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9页汽车涂胶工艺介绍[精读]汽车涂胶工艺介绍摘要 本文介绍了胶粘剂/密封胶在汽车工业中的应用情况,讲述了不同胶粘剂 /密封胶的应用部位和应用原理关键词 汽车 胶粘剂 密封胶1. 前言随着汽车制造技术的发展及其不断提高的性能要求,胶粘剂密封胶作为汽车生 产所必需的一类重要辅助材料,应用越来越广泛粘接技术在汽车制造上的应用, 不仅可以起到增强汽车结构、紧固防锈、隔热减振和内外装饰的作用,还能够代替 某些部件的焊接、铆接等传统工艺,实现相同或不同材料之间的连接,简化生产工 序,优化产品结构在汽车向轻量化、高速节能、延长寿命和提高性能方向发展的 道路上,胶粘剂密封胶发挥着越来越重要的作用汽车制造大体上可能分为以下几个步骤,即车身的制造,发动机及底盘的制 造,总装配等,图1 为汽车制造过程示意图本文将对汽车车身的制造过程中焊装 工序、涂装工序、总装工序、装配工序胶粘剂密封胶的应用情况进行详细介绍,同 时对汽车前期研发用材料、特殊工艺用胶情况做一些简要介绍2. 汽车车身制造工序车身是汽车总体的主要组成部分之一通常,载重汽车的车身是驾驶 室(包括车前板制件即车头部分),货箱及车架大客车和轿车车身有些有车 架,有些没有车架,车底板就起车架的作用。
车身的制造按照其结构特点,大致要经历以下几道工序:1、车身的冲压该工序主要通过压力机上的模具,对金属板材在其压力下冲压成一定形状的车 身零部件2、车身的装配与焊接 目前车身通常采用的装焊方式为接触点焊,分双边点焊和单边点焊,接触点焊 是在电极压力的作用下,将焊接件紧密接触,利用电流流经焊件时所产生的电阻热 加热焊接件,使焊接点熔合在一起3、车身的涂装 经由焊装组装完成后的车身壳体要进行涂装,涂装的作用主要是起防锈、防 腐,延长车身寿命和装饰目的汽车车身涂装通常要经过图 2 的工序:3. 汽车粘接/密封胶的应用3.1 汽车用胶粘剂密封胶选用原则 汽车生产是批量性、流水式生产,在生产过程中有其特殊性,此外,作为交通 运输工具的汽车在各种道路、气候下行驶,因此,汽车用胶粘剂、密封胶必须充分 满足和适应汽车制造厂中的生产工艺,大批量、流水线生产及应用性能要求具体 要求见表 13.2 胶粘剂密封胶在汽车上的主要应用部位图 3 标明了胶粘剂、密封胶在汽车上主要应用部位图 3 粘接剂、密封胶在汽车上使用部位示意图1.车灯胶;2.发动机罩减震胶;3.发动机变速器密封、锁紧;4.车窗粘接、密 封;5.顶棚粘接;6.隔热材料粘接;7.顶盖流水槽密封;8.行李箱内衬粘接;9.内饰粘 接;10.防震粘接剂:1L车外装饰条粘接;12.车底防石击涂料:13.点焊密封胶;14.刹 车蹄片粘接3.3 胶粘剂密封胶在汽车车身上的应用情况车身上应用的胶粘剂、密封胶主要有折边胶粘接剂、点焊密封胶、减震胶、焊 缝密封胶、抗石击涂料、指压胶、内饰胶、风挡玻璃胶、丁基密封胶、厌氧胶、硅 酮密封胶等,下面分别介绍各种类型粘接剂、密封胶在汽车车身上的应用部位及使 用要求。
3.3.1 车身焊装工序用粘接剂密封胶 车身焊装是车身制造的重要工序,为了提高车身的密封、防锈蚀性,减轻振 动,需要在车身钣金搭接处涂敷密封胶近来,以粘接代替点焊或部分代替点焊组 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在焊装线使用的粘接 剂、密封胶,除了要具备汽车用胶的一般性能外,最重要的是对涂装工艺不会产生 不良影响,能承受涂装前处理工艺的冲洗,不污染电泳液及涂层质量目前焊装工 序主要应用的胶粘剂密封胶有三类:1)折边胶汽车的车门、发动机罩盖和行李箱盖板等部件通常是将内、外盖板折边后点焊 连接的但是这种工艺使车身表面增添了许多由焊接而造成的凹坑,严重影响了车 身的外观质量为了解决这个问题,国外从 70年代开始采用粘接取代点焊的方法 来生产汽车车门、发动机罩和行李箱盖的折边结构,所用的粘接剂称为折边胶图 4 为折边工艺过程示意图以粘接代替焊接制造汽车折边部件有着十分广泛的应用前景,是汽车制造工艺 的发展方向,除了车门、发动机罩、行李箱盖以外,也可用于侧围等其它部位2)点焊密封胶汽车车身由若干块钢板焊接而成,焊缝存在是不可避免的,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,是整车技术性能中一项十分重要的指标。
