淺談對客車蒙皮技術的研究

高彬

摘 要：二十世紀80年代客車預應力蒙皮技術引入我國，改善了車身蒙皮板平整度，防止了蒙皮震動，降低了車內外噪聲。二十一世紀粘接蒙皮技術和蒙皮成型技術助推客車蒙皮技術跨越發展，進一步改善了蒙皮邊緣平整度和噪聲控制。這對車身骨架制造精度、蒙皮板成型后處理和蒙皮板的安裝工藝提出了更高要求，大多數客車生產廠的技術能力只采用了預應力技術、蒙皮成型技術和粘接技術中的1-2項。

關鍵詞：客車；蒙皮；預應力；滾壓成型；粘接

客車蒙皮的平整度是影響客車外觀質量的主要因素之一，北京北方華德尼奧普蘭客車股份有限公司1986年引進德國Neoplan公司預應力蒙皮技術，這一技術就是將整張蒙皮板的一端點焊在車身骨架的一端，另一端用機械卡頭卡緊，卡頭的另一端與車身骨架固定，調整卡頭使蒙皮板繃緊，再利用氧乙炔火焰對蒙皮板連續均勻加熱，并同時調整卡頭，使蒙皮板始終處于繃緊狀態，直到蒙皮板拉伸量達到1/1000時將另一端蒙皮點焊在車身骨架上，同時對蒙皮板的上下邊緣進行點焊，完成全部點焊后，切掉蒙皮板多余部分，完成蒙皮板的焊裝。這種蒙皮工藝解決了鉚接蒙皮的鉚釘頭外漏問題，解決了焊接蒙皮產生的蒙皮板波浪變形造成整體平整度差問題，提高了生產效率。但是，這種工藝也產生了蒙皮板上下邊緣不平整問題，當時蒙皮上下邊緣有鋁型材和橡膠裝飾條壓著，沒有暴露出問題。隨著側窗膠粘工藝的推廣和平移行李倉門的興起，這一問題就暴露出來，為了解決側蒙皮上下邊緣不平整的問題，引發了膠粘蒙皮技術和滾壓蒙皮技術。

1 三種蒙皮技術的優劣勢分析

1.1 預應力蒙皮技術的優勢

預應力蒙皮技術又分為熱預應力蒙皮技術和冷預應力蒙皮技術。熱預應力蒙皮技術是借助熱脹冷縮原理，將蒙皮板加熱到100°左右，使蒙皮板受熱膨脹，趁熱固定蒙皮板，蒙皮板冷卻后產生收縮拉應力，這種拉應力使蒙皮板繃直和繃緊，并能抵御因車身輕度變形而對蒙皮板產生的壓應力，從而避免因骨架輕度變形對蒙皮板產生的波浪變形傾向，避免和減少車輛行駛中蒙皮板變形產生的噪聲。冷預應力蒙皮技術是常溫環境下借助機械裝置對蒙皮板的單向張拉，在18000kgf力作用下，使蒙皮板內部產生拉應力，保持在張拉狀態下將蒙皮板固定在車身骨架上，蒙皮板完全固定在骨架上后松開張拉裝置，在蒙皮板的內部形成繃緊拉應力。

這兩種預應力技術都是為了實現使蒙皮板繃緊效果，途徑不同，效果也不同。熱預應力蒙皮技術使蒙皮板產生的壓應力是全向的，冷預應力蒙皮技術使蒙皮板產生的壓應力是單向的，熱預應力效果好于冷預應力效果。熱預應力工藝比冷預應力工藝在設備投入、材料消耗和預應力效果方面具有優勢，在生產效率和工作環境上占有劣勢。

1.2 膠粘蒙皮技術的優勢

膠粘蒙皮的初衷是要用粘接劑填補車身骨架和蒙皮板之間的空隙，不讓蒙皮板隨車身骨架走，也就是即使車身骨架不平，蒙皮板不要受骨架影響，盡可能保持平整，如果是焊接蒙皮，蒙皮板會隨著骨架一起彎曲。

用單組分聚氨酯粘接膠蒙皮板的技術優勢是：粘接強度高，生產效率高，外觀平整；缺點是：涂膠前處理比較耗時，粘接完后12小時內不能移動車輛，不適合大批量生產和快速流轉。

用VHB高粘接強度膠帶粘接膠蒙皮板的技術優勢是：生產效率高，粘接后短時間內可以移動車輛，適合大批量生產和快速工序流轉；缺點是：涂膠前處理比較耗時，蒙皮板粘接后隨骨架走，骨架凹坑部分膠帶不能起到粘接作用，粘接強度不可控，不適合成型蒙皮板粘接。

1.3 滾壓蒙皮技術的優勢

滾壓蒙皮技術主要用在車頂蒙皮和兩側蒙皮。車頂蒙皮一般是在蒙皮板縱向滾壓出5-7個50*10mm（寬*高）的梯形楞筋或邊緣滾壓成一定的圓弧形狀，使其縱向產生一定的剛性或規整過度成型。側蒙皮主要是上下邊緣成型，上邊一般為“L”型或“Z”字型，下邊一般為“L”型、“Z”字型或圓弧形。

