汽車制造技術(shù)的發(fā)展日新月異,隨著性能要求的不斷提高,膠粘劑密封膠這類重要輔助材料的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。
粘接技術(shù)在汽車制造上的應(yīng)用,不僅可以起到增強(qiáng)汽車結(jié)構(gòu)、緊固防銹、隔熱減振和內(nèi)外裝飾的作用,還能夠代替某些部件的焊接、鉚接等傳統(tǒng)工藝,實(shí)現(xiàn)相同或不同材料之間的連接,簡(jiǎn)化生產(chǎn)工序,優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。
在汽車向輕量化、高速節(jié)能、延長(zhǎng)壽命和提高性能方向發(fā)展的道路上,特別是碳纖維等革新性材料的出現(xiàn),膠粘劑密封膠正發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。
汽車制造大體上可能分為以下幾個(gè)步驟,即車身的制造,發(fā)動(dòng)機(jī)及底盤(pán)的制造,總裝配等。
此次我們將對(duì)汽車車身的制造過(guò)程中焊裝工序、涂裝工序、總裝工序、裝配工序膠粘劑密封膠的應(yīng)用情況進(jìn)行詳細(xì)介紹。
汽車生產(chǎn)是批量性、流水式生產(chǎn),在生產(chǎn)過(guò)程中有其特殊性,此外,作為交通運(yùn)輸工具的汽車還會(huì)在各種道路、氣候下行駛,因此,汽車用膠粘劑、密封膠必須充分滿足和適應(yīng)汽車制造廠中的生產(chǎn)工藝——大批量、流水線生產(chǎn)及應(yīng)用性能要求。
粘接劑、密封膠在汽車部位上的使用:
車燈膠;
發(fā)動(dòng)機(jī)罩減震膠;
發(fā)動(dòng)機(jī)變速器密封、鎖緊;
車窗粘接、密封;
頂棚粘接;
隔熱材料粘接;
頂蓋流水槽密封;
行李箱內(nèi)襯粘接;
內(nèi)飾粘接;
防震粘接劑:
車外裝飾條粘接;
車底防石擊涂料;
點(diǎn)焊密封膠;
剎車蹄片粘接。
膠粘劑密封膠在汽車車身上的應(yīng)用情況:
身上應(yīng)用的膠粘劑、密封膠主要有折邊膠粘接劑、點(diǎn)焊密封膠、減震膠、焊縫密封膠、抗石擊涂料、指壓膠、內(nèi)飾膠、風(fēng)擋玻璃膠、丁基密封膠、厭氧膠、硅酮密封膠等。
下面分別介紹各種類型粘接劑、密封膠在汽車車身上的應(yīng)用部位及使用要求。
車身焊裝工序用粘接劑密封膠
車身焊裝是車身制造的重要工序,為了提高車身的密封、防銹蝕性,減輕振動(dòng),需要在車身鈑金搭接處涂敷密封膠。
近來(lái),以粘接代替點(diǎn)焊或部分代替點(diǎn)焊組裝車身技術(shù)的發(fā)展,使膠粘劑在車身裝配中又有了新的應(yīng)用。在焊裝線使用的粘接劑、密封膠,除了要具備汽車用膠的一般性能外,最重要的是對(duì)涂裝工藝不會(huì)產(chǎn)生不良影響,能承受涂裝前處理工藝的沖洗,不污染電泳液及涂層質(zhì)量。
目前焊裝工序主要應(yīng)用的膠粘劑密封膠有三類:
1)折邊膠
汽車的車門(mén)、發(fā)動(dòng)機(jī)罩蓋和行李箱蓋板等部件通常是將內(nèi)、外蓋板折邊后點(diǎn)焊連接的。但是這種工藝使車身表面增添了許多由焊接而造成的凹坑,嚴(yán)重影響了車身的外觀質(zhì)量。
