點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)膠在白車(chē)身制造中的應(yīng)用

高海鵬，胡志龍，王曉寧

（1.長(zhǎng)城汽車(chē)股份有限公司整車(chē)事業(yè)部 河北 保定 071000；2.長(zhǎng)城汽車(chē)股份有限公司技術(shù)中心 河北 保定 071000）

點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)膠在白車(chē)身制造中的應(yīng)用

高海鵬1，胡志龍2，王曉寧2

（1.長(zhǎng)城汽車(chē)股份有限公司整車(chē)事業(yè)部 河北 保定 071000；2.長(zhǎng)城汽車(chē)股份有限公司技術(shù)中心 河北 保定 071000）

介紹了點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)膠種類(lèi)、基本性能、使用部位及作用、施工工藝等內(nèi)容。實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)表明，選擇合適的點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)膠、正確的施工工藝，在保證整車(chē)品質(zhì)和性能等方面具有重要作用。

點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)膠；性能；應(yīng)用

點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)膠在焊裝車(chē)間涂布，在涂裝車(chē)間隨電泳漆固化，它是以環(huán)氧增韌技術(shù)為基礎(chǔ)，用以粘接鈑金件，通過(guò)提高車(chē)身剛度和耐久性、增加車(chē)身結(jié)構(gòu)吸能容量來(lái)改善整車(chē)安全性、舒適性的高模量車(chē)身用膠。

1 點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)膠分類(lèi)

點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)膠按照其在車(chē)身上的應(yīng)用與其本身特性可分為3類(lèi)：韌性結(jié)構(gòu)膠、準(zhǔn)韌性結(jié)構(gòu)膠和普通或標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)膠，其性能見(jiàn)表1。

表1 3類(lèi)結(jié)構(gòu)膠的特性Tab.1 Characteristics of three kinds of structural adhesives

點(diǎn)焊密封膠基本組成為：基材、增塑劑、碳酸鈣、固化劑、阻然劑、導(dǎo)電助劑和無(wú)機(jī)填料， 根據(jù)不同需要可加入老化劑等各種填充劑。

2 點(diǎn)焊密封膠使用部位及作用

點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)膠在車(chē)身上的主要應(yīng)用區(qū)域見(jiàn)圖1所示。主要應(yīng)用條件為：（1）車(chē)身上受空間局限、無(wú)法進(jìn)行點(diǎn)焊施工的鋼板焊縫區(qū)域，可以用點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)膠粘接取代焊接，這些區(qū)域一般包括：a.地板、中通道加強(qiáng)板的連接，b.發(fā)動(dòng)機(jī)艙和縱梁翻邊處的搭接，c.側(cè)圍和車(chē)身邊梁的連接，d.車(chē)門(mén)總成、發(fā)動(dòng)機(jī)罩總成的連接；（2）局部增加連接強(qiáng)度，提高車(chē)身動(dòng)剛度；（3）為提高車(chē)身剛度提升車(chē)身NVH性能，增加涂膠部位；（4）相同或不同材料之間無(wú)法使用焊接和機(jī)械連接，使用點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)膠粘接替代，如鋁和鎂等材料之間的連接。

運(yùn)用DOE方法選擇最有效的涂膠位置，一般涂膠位置及用量見(jiàn)表2。

表2 涂膠位置及用量Tab.2 Glueing sites and consumption

3 點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)膠使用工藝

點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)膠用于裝焊工序，是在沖壓件焊接前涂布于零件焊接搭接邊上。點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)膠施工剖面圖見(jiàn)圖2。

圖1 應(yīng)用部位Fig.1 Application sites

圖2 斷面結(jié)構(gòu)Fig.2 Cross section structure

3.1 點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)膠性能要求

點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)膠施工需確定相關(guān)因素，具體包括：

（1）適宜的應(yīng)用環(huán)境，包括使用溫度、氣候條件、最大的載荷和載荷比、材料承受應(yīng)力的方式，以及動(dòng)態(tài)循環(huán)載荷、疲勞載荷等。

（2）沖壓件在焊接時(shí)，表面一般攜帶有在沖壓制造過(guò)程中所使用的拉延油、防銹油等油液，點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)膠是在焊接前涂布于沖壓件搭接面，因此要求點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)膠在含油鋼板表面有良好的附著性能。

（3）在設(shè)計(jì)粘接面時(shí)，需使點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)膠在剝離工況下具有最佳的性能，并在剪切模式下具有一定的強(qiáng)度。一般而言，沿鈑金厚度方向的對(duì)接膠接效果不甚理想，而折邊膠接較為理想。

（4）黏度較高的結(jié)構(gòu)膠需要加熱施工，具有很好的粘附力，配合涂膠機(jī)器人使用，施工穩(wěn)定，并節(jié)省用膠量和工時(shí)，適用于大規(guī)模涂膠的部位；黏度較低的結(jié)構(gòu)膠可常溫施工，適合手工涂膠于用膠量較少的位置。而雙組分的結(jié)構(gòu)膠可在總裝車(chē)間或汽車(chē)修理廠(chǎng)施工，主要用于售后市場(chǎng)［1］。