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,汽车在行驶中必然出现漏水、透风和漏尘现象,严重的可能引起 焊缝处钢板的锈蚀,使钢板过早穿孔,加速车辆的报废汽车制造业现在通用的焊 缝密封方法是涂布点焊密封胶其从使用性能上可以分为膨胀型和非膨胀型两大 类,使用工艺如下:冲压件在焊装前,将胶涂敷在冲压件结合处的单板上,然后将 两板合拢点焊,随电泳漆、中涂面漆等烘烤工序一块固化汽车生产中使用的点焊密封胶要求具有好的施工工艺性、触变性,能够保证密 封性能,在经过后序涂装工艺前处理时,不被冲洗掉,同时小能污染电冰液,点焊 胶中不能含有硅类物质,微量的硅树脂都可能对电泳漆和面漆质量造成危害又不 能影响点焊的强度,焊接时点焊胶不分解出有毒气体或能引起金属锈蚀的物质,加 热过程中不流淌,胶膜固化后足够的弹性和附着力,耐介质,耐老化3)膨胀型防震粘接剂在汽车车身制造过程中,车身覆盖件的外板与加强梁间的结合通常使用焊接方 法装配,车身驾驶室顶盖加强梁,发动机罩盖加强梁以及行李箱盖加强梁等外板的 组合,都采取焊接方法,由于在盖板与加强梁间存在着一定的缝隙,行车中可能因 振动而生产噪音,而且盖板上的焊点也严重地破坏了外观的平整性,为了克服以上 缺点,可以在焊装前,将膨胀型防振粘接剂涂布在冲压薄板与加强梁结构中,经油 漆烘干设备加热固化,胶层具有较高的粘接强度,受热膨胀后将加强梁与盖板紧密 结合成为一体,减少或完全取消结合焊点,因而可以提高车身外表的美观性,减弱 行车中的振动和噪声,膨胀型防振粘接剂的使用部件如图 5。
图5 膨胀型防震粘接剂的应用部位 膨胀型防振粘接剂通常为液态膏状物,也有的制成胶带状,在车身焊装过程 中,将胶(或胶带)涂在加强梁上,然后组合焊接与点焊密封胶相似,膨胀型防振 粘接剂不必单独设立加热固化调和,通常在电泳涂装烘干炉中膨胀、固化,所以其 使用工艺条件和要求与点焊密封胶相同上面介绍了目前装焊工序常用的几种胶粘剂密封胶材料,随着汽车制造工艺的进步及胶粘剂密封胶技术进展,目前在焊装工序出现了几种新型的粘接密封材料:1)折边胶带(高强度结构胶带)折边胶带是随着国外新车型进入我国的其主要用于汽车中控门锁加强件等部 位的粘接,该部位由于间隙较大,因而糊状折边胶因施工问题难以应用折边胶带 的剪切强度、剥离强度等主要参数均与折边胶相同,可推广应用于汽车其他间隙较 大而需结构粘接的部位2)膨胀型点焊密封胶带上面介绍的点焊胶绝大多数都是膏状物,这种膏状密封胶在性能上能满足技术 要求,但在施工工艺上却有不足之处,如需专用机械涂胶机或*;施胶量不易控制, 施工胶过多会在搭接件点焊或冲压时溢出,污染工位,影响生产效率;过少时易产 生缝隙,导致密封失败我们公司根据日本同类产品指标,结合多年为各大汽车厂 配套服务的经验,研制出了膨胀型点焊密封胶带,该材料性能参数完全达到了日本丰田技术标准,克服了糊状点焊胶施工不方便的缺点,大大提高了汽车生产厂 家的生产效率。
