車身鈑金異響原因探究與實踐總結(jié)

鐘俊

摘 ?要：隨著汽車消費的日益成熟，消費者對汽車品質(zhì)的要求也日益增高，異響作為影響用戶體驗的重要因素之一，有必要對其進行研究。車身異響種類復(fù)雜多樣，涉及因素眾多，但根據(jù)聲音種類的不同，異響可分為共振異響（B）、摩擦異響（S）、撞擊異響（R）三類。本文基于自身工作經(jīng)驗，主要從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、制造過程兩方面進行研究分析，探究在當(dāng)前工藝水平的前提下，鈑金摩擦異響和共振異響的形成原因和解決辦法，旨在總結(jié)車身鈑金異響的常見異響原因和解決辦法，為后續(xù)車型開發(fā)或面臨同樣問題的同行提供經(jīng)驗與借鑒。

關(guān)鍵詞：鈑金異響，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，制造過程

1.前言

由機械工程名詞第四冊的定義：汽車總成或機構(gòu)在工作中產(chǎn)生的超過技術(shù)文件規(guī)定的不正常響聲稱之為異響。異響具有強烈的隨機性，發(fā)聲的激勵隨機，大小隨機，頻率成分隨機，出現(xiàn)概率隨機。根據(jù)發(fā)聲種類的不同，在歐洲，異響也叫BSR，即Buzz， Squeak，Rattle。

共振異響（Buzz）：結(jié)構(gòu)振動及共振輻射出來的震顫，聲音一般為較低沉的“嗡嗡”等震顫聲;

摩擦異響（Squeak）：物體表面接觸滑動（包括動態(tài)、靜態(tài)、不同溫度下）、摩擦產(chǎn)生的聲音，聲音一般較為尖銳，具體音色隨相互摩擦的材質(zhì)不同而不同;

撞擊異響（Rattle）：相鄰零部件之間發(fā)生碰撞產(chǎn)生的不連續(xù)的聲音，如“咔嗒”聲;

本文主要針對后兩種鈑金異響，即摩擦異響和撞擊異響進行討論。

2.異響原因探究與實踐

2.1非連接面間距不足

車輛在特定工況下，如顛簸路面、氣流影響等，板件受到激勵產(chǎn)生撞擊，形成異響。此種異響常見于非連接面之間，如外板與內(nèi)骨架等;

案例：

某車型在路試時，側(cè)圍上部產(chǎn)生 “噠噠噠”的撞擊聲。經(jīng)調(diào)查分析，發(fā)現(xiàn)內(nèi)骨架橫梁與外板之間最小間距截面僅有2.2mm，在高頻路面下，外板受激勵后會與內(nèi)骨架產(chǎn)生持續(xù)的撞擊，形成異響;故采用隔斷的方法，提出方案：在橫梁處增加減震膠條。減震膠條經(jīng)涂裝烘烤后膨脹，阻隔骨架與外板的撞擊（如圖1所示）。經(jīng)充分驗證后，異響問題得到消除。

解決辦法與防再發(fā)措施為：

1）對CAE位移結(jié)果進行分析，找到有接觸/穿透的地方，此處地方發(fā)生撞擊的可行性較大，需留有足夠的避讓間距。一般情況下內(nèi)板之間留有3mm避讓，外板和內(nèi)板則需留有5mm以上的間距（如圖2所示）;

2）在內(nèi)板上施涂減震膠，阻斷零件面與面之間的接觸撞擊;

2.2制造公差引起干涉

在制造過程中，制造公差的存在不可避免，如沖壓面輪廓度、孔精度、切邊精度、回彈量、焊接定位精度等等，如設(shè)計間距處于公差帶之間，鈑金則有概率產(chǎn)生干涉。車輛在行駛過程中車身產(chǎn)生扭曲，干涉部位會出現(xiàn)摩擦，形成異響;此種異響常見于焊接接頭或配合面之間，如零件切邊與切邊、切邊與圓角、圓角與圓角等位置。

案例：

某車型后圍出現(xiàn)異響，是由于某零件切邊與對手件圓角產(chǎn)生了干涉。上檢具測量后發(fā)現(xiàn)，內(nèi)板側(cè)壁有回彈，切邊位置超差，產(chǎn)生干涉（如圖3所示）。增加加強筋，減少切邊增大間距;方案實施后異響消除。

解決辦法與防再發(fā)措施為：

1）設(shè)計間距應(yīng)充分考慮制造公差，在現(xiàn)有工藝水平前提下，尺寸公差累積之后，切邊到切邊、切邊到圓角之間的間距不應(yīng)小于4mm，如圖4所示;

2）圓角與圓角的配合，內(nèi)圓角應(yīng)避讓外圓角3mm以上;

