汽車燃油箱制造控制工藝及常見(jiàn)失效模式分析

許永勝

摘 要：本文主要介紹了汽車燃油系統(tǒng)的組成構(gòu)造，對(duì)該系統(tǒng)的關(guān)鍵零部件—燃油箱的一般組成、具體制造工藝流程、關(guān)鍵特性控制方法、性能要求進(jìn)行了詳細(xì)介紹，并對(duì)在生產(chǎn)過(guò)程中燃油箱常見(jiàn)的問(wèn)題原因進(jìn)行分析總結(jié)，以便為后續(xù)的燃油箱開(kāi)發(fā)，提前充分識(shí)別該零件的失效模式，進(jìn)行預(yù)防管控，提升零部件質(zhì)量水平。

關(guān)鍵詞：燃油箱 關(guān)鍵特性 失效模式

1 引言

隨著中國(guó)汽車行業(yè)的飛速發(fā)展，各大整車汽車生產(chǎn)企業(yè)對(duì)汽車燃油箱的需求呈明顯增長(zhǎng)趨勢(shì)。汽車燃油箱是汽車油箱的全稱，是汽車底盤燃油系統(tǒng)組成中，一個(gè)非常關(guān)鍵的涉及安全的零部件。它的質(zhì)量好壞，很大程度決定了客戶對(duì)該品牌汽車的認(rèn)可，因此，對(duì)汽車主機(jī)廠制造從業(yè)人員來(lái)說(shuō)，熟悉油箱的構(gòu)造、制造工藝、關(guān)鍵特性控制方法、實(shí)驗(yàn)技術(shù)要求，對(duì)油箱突發(fā)問(wèn)題的快速解決，質(zhì)量預(yù)防提升，有著關(guān)鍵的作用。

2 燃油箱簡(jiǎn)介

定義：燃油箱指固定于汽車底盤上用于存貯燃油的獨(dú)立箱體總成，是由燃油箱體、管接頭及其他附屬裝置裝配成的整體，屬于3C件。

功用：燃油箱的功用主要是儲(chǔ)存燃油，燃油箱的容積通常隨車型和整車百公里油耗來(lái)定。

分類：按照制造材料可以分為金屬燃油箱（優(yōu)點(diǎn)：成本低，缺點(diǎn)：工藝復(fù)雜，主要工藝為縫焊）和塑料燃油箱（工藝為吹塑，優(yōu)點(diǎn)：造型隨意，重量輕、耐腐蝕，缺點(diǎn)：成本高）。

金屬油箱縫焊工藝：焊件裝配成搭接或斜對(duì)接頭并置于兩滾輪電極之間，滾輪加壓焊件并轉(zhuǎn)動(dòng)，連續(xù)或斷續(xù)送電，形成一條連續(xù)焊縫的電阻焊方法，稱為縫焊。 縫焊是用一對(duì)滾盤電極代替點(diǎn)焊的圓柱形電極，與工件作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生一個(gè)個(gè)熔核相互搭疊的密封焊縫的焊接方法?？p焊接頭的形成本質(zhì)上與點(diǎn)焊相同，因而影響焊接質(zhì)量的因素也是類似的，主要有焊接電流、電極壓力、焊接時(shí)間、焊接速度和滾盤直徑等。

塑料油箱吹塑工藝：熱塑性樹(shù)脂經(jīng)擠出得到的管狀塑料型坯，趁熱（或加熱到軟化狀態(tài)），置于對(duì)開(kāi)模中，閉模后立即在型坯內(nèi)通入壓縮空氣，使塑料型坯吹脹而緊貼在模具內(nèi)壁上，經(jīng)冷卻脫模，即得到各種中空制品，擠出吹塑工藝由5步組成：1、塑料型胚（中空塑料管的擠出）;2、在型胚上將瓣合模具閉合，夾緊模具并切斷型胚;3、向模腔的冷壁吹脹型胚，調(diào)整開(kāi)口并在冷卻期間保持一定的壓力;4、打開(kāi)模具，卸下被吹的零件;5、修整飛邊得到成品。

3 金屬燃油箱總成構(gòu)造

油箱整車裝配位于底盤后端，如下圖為某車型布置圖，燃油系統(tǒng)基本功能是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)工況的需要，向發(fā)動(dòng)機(jī)供給一定數(shù)量的、清潔的、霧化良好的燃油，以便與一定數(shù)量的空氣形成可燃混合氣，保證整車有設(shè)計(jì)設(shè)定的續(xù)航里程。涉及主要零部件為燃油箱（存儲(chǔ)燃油），油泵（將燃油升壓），輸油管，碳罐（吸附燃油蒸汽，脫附到電磁閥），注油管（燃油加注管道），燃油濾清器（過(guò)濾燃油里面的雜質(zhì)、水分）等;汽車金屬燃油箱總成一般由油泵、輸油管、回油管、吸附管、管夾、翻車閥、單向閥、進(jìn)油管、通氣管、上下殼體、加強(qiáng)板等部件經(jīng)過(guò)焊接、裝配等工藝而形成燃油箱總成，供貨給主機(jī)廠，構(gòu)造如下圖所示。