為了解決這個(gè)問(wèn)題,國(guó)外從70年代開(kāi)始采用粘接取代點(diǎn)焊的方法來(lái)生產(chǎn)汽車車門(mén)、發(fā)動(dòng)機(jī)罩和行李箱蓋的折邊結(jié)構(gòu),所用的粘接劑稱為折邊膠。
以粘接代替焊接制造汽車折邊部件有著十分廣泛的應(yīng)用前景,是汽車制造工藝的發(fā)展方向,除了車門(mén)、發(fā)動(dòng)機(jī)罩、行李箱蓋以外,也可用于側(cè)圍等其它部位。
2)點(diǎn)焊密封膠
汽車車身由若干塊鋼板焊接而成,焊縫存在是不可避免的,焊縫處密封性的好壞直接關(guān)系到車身的質(zhì)量和耐銹蝕能力,是整車技術(shù)性能中一項(xiàng)十分重要的指標(biāo)。
在汽車制造中,如果各鈑金件連接處的縫隙沒(méi)有采取有效措施進(jìn)行密封,汽車在行駛中必然出現(xiàn)漏水、透風(fēng)和漏塵現(xiàn)象,嚴(yán)重的可能引起焊縫處鋼板的銹蝕,使鋼板過(guò)早穿孔,加速車輛的報(bào)廢。
汽車制造業(yè)現(xiàn)在通用的焊縫密封方法是涂布點(diǎn)焊密封膠。其從使用性能上可以分為膨脹型和非膨脹型兩大類,使用工藝如下:
沖壓件在焊裝前,將膠涂敷在沖壓件結(jié)合處的單板上,然后將兩板合攏點(diǎn)焊,隨電泳漆、中涂面漆等烘烤工序一塊固化。
汽車生產(chǎn)中使用的點(diǎn)焊密封膠要求具有好的施工工藝性、觸變性,能夠保證密封性能,在經(jīng)過(guò)后續(xù)涂裝工藝前處理時(shí),不被沖洗掉,點(diǎn)焊膠中不能含有硅類物質(zhì),微量的硅樹(shù)脂都可能對(duì)電泳漆和面漆質(zhì)量造成危害。不能影響點(diǎn)焊的強(qiáng)度,焊接時(shí)點(diǎn)焊膠不分解出有毒氣體或能引起金屬銹蝕的物質(zhì),加熱過(guò)程中不流淌,膠膜固化后足夠的彈性和附著力,耐介質(zhì),耐老化。
3)膨脹型防震粘接劑
在汽車車身制造過(guò)程中,車身覆蓋件的外板與加強(qiáng)梁間的結(jié)合通常使用焊接方法裝配,車身駕駛室頂蓋加強(qiáng)梁,發(fā)動(dòng)機(jī)罩蓋加強(qiáng)梁以及行李箱蓋加強(qiáng)梁等外板的組合,都采取焊接方法,由于在蓋板與加強(qiáng)梁間存在著一定的縫隙,行車中可能因振動(dòng)而生產(chǎn)噪音,而且蓋板上的焊點(diǎn)也嚴(yán)重地破壞了外觀的平整性,為了克服以上缺點(diǎn),可以在焊裝前,將膨脹型防振粘接劑涂布在沖壓薄板與加強(qiáng)梁結(jié)構(gòu)中,經(jīng)油漆烘干設(shè)備加熱固化,膠層具有較高的粘接強(qiáng)度,受熱膨脹后將加強(qiáng)梁與蓋板緊密結(jié)合成為一體,減少或完全取消結(jié)合焊點(diǎn),因而可以提高車身顏值,減弱行車中的振動(dòng)和噪聲。
膨脹型防振粘接劑通常為液態(tài)膏狀物,也有的制成膠帶狀,在車身焊裝過(guò)程中,將膠(或膠帶)涂在加強(qiáng)梁上,然后組合焊接。
與點(diǎn)焊密封膠相似,膨脹型防振粘接劑不必單獨(dú)設(shè)立加熱固化調(diào)和,通常在電泳涂裝烘干爐中膨脹、固化,所以其使用工藝條件和要求與點(diǎn)焊密封膠相同。