3）如不能滿足一般性要求，則需采取措施對相應(yīng)公差進行控制;

2.3焊點布置不合理

焊點點距過大，車子在特定工況下行駛時，焊點之間的兩條鈑金搭接邊受到擠壓產(chǎn)生位移，相互之間撞擊產(chǎn)生異響。此種異響常見于梁、柱等容易形成型腔無法布置焊點的接頭處，如B柱等。焊點點距多大會產(chǎn)生異響，暫無明確的數(shù)值，車身的剛度不一樣，對振動激勵的響應(yīng)不一樣，產(chǎn)生的結(jié)果也不一樣。但根據(jù)實踐結(jié)果，焊點間距超過90mm時，存在較大概率出現(xiàn)異響。

案例：

某車型側(cè)圍出現(xiàn)異響。某一段搭接邊受腔體影響，焊點點距相對較大，調(diào)查時，撬開兩搭接邊之后，發(fā)現(xiàn)在兩板之間，有明顯的撞擊印記（如圖5所示）。后在兩搭接邊之間增加一片減震膠片，異響問題得到解決。

解決辦法與防再發(fā)措施為：

1）不影響梁、柱強度的前提下，在接頭型腔處開工藝孔，讓焊鉗通過此工藝孔進行點焊（如圖6所示），通過增加焊點的方式解決兩搭接邊的撞擊;

2）使用結(jié)構(gòu)膠（環(huán)氧粘合劑）對搭接邊進行連接，具有良好力學(xué)性能的同時也隔斷了搭接邊的接觸;

3）如搭接強度已經(jīng)滿足要求，無需增加焊點或環(huán)氧粘合劑連接時，則無連接的搭接邊應(yīng)做出間距（如圖6所示），避免產(chǎn)生異響;

焊點布置不合理的其他情況：

a.焊點點距不應(yīng)大于90mm，但亦不應(yīng)小于30mm。如焊點距離過小，則上一個已經(jīng)焊接的熔核對正在焊的熔核形成分流，使當(dāng)前焊接電流密度不足，容易形成虛焊、假焊;

b.點焊焊接層數(shù)不應(yīng)超過三層，超過三層板搭接時應(yīng)開出缺口。超過三層板以上焊接容易出現(xiàn)虛焊、假焊，行駛過程中有脫落風(fēng)險，從而轉(zhuǎn)化為上述焊點節(jié)距大的問題;

c.二層板焊厚度比不應(yīng)超過4：1，三層板焊外側(cè)兩層板的厚度比不應(yīng)超過2.5：1。由于散熱條件不同，不同厚度的板熔核結(jié)晶速度不同，會產(chǎn)生熔核向厚板偏移的現(xiàn)象。當(dāng)厚度比超過規(guī)定時，熔核偏移現(xiàn)象顯著，降低熔核強度，嚴(yán)重時會出現(xiàn)未焊合的情況;

2.4異物異響

異物異響，即有異物存在于鈑金型腔內(nèi)。異物異響常見于弧焊工藝，尤其是梁、柱等相關(guān)零件的弧焊?；『冈诤附舆^程中，產(chǎn)生大量火花和飛濺，常有焊渣、焊瘤附著于零件上，車輛行駛一段時間后，焊渣焊瘤受到振動脫落。零件則在后續(xù)制造中，形成了封閉腔體，脫落的焊渣、焊瘤在腔體中跳動，產(chǎn)生異響;

解決辦法與防再發(fā)措施為：

1）嚴(yán)格遵守工藝紀(jì)律，焊后對工件進行檢查、清除附著的焊渣、焊瘤，生產(chǎn)過程做好清潔控制、6S工作;

2）調(diào)試焊接參數(shù)，優(yōu)化焊接過程，控制焊接飛濺;

3總結(jié)

本文主要從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、制造過程的范疇對鈑金異響產(chǎn)生的原因及控制措施進行討論，主要包括產(chǎn)品結(jié)構(gòu)：不合理的間距與避讓、不合理的結(jié)構(gòu)形式、不合理的連接布置等等;制造過程：制造精度、尺寸偏差、沖壓回彈、生產(chǎn)管理等等;旨在總結(jié)車身鈑金異響的常見異響原因和解決辦法，為后續(xù)車型開發(fā)或面臨同樣問題的同行提供經(jīng)驗與借鑒。

參考文獻

[1] 全國科學(xué)技術(shù)名詞審定技術(shù)委員會：機械工程名詞（四）-汽車·拖拉機，科學(xué)出版社，2014-3

[2] 黃天澤：汽車車身結(jié)構(gòu)與設(shè)計，機械工業(yè)出版社，2011-2

[3] 陳祝年：焊接工程師手冊，機械工業(yè)出版社，2009-10，第二版

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