（5）在車(chē)身經(jīng)過(guò)涂裝前處理（冷水、熱水、脫脂液、除銹液、磷化液等）、電泳的沖刷和侵蝕時(shí)點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)膠應(yīng)具備良好的耐液性，即在脫脂液、磷化液及電泳液中浸泡無(wú)不良反應(yīng)，不會(huì)脫落造成涂裝液體的污染和性能上的改變。

3.2 點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)膠施工工藝

點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)膠施工工藝有手工涂膠、機(jī)器人涂膠2種。手工涂膠通過(guò)手動(dòng)控制涂膠設(shè)備實(shí)現(xiàn)涂膠過(guò)程；機(jī)器人自動(dòng)涂膠設(shè)備通過(guò)PLC（電控柜）控制機(jī)器人的運(yùn)行軌跡和涂膠量，實(shí)現(xiàn)涂膠過(guò)程。手工涂膠一般使用的3種涂膠方法對(duì)比見(jiàn)表3。

表3 手動(dòng)3種涂膠方法Tab.3 Three manual glueing methods

桶裝自動(dòng)送膠系統(tǒng)用于機(jī)器人自動(dòng)涂膠也可用于手動(dòng)涂膠，見(jiàn)圖3。

涂膠工藝步驟：

（1）基材溫度建議高于15℃，以免脫落。溫度過(guò)低，膠線(xiàn)容易隨膠槍的移動(dòng)而在工件表面被拖動(dòng)。

（2）焊接前在2焊接零部件焊接搭接邊的涂覆表面移動(dòng)槍嘴均勻涂布點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)膠，涂膠直徑符合設(shè)計(jì)要求，膠條應(yīng)平放于焊點(diǎn)的中央處。

（3）涂膠后，需在8 h（1個(gè)班次）以?xún)?nèi)搭接基材并進(jìn)行點(diǎn)焊，并需在14 d以?xún)?nèi)進(jìn)涂裝和熱處理。

（4）涂膠槍嘴的直徑需根據(jù)膠接寬度進(jìn)行調(diào)整。車(chē)身邊寬度一般為14～16 mm，故建議手動(dòng)涂膠的槍嘴直徑應(yīng)為3 mm，操作時(shí)膠線(xiàn)直徑為3 mm左右［1］。

（5）膠粘劑包裝打開(kāi)后，建議在2～4周用完。供膠系統(tǒng)停止工作的時(shí)間超過(guò)0.5 h，則需關(guān)閉加熱裝置或?qū)⑵湓O(shè)定溫度調(diào)整到常溫（約23℃），以防止膠體老化。

（6）換桶時(shí)要注意清潔度，避免雜質(zhì)混入材料之中，導(dǎo)致出膠嘴堵塞。同時(shí)注意排氣，以免氣泡影響施工。桶中的材料快用完時(shí)，注意及時(shí)換膠，以免空打并吸空氣。新設(shè)備投入使用前，應(yīng)對(duì)設(shè)備進(jìn)行清洗。膠泵的過(guò)濾網(wǎng)需要定期清洗，管道長(zhǎng)時(shí)間吸附膠粘劑會(huì)使內(nèi)徑變小，排膠量也變小，大約2年需要更換管道。

3.2 點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)膠固化

焊接完成后整車(chē)經(jīng)過(guò)涂裝工藝，經(jīng)前處理和電泳工序后進(jìn)入電泳烘房，點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)膠與電泳漆等一起加熱固化，達(dá)到粘接強(qiáng)度要求。

圖3 自動(dòng)送膠系統(tǒng)Fig.3 Automatically tranfering system of adhesive

4 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)白車(chē)身的設(shè)計(jì)要求、焊接工藝性，在車(chē)身制造過(guò)程中使用點(diǎn)焊結(jié)構(gòu)膠，可以提高車(chē)身剛度和強(qiáng)度，降低車(chē)重，滿(mǎn)足日益嚴(yán)格的安全性、NVH性能及耐久性要求。

［1］任萬(wàn)里，楊紅新，楊潔，等.新型增韌結(jié)構(gòu)膠在汽車(chē)中的應(yīng)用［J］.粘接，2013，34（9）32-35.

Application of spot welding structural adhesives in white body manufacturing

GAO Hai-peng1， HU Zhi-long2， WANG Xiao-ning2
（1.The Vehicle Business Group，Great Wall Motor Co.，Ltd.， Baoding，Hebei 071000， China；2.Technological Center of Great Wall Automobile Co.， Ltd.， Baoding，Hebei 071000， China）

This paper introduced the types， basic properties， service sites and functions， construction process， etc. Of the spot welding adhesives. The experience showed that choosing the appropriate spot welding structure adhesive and correct construction process to guarantee the quality and performance plays an important role in such aspects.

structural adhesive；properties；applications

TQ436+.2

A

1001-5922（2015）07-0085-03

2015-03-20

高海鵬，男，助理工程師。長(zhǎng)期從事汽車(chē)工藝設(shè)計(jì)及管理工作。E-mail：vmpinjianke1@gwm.cn。