車身涂裝工序用粘接劑密封膠
涂裝工藝用膠雖品種較少,卻是汽車上用量最大的一類,主要有焊縫密封膠和抗石擊涂料,其基材成份都為PVC塑溶膠,兩者雖然在性能上各有側(cè)重,但工藝上都要求能夠通過(guò)高壓涂膠設(shè)備實(shí)施機(jī)械化涂布或噴涂。
1)焊縫密封膠
焊縫密封的好壞直接影響到車身的密封性和防銹蝕能力,前面已經(jīng)介紹了焊縫密封的方法之一涂布點(diǎn)焊密封膠,另外一種方法就是涂布焊縫密封膠密封焊縫。
焊縫密封膠主要用于車身焊裝后涂在焊縫上的密封膠,起到密封防漏,增強(qiáng)防銹能力和填補(bǔ)焊縫,增加車體美觀性的作用。
一般要求焊縫密封膠要具有突出的觸變性,在堆積一定厚度時(shí)能保持棱角,不發(fā)生流淌,加熱塑化后,膠層有彈性、不開(kāi)裂、外觀平整,對(duì)中涂和面漆不能產(chǎn)生變色現(xiàn)象。焊縫密封膠在汽車密封、防漏、防銹方面起著至關(guān)重要的作用。
2)焊縫密封膠帶
焊縫密封膠帶是一種預(yù)先成型的帶狀密封材料,隨汽車車身烘烤工序一起固化。
在大面積車身焊裝成型工藝中,焊縫的密封雖有焊縫膠可以解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題,但如果采用預(yù)先成型的密封膠帶來(lái)覆蓋焊縫,則具有施工簡(jiǎn)便快捷,外表美觀對(duì)環(huán)境無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn),是一種很有發(fā)展前途的粘接密封材料,目前在汽車行業(yè)應(yīng)用還較少。
3)防石擊涂料
防石擊涂料是在涂裝工序,噴涂在汽車底板上,用于緩沖汽車高速行駛過(guò)程中,諸如沙石等各種物體對(duì)底板的強(qiáng)力沖擊,提高底板抗腐蝕能力,延長(zhǎng)使用壽命的一種密封劑,另外還有助于降低車內(nèi)噪音,改善乘員的舒適性,目前已被汽車廠家廣泛采用。
4)指壓密封膠
在涂裝工序,除了使用前面提到的粘接密封材料外,還用到指壓密封膠。
所謂指壓密封膠,實(shí)際上是一種密封膩?zhàn)樱檬种竿磕ā簩?shí),主要用于車身焊裝后所形成的較大縫隙、工藝孔的密封以及凹凸不平處的修飾等。
指壓密封膠要求無(wú)毒、無(wú)味、施工過(guò)程不粘手,與鋼板附著性好,在油漆烘干過(guò)程中一塊固化,烘干過(guò)程中不流淌、不收縮,與密封件結(jié)合力好。
該材料在客車、越野車、重型卡車等車型中應(yīng)用較多。
汽車總裝工序用粘接劑密封膠
汽車內(nèi)飾材料的選擇以及質(zhì)量的高低是衡量整車舒適性、安全性和華麗性的重要指標(biāo)。
汽車內(nèi)飾件多為非金屬材料、種類繁多,因材料性質(zhì)不同,應(yīng)用場(chǎng)合各異,所以用膠品種互有區(qū)別,難以一概而論,現(xiàn)就其中某些重要品種介紹一下。
1)內(nèi)裝飾膠
用于將軟質(zhì)頂棚材料粘貼到車身頂蓋上,增添車內(nèi)美觀華飾。
目前國(guó)內(nèi)這一用途的膠種都以溶劑型氯丁膠為主,在工藝和性能上要求初粘力高,滿足車身內(nèi)飾生產(chǎn)線快節(jié)奏的需要,在汽車庫(kù)存及使用過(guò)程中,不能引起頂棚材料的變動(dòng)。
2)丁基密封膠帶