4 金屬燃油箱制造工藝過(guò)程及關(guān)鍵特性控制

金屬燃油箱上下本體一般是采用0.8-1.2mm的鋼板沖壓、焊接制造而成，整個(gè)油箱總成的生產(chǎn)過(guò)程，歸納起來(lái)，主要分四大部分：焊接工序（焊接油管支架，通氣管、油泵安裝法蘭、進(jìn)油管、油盆、上下殼體、加強(qiáng)板）、噴涂前處理工序（除油、表調(diào)、磷化、鈍化）、噴涂工序（內(nèi)壁淌油漆、噴PVC、外漆、烘干）、裝配工序（裝配單向閥、翻車閥、油泵、粘貼合格證、3C 、裝配油管、裝配管夾、條形碼掃描），主要關(guān)鍵控制特性是油箱氣密檢測(cè)，該特性要求100%檢查。關(guān)鍵過(guò)程工藝控制條件：水氣密性檢測(cè)（30KPa壓力下30S不泄露），共檢測(cè)2次，在油箱焊合件、裝配成燃油箱總成工序，分別做氣密性檢測(cè)，下面以某量產(chǎn)車型油箱為例，介紹一下金屬油箱關(guān)鍵的制造工藝過(guò)程及參數(shù)控制。

4.1 油箱焊接工序

焊接工序：焊接油管支架，通氣管、油泵安裝法蘭、進(jìn)油管、油盆、上下殼體、加強(qiáng)板

關(guān)鍵控制參數(shù)：焊縫焊接氣壓、時(shí)間、焊接牢固性、密封性，具體關(guān)鍵過(guò)程控制參數(shù)參考如表1;

4.2 噴涂工序

噴涂工序：包括噴PVC（抗石擊涂料）、噴外漆、烘烤，主要作用提高油箱內(nèi)外表面的防腐性能。

關(guān)鍵控制特性：漆膜厚度：面漆：30±15μm，PVC：300±150μm。附著力合格，檢測(cè)設(shè)備：測(cè)厚儀，附著力測(cè)量?jī)x，每班1次（表2）

4.3 裝配工序

裝配主要零件：裝配單向閥、翻車閥、油泵、粘貼合格證、3C 、裝配油管、裝配管夾、條形碼掃描

關(guān)鍵控制特性：快速接頭裝配到位、燃油箱精確追溯條形碼的唯一性，不允許重復(fù)（表3）

5 金屬燃油箱總成一般性能要求

金屬燃油箱一般總成試驗(yàn)包括振動(dòng)耐久性、耐壓性、密封性、涂層耐腐蝕性能、清潔度等，具體性能要求及實(shí)驗(yàn)方法，標(biāo)準(zhǔn)可參考下表。零件在開(kāi)發(fā)階段，必須確保相關(guān)性能滿足設(shè)計(jì);量產(chǎn)階段，需要重點(diǎn)監(jiān)控相關(guān)性能符合要求（表4）。

6 金屬燃油箱總成現(xiàn)場(chǎng)常見(jiàn)質(zhì)量問(wèn)題原因及預(yù)防措施

以下是某量產(chǎn)車型涉及燃油箱現(xiàn)場(chǎng)造車反饋的前五位問(wèn)題的原因及預(yù)防措施，燃油箱的質(zhì)量問(wèn)題主要還是集中在零件的包裝防護(hù)以及輸油管快速接頭的裝配操作上，故障較為集中，需要重點(diǎn)識(shí)別并控制（表5）。

7 結(jié)語(yǔ)

在整車制造過(guò)程中，汽車燃油箱的問(wèn)題發(fā)生率相對(duì)比其他內(nèi)外飾零件而言，是處于一個(gè)比較低的水平，但是問(wèn)題發(fā)生后，往往涉及行車安全，嚴(yán)重度高;經(jīng)統(tǒng)計(jì)，金屬燃油箱常見(jiàn)問(wèn)題主要是輸油管的裝配不當(dāng)導(dǎo)致的松脫漏油，以及油箱的存儲(chǔ)不當(dāng)導(dǎo)致表面涂層劃傷等問(wèn)題，因此，燃油箱在前期設(shè)計(jì)驗(yàn)證、量產(chǎn)過(guò)程管控中，除了嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試驗(yàn)，滿足性能法規(guī)要求外，另一個(gè)重要工作就是要確保油箱的儲(chǔ)存、運(yùn)輸滿足質(zhì)量要求。只有熟練掌握了油箱的制造工藝及過(guò)程控制方法，并總結(jié)好以往項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，才能確保在新項(xiàng)目開(kāi)發(fā)過(guò)程中，相關(guān)問(wèn)題可以提前得到識(shí)別，真正做到質(zhì)量預(yù)防，不制造缺陷。