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                结构胶在汽车车身中的应用

                2018-10-10 13:15:00
                陆启蒙
                原创
                15116
                摘要:目前各大汽车主机厂为了进一步提高公司的竞争力,均在全面提高汽车产品质量及降低整车成本,结构胶在车身中的应用既能有效提高车身功能又能降低整车成本。本文主要对结构胶在汽车车身中的应用进行分析讨论。

                摘要:目前各大汽车主机厂为了进一步提高公司的竞争力,均在全面提高汽车产品质量及降低整车成本,结构胶在车身中的应用既能有效提高车身功能又能降低整车成本。本文主要对结构胶在汽车车身中的应用进行分析讨论。


                引言


                现在各大汽车主机厂为了进一步公司的归纳竞争力,均在全面提高汽车商品质量及降低整车成本,结构胶在车身中的应用既能有效的提高车身功能又能降低整车成本。车身结构胶诞生于上世纪九十年代,由宝马,戴姆勒与陶氏化学公司合作开发,首要用在戴姆勒车身上,用于提高车身刚度、防撞性和耐久性。


                1 结构胶应用技术


                1.1 结构胶功能要求


                结构胶使用需考虑有关因素,具体包括:


                (1)适宜的应用环境,包括应用温度、气候条件、最大的载荷和载荷比、材料承受应力的方式,以及动态循环载荷、疲劳载荷等。


                (2)冲压件在焊接时,表面一般携带有在冲压制造过程中所使用的拉延油、防锈油等油液,点焊结构胶是在焊接前涂布于冲压件搭接面,因此要求点焊结构胶在含油钢板表面有良好的附着性能。


                (3)在结合表面,需要使用最好玻璃条件的结构胶粘剂,剪切强度也必须是最好的。一般来说,在金属板的厚度方向的对接焊接效果不是很理想,而折边胶接较为理想。


                (4)高粘度胶需要良好的结构,具有优良的粘附强度、并且要配合胶机器人的使用,适用于大型零件胶;低粘度结构胶适用温度低,适用于手动涂胶。双组分胶粘剂的结构可以在总装车间或车库建设中使用,首先用于售后市场。


                (5)在整车体内通过涂层预处理,电泳冲刷和腐蚀的结构胶粘剂应具有耐液性,即在脱脂剂、磷化液、电泳液浸泡下没有不良反应,不会形成涂层的液体污染和功能变化。


                1.2 结构胶施工技术


                点焊结构胶施工工艺有手工涂胶、机器人涂胶 2 种。手动胶涂层通过手动控制设备完成镀膜工艺;机器人自动涂装设备由 PLC 控制(电控柜)机器人运行轨迹和涂胶量,从而实现涂胶过程。涂层过程:


                (1)衬底温度显示保持高于 15℃,以免脱落。温度过低,胶线容易随胶枪的移动而在工件表面被拖动。


                (2)焊接前在 2 焊接零部件焊接搭接边的涂覆表面移动枪嘴均匀涂布点焊结构胶,涂胶直径符合设计要求,胶条应平放于焊点的中央处。


                (3)涂胶后,需在 8h(1个班次)以内搭接基材并进行点焊,并需在 14d 以内进涂装和热处理。


                (4)涂胶枪嘴的直径需根据胶接宽度进行调整。车身边宽度一般为 14~16mm,故建议手动涂胶的枪嘴直径应为 3mm,操作时胶线直径为 3mm 左右。


                (5)胶粘剂包装打开后,建议在2~4周用完。供胶系统停止工作的时间超过0.5h,则需关闭加热装置或将其设定温度调整到常温(约 23℃),以防止胶体老化。


                (6)换桶时要留意清洁度,防止杂质混入材料,致使出胶嘴堵塞。同时留意排气,防止气泡影响施工。桶中的材料快用完时,留意及时换胶,防止空打并吸空气。新设备投入使用前,应对设备进行清洁。胶泵的过滤网需要按时清洁,管道长时间吸附胶粘剂会使内径变小,排胶量也变小,大概 2 年需要更换管道。


                2 在汽车上的应用


                结构胶在汽车行业中得到了广泛的应用,比如用于车身钣金的连接,这些结构胶商品与点焊等技术一起应用,能够进一步提高车身结构件疲劳强度、车身的刚度和耐抵触功能。结构胶在减重及降本方面作用显着,使用结构胶,降重可达 18KG,降幅达 5%。降本主要体现在两个方面:


                2.1 可见成本


                (1)降本 18 元。45 米结构胶成本约为 90 元,18 公斤钢材,按轿车用钢成本最低 6000/吨核算,成本约为 108 元;


                (2)降本 10 元。代替原有的焊缝密封胶,节约焊缝密封胶成本约 10 元;(3)以上不计减少的钢材成型加工费用及减少的点焊成本。


                2.2 隐性成本


                (1)车重每减少 10%,油耗降低 6~8%;


                (2)车重降低,动力总成/底盘的成本,重量等可相应减少;


                (3)车重降低,控制功能可显着提高。


                2.3 结构胶基本功能


                结构胶弹性模量高达 2100MPa,在汽车行业属于一种高模量车身用胶。它以环氧树脂为主体资料,经过增韧等改性技术极大地改善了商品脆性、易剥离等缺陷,其具有杰出的粘接力、优异的力学功能、耐高低温、耐老化和低污染等特性。部分零部件受到安装空间的约束和外观要求无法采用传统焊接技术时,可采用结构胶满足其规划要求。


                2.4 结构胶应用部位


                由于结构胶能够进一步提高车身刚度,因而常用于车门、发动机罩、后背门、纵梁、防火墙、地板和车顶等零部件的翻边、搭接边处。其应用原则是以刚度等功能薄弱环节补强为主,采用有限元模拟办法,断定结构胶应用于车身上的位置、长度等有关参数。


                2.5 结构胶应用解决措施


                为充分发挥车身结构胶的作用,将从四个方面来推动:设计阶段考虑结构胶、从现有车身规划中减重、先减重再增强、满意具体目标值的局部减重,如图 1 结构胶应用解决计划图。



                3 结束语


                结构胶在汽车行业中正处于成长阶段,正在被广泛应用,不仅能够进一步提高车身功能,而且可减轻车身重量及降低整车成本。某主机厂正在对结构胶的应用进行一些积极探索。例如对于正在开发的某款车型遇到的车身超重问题,钢材供货商提出了“板材高强度减薄”解决计划,但存在刚性下降的风险,结构胶供货商提出“从现有车身规划中减重”的计划可弥补刚性不足。对于其他新研制车型,从规划之初预先考虑结构胶的应用,能够有效的控制车身重量、提高车身 NVH 性能、防撞性、耐久性、削减焊点、加快生产节拍、降低整车成本。归纳结构胶的应用现状,预期将会成为降本增效新的增长点。



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