滾壓成型蒙皮技術優勢是邊線美觀，整體平整。缺點是蒙皮工藝比較復雜。

2 三種蒙皮技術的推廣性分析

國內主流客車廠主要采用成型蒙皮+焊接方法，比如宇通客車廠頂皮采用滾壓成型蒙皮板+電阻點焊，側蒙皮采用滾壓成型蒙皮板+CO2點焊；蘇州金龍頂皮采用滾壓成型蒙皮板+CO2點焊，側蒙皮采用滾壓成型蒙皮板+CO2點焊，青年客車頂皮采用平板蒙皮板+電阻點焊，側蒙皮采用預應力+單邊滾壓成型蒙皮板+單組份聚氨酯膠粘接。

滾壓成型蒙皮板+CO2點焊組合生產工藝簡單，操作者能力要求不高，適合于對蒙皮質量要求不高，大規模生產模式。而采用預應力+成型蒙皮板+粘接是高質量蒙皮技術的技術路線，采用這種技術工藝的蒙皮質量高，成型美觀，但是生產效率低，不適合大批量生產模式。

3 北京北方華德尼奧普蘭客車股份有限公司蒙皮工藝技術現狀

該公司1986年引進德國Neoplan公司預應力蒙皮技術，當時引進的預應力蒙皮技術是人工火焰加熱，手動張拉，電阻點焊固定，經過20余年的小改小革，加熱方式由人工火焰加熱變為程序控制電加熱，手動張拉變為氣動張拉，電阻點焊固定沒變，少部分車型側蒙皮板采用了單邊滾壓成型，粘接蒙皮試驗過，沒能推廣。總之，我們的蒙皮技術還是停留在20年前的水平，在國內處于落后狀態，蒙皮水平亟待提高。

4 北京北方華德尼奧普蘭客車股份有限公司未來蒙皮工藝技術路線

北方客車定位于中高端大中型客車，未來3-5年的發展目標是2500-5000臺，這就決定了我們北方客車的技術定位，也就是定位于高端技術領域，針對車身蒙皮技術領域，從國際和國內目前客車蒙皮技術水平上來看，預應力+成型蒙皮板+粘接的蒙皮技術是先進技術的體現，是未來客車蒙皮技術潮流。

前面已經提到了，目前國內主流客車廠因為技術、能力和產量等因素制約，在車身蒙皮技術領域只采用了部分先進技術，只有青年汽車的蒙皮技術相對比較先進，但它也存在缺點就是粘接后不能馬上移動車輛，需要停置12小時后才能移動車輛，因為車輛轉運過程中，蒙皮板和車身骨架之間會有輕度位移，造成粘接膠在固化過程中產生剪切，破壞分子鏈結構，造成粘接強度下降。

我們未來的側蒙皮工藝技術方案是電加熱預應力+滾壓成型蒙皮板+單組份聚氨酯膠粘接+邊緣分段CO2點焊的蒙皮技術。這種技術的優勢是預應力均勻、外觀平整、邊緣規整、無需停置，適合流水線作業。（車頂蒙皮不是關注重點，沿用現有工藝不變，這里不再論述。）

4.1 側蒙皮工藝結構示意圖

側蒙皮工藝結構示意圖如圖1所示。

4.2 蒙皮板滾壓成型蒙皮板成型和剪裁

調整滾壓成型機參數，按圖2所示截面尺寸加工蒙皮板。

按側墻骨架結構圖紙中標注的燃油箱、車門框和散熱水箱的位置，在滾壓蒙皮板上畫出起始位置（前端點焊位置中心連線）和切口線，并按起始位置0.1%比例后移切口線，再用裁剪工具將干涉部分翻邊切掉，完成粘前準備。

4.3 粘接劑技術參數

隨著化學工業的發展，聚氨酯粘接劑的粘接性能已經達到能夠用于汽車車身結構粘接的程度，經過借鑒NEOPLAN公司使用的Sikaflex-221單組分聚氨酯粘接劑的性能參數，我們選用山東東方化工廠的山泉牌HA-140粘接膠粘接蒙皮板。

4.4 CO2點焊工藝要求

用CO2局部點焊是為了固定側蒙皮板位置，防止車輛移動過程車身骨架和蒙皮板之間產生相對位移，保證膠體固化過程沒有外力襲擾，保證膠體粘接性能。

在圖1中所示的“A”點和“C”點位置，每間隔30～40mm焊5～10mm大小焊點，“C”點位置間隙大于1.5mm時，需要加墊片焊接，以避免因間隙過大焊穿蒙皮板。

5 結束語

蒙皮技術水平決定整車涂裝質量和外觀裝配質量，還影響到涂裝材料成本和工時成本。所以，提高蒙皮技術水平和工藝水平非常重要。

參考文獻：

[1]譚婉萍，張曉明.粘接工藝在客車應力蒙皮上的應用[J].客車技術與研究，2000.4.