3)膨胀型减震胶带与点焊胶类似,现用膨胀胶也是糊状,在用于汽车引擎盖、车身侧板的填充减 震时,由于施胶部位间隙都比较大,在施胶后的工序过程中常常引起胶料挤出、流 挂,导致缺胶起不到减震效果的问题膨胀型减震胶带由于采用合成橡胶材料,状 态呈固态,则克服了这个缺点,而且减震效果也远远优于糊状减震材料4)钢板补强胶片随着汽车向轻量化、高速、节能方向的进一步发展,车身钢板要求越来越薄, 而且汽车钢板在车身成型过程中,因冲压拉伸变得较为薄弱,在汽车长期行驶过程 中,薄弱处如旅行车车门拐角,经常开启、关闭受到反复的拉力、撞击和振动等应 力作用,会导致该处金属板产生疲劳,在应力能量不能分散、消耗情况下,集中在 某些缺陷处(如工艺孔处、拐角处等)产生裂纹粘贴补强胶片的目的就是通过补强 胶片中橡胶分子的松弛作用,在受力作用下产生位移和形变,使应力均匀分散,从 而消耗掉外界施加的能量,消除或减弱应力能量对钢板的影响,增强其抗疲劳性, 避免裂纹的产生或阻止其扩展5)高膨胀填充物 为了降低汽车车身整体重量而不降低汽车整体强度,往往将某些加强部位做成 空腔结构,如车身前风挡玻璃两侧立柱、门立柱等部位,但这些部位在车辆高速行 驶过程中,车身外部噪音会进入立柱空腔,产生共振现象而导致车厢内产生噪音问 题,从而影响汽车的驾乘舒适性。
高膨胀填充物就是用于挡玻璃两侧前立柱内填 充,起到隔绝噪音目的的一种胶粘剂,根据形态可分为糊状产品和成型产品,该类产品具有高膨 胀、低密度、耐各种前处理液,在底涂、中涂、面涂工序过程中能充分固化膨胀, 且不污染电泳液、面漆的特点3.3.2 车身涂装工序用粘接剂密封胶 涂装工艺用胶虽品种较少,却是汽车上用量最大的一类,主要有焊缝密封胶和 抗石击涂料,其基材成份都为 PVC 塑溶胶,两者虽然在性能上各有侧重,但工艺上 都要求能够通过高压涂胶设备实施机械化涂布或喷涂1)焊缝密封胶 焊缝密封的好坏直接影响到车身的密封性和防锈蚀能力,前面已经介绍了焊缝 密封的方法之一涂布点焊密封胶,另外一种方法就是涂布焊缝密封胶密封焊缝焊 缝密封胶主要用于车身焊装后涂在焊缝上的密封胶,起到密封防漏,增强防锈能力 和填补焊缝,增加车体美观性的作用一般要求焊缝密封胶要具有突出的触变性, 在堆积一定厚度时能保持棱角,不发生流淌,加热塑化后,胶层有弹性、不开裂、 外观平整,对中涂和面漆不能产生变色现象,焊缝密封胶在汽车密封、防漏、防锈 方面起着至关重要的作用2)焊缝密封胶带 焊缝密封胶带是一种预先成型的带状密封材料,随汽车车身烘烤工序一起固 化。
在大面积车身焊装成型工艺中,焊缝的密封虽有焊缝胶可以解决现实问题,但 如果采用预先成型的密封胶带来覆盖焊缝,则具有施工简便快捷,外表美观对环境 无污染等优点,是一种很有发展前途的粘接密封材料,目前在汽车行业应用还较 少3)防石击涂料 防石击涂料是在涂装工序,喷涂在汽车底板上,用于缓冲汽车高速行驶过程 中,诸如沙石等各种物体对底板的强力冲击,提高底板抗腐蚀能力,延长使用寿命 的一种密封剂,另外还有助于降低车内噪音,改善乘员的舒适性,目前已被汽车厂 家广泛采用4)指压密封胶 在涂装工序,除了使用前面提到的粘接密封材料外,还用到指压密封胶所谓 指压密封胶,实际上是一种密封腻子,用手指涂抹、压实,主要用于车身焊装后所 形成的较大缝隙、工艺孔的密封以及凹凸不平处的修饰等指压密封胶要求无毒、无味、施工过程不粘手,与钢板附着性好,在油漆烘干 过程中一块固化,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3.3.3 汽车总装工序用粘接剂密封胶 汽车内饰材料的选择以及质量的高低是衡量整车舒适性、安全性和华丽性的重 要指标汽车内饰件多为非金属材料、种类繁多,因材料性质不同,应用场合各 异,所以用胶品种互有区别,难以一概而论,现就其中某些重要品种作一介绍。
1)内装饰胶用于将软质顶棚材料粘贴到车身顶盖上,增添车内美观华饰目前国内这一用 途的胶种都以溶剂型氯丁胶为主,在工艺和性能上要求初粘力高,满足车身内饰生 产线快节奏的需要,在汽车库存及使用过程中,不能引起顶棚材料产生变冬现象2)丁基密封胶带 主要用于车门内板防水膜的粘接密封,它由丁基橡胶添加增粘剂挤出而成型, 指压贴合容易,与钢板漆面和防水膜均有较强的粘接力,能长期保持粘弹性和密封 性,目前已被汽车行业广泛采。
