面影響鈑金異響的因素分析，提出相應對策，為解決鈑金異響問題提供思路和方法。

參考文獻：

[1] 緱慶偉，關云霞. 基于轎車車身鈑金異響的分析研究[J].北京：時代汽車 2018.

[2] 梁波. 水性涂裝材料玻璃化溫度對車身鈑金異響的重要性研究[J].寧波：時代汽車2018.