主要用于車門(mén)內(nèi)板防水膜的粘接密封,它由丁基橡膠添加增粘劑擠出而成型,指壓貼合容易,與鋼板漆面和防水膜均有較強(qiáng)的粘接力,能長(zhǎng)期保持粘彈性和密封性,目前已被汽車行業(yè)廣泛采用。
3)風(fēng)擋玻璃膠
汽車的車窗玻璃如果密封性不好,則在行車、停放過(guò)程中會(huì)造成漏水、透風(fēng)、漏塵土等現(xiàn)象。目前車窗玻璃的固定、密封方式有橡膠密封條固定、橡膠密封條一密封膠固定密封、直接粘接劑固定密封等三種方式。
前兩種密封方式主要采用丁基類非固化型密封膠對(duì)密封條與車玻璃及窗框的間隙進(jìn)行密封;車窗玻璃的直接粘接密封則采用聚氨酯類粘接材料進(jìn)行粘接。
聚氨酯類膠粘劑通常是聚氨酯主劑配合清潔劑、漆面/玻璃底劑一同使用,剪切強(qiáng)度較高,彈性和密封性突出,能將玻璃和車身緊密結(jié)合為一個(gè)整體,增強(qiáng)了車身剛性,保證于密封效果,提高了汽車安全性。
裝配件用膠粘劑密封膠
汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、底盤(pán)裝配用膠粘劑密封膠,其應(yīng)用和作用主要表現(xiàn)在各種平面、孔蓋、管接頭的密封和螺栓的鎖固方面,可以防止油、水、氣的泄漏和螺栓的松動(dòng),直接關(guān)系到汽車的正常運(yùn)行,其主要用膠品種有厭氧膠和硅酮密封膠。
1)厭氧膠
涂布工藝簡(jiǎn)單、固化速度快、鎖固密封性能好,根據(jù)使用部位的不同要求,有不同強(qiáng)度的品種,其中可預(yù)涂高強(qiáng)度微膠囊型厭氧膠,適合汽車上大量螺紋件機(jī)械涂布的快節(jié)奏要求。
2)硅酮密封膠
在平面密封方面有其自身的長(zhǎng)處,膠層彈性好、耐油、耐老化、涂膠簡(jiǎn)單、可剝離性強(qiáng)、拆卸方便。高分子液態(tài)密封膠可以配合墊片使用,半干型粘彈性硅酮膠也可以取代墊片單獨(dú)使用。
其他特殊工藝用膠
汽車制造工藝過(guò)程中還要用到多種其它膠粘劑密封膠,如剎車蹄與摩擦片粘接用的剎車蹄片膠,是以改性酚醛樹(shù)脂為基材的膠粘劑,代替鉚接工藝能保證可靠的粘接強(qiáng)度,降低噪音,延長(zhǎng)摩擦片使用壽命。
濾芯器生產(chǎn)用的濾芯膠,是增強(qiáng)樹(shù)指補(bǔ)強(qiáng)的PVC塑溶劑,能耐油、耐熱老化,滿足流水線作業(yè)要求;微孔堵漏用的浸滲劑,在粉末冶金件和發(fā)動(dòng)機(jī)缸體等零件砂眼缺陷的彌補(bǔ)上作用明顯。
汽車裝配過(guò)程用的壓敏膠帶,可以保護(hù)車身免于污染、磕碰,或協(xié)助零件裝配時(shí)固持定位。
鑄造行業(yè)用的合成樹(shù)脂粘結(jié)劑,主要有酚醛樹(shù)指、呋喃樹(shù)指及少量改性脲醛樹(shù)脂三種,廣泛應(yīng)用在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、缸蓋等零件的鑄造工藝上。
機(jī)器人自動(dòng)涂膠設(shè)備主要包含:
機(jī)器人、對(duì)中臺(tái)、固定式涂膠槍、供膠泵、輸送系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、視覺(jué)系統(tǒng)、檢測(cè)裝置、清洗裝置等。