涂膠工藝設計提升車身密封性能

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汽車的車身是由各種不同的鈑金件經焊接、鉚接和粘接等工藝組裝而成的整體。在目前的國內外汽車生產線上，點焊的焊接工藝被普遍采用，其特點是操作方便、工藝簡單和焊接強度高，而且容易實現自動化和半自動化。但由于各個零件平整度存在差異，必然會形成大大小小的焊縫。提高零件的平整度和選擇合適的焊接規范雖然可以使焊縫減小到一定程度，但不可能使焊縫完全消除。

焊縫的存在，會大大降低整車的密封性能。雨水、灰塵進入車身空腔會引起鋼板生銹，降低車身的使用壽命。灰塵和外界噪聲進入車室，會使車內環境惡化、降低乘坐舒適性。為減少焊縫帶來的這些負面影響，目前大多數廠家都應用涂膠工藝提高車身的密封性。

車間常用密封材料

1.點焊密封膠

在車身焊接前先將點焊密封膠涂布在各零件的搭接區域。點焊密封膠隨車身一起酸洗、磷化和電泳涂漆，最后在電泳漆的烘房固化，起到對焊縫密封的作用。實踐證明，正確使用了點焊密封膠的車身，在車身使用壽命、整車密封性能和車內環境等方面都會有較大的改善。

點焊密封膠的基材：合成橡膠。點焊密封膠的主要性能指標：硬度（邵氏A）10～50HA，剪切強度≥0.8 MPa，破壞狀態≥90%CF。點焊密封膠的斷面尺寸：直徑（5±1）mm的圓，圓心離邊界7mm。

點焊密封膠的工藝特點如下：

l）點焊密封膠一般都為單組份膠，使用起來很方便。

2）點焊密封膠與鋼板的黏附力好，便于涂膠。

3）點焊密封膠一般不含有害溶劑，對施工環境及工人的身體健康無明顯影響。

4）點焊密封膠可以手工刮涂，也可以氣泵擠涂。

2.點焊結構膠

在一些鈑金搭接處，不僅有密封要求，還有強度要求。在此狀態下，點焊密封膠因其剪切強度太低無法滿足要求，這就需要采用點焊結構膠。試驗已證明，結構膠不僅能起到提高板材搭接強度的作用，也具有良好的密封效果。

點焊結構膠基材：環氧改性樹脂。點焊密封膠的性能要求：剪切強度≥20MPa，破壞狀態≥90%CF，T形剝離強度≥8N/mm。斷面尺寸：直徑φ（3±1）mm的圓柱，圓心離邊界（7±2）mm。

點焊結構膠的工藝特點如下：

1）點焊結構膠一般都為單組份膠，使用起來很方便。

2）點焊結構膠與鋼板的黏附力好，便于涂膠。

3）點焊結構膠一般不含有害溶劑，故對施工環境及工人的身體健康無明顯影響。

4）點焊結構膠膨脹率低，用于密封涂膠時需在密封部位涂滿。

涂膠密封設計及工藝規劃

涂膠密封的關鍵在于其設計及工藝規劃，主要遵循以下幾點。

1.盡量使用結構設計，減少用涂膠進行密封

如圖1所示，分別為后地板后圍ACC安裝支架部位鈑金，A車型與B車型鈑金對比：B車型此部位為兩層鈑金搭接，此處需要考慮涂膠密封；A車型此部位設計為單層鈑金，不需額外密封。而在實際生產過程中，B車型鈑金結構存在漏雨現象，而A車型鈑金結構無漏雨問題發生。因此，涂膠設計時，盡量使用結構設計，避免用涂膠進行密封。

2.不要將涂膠密封部位作為水流通道設計

如圖2a所示，某A車型實際生產淋雨試驗過程中，漏雨問題時有發生。經排查驗證為機艙側圍連接板與側圍搭接部位存在孔洞，而孔洞下方為側圍外板與加強板搭接處，此部位為涂膠密封，而此部位恰為積水區。整車狀態下雨水會經過前風擋直接匯聚流入孔洞，并在側圍外板與前連接板處流出，側圍外板與加強板涂膠位置為積水區，涂膠質量對其影響較大。由于人工涂膠存在不穩定因素，因此，此部位漏雨問題時有發生，無法根本杜絕。

改進方案：由于人工涂膠一致性難以控制，因此，車型改款時對機艙側圍連接板部位結構進行規避優化。如圖2b所示，B車型機艙側圍連接板與側圍及輪罩邊梁焊接后形成一個密封空間，流水通道不經過機艙側圍連接板內部，并且下方側圍前連接板設計排水孔，這樣即使有水流經其他方式進入內部也會快速排出，遠遠減小了對側圍外板與加強板涂膠的要求。后序生產淋雨試驗過程中，此部位無漏雨問題發生。

3.涂膠設計應充分考慮水流

涂膠設計時應考慮水流對密封程度的要求，避免出現水流大小不同、密封效果不同的現象。水流具有康達效應，應充分考慮這一物理現象。

A車型在梅雨試驗過程中，機艙前圍發生漏雨現象，確認機艙前圍中橫梁涂膠狀態，發現實際涂膠狀態滿足涂膠設計要求。進一步排查得知膠兩側均作為排水通道，當進行大雨試驗時水流沿如圖3所示狀態流水，水流到車身外部；當進行梅雨試驗時，水流沿如圖3b所示狀態流水，水流到車身內部，漏水問題。

改進方案：如圖3c所示，對涂膠軌跡以及長度進行變更，使機艙前圍中橫梁涂膠形成閉環，避免梅雨試驗時，小雨流進車身內部造成漏雨問題。后序梅雨試驗驗證，無漏雨現象發生。

4.避免兩種涂膠或者兩個位置涂膠拼接在一起進行密封

在實際涂膠中，盡量避免兩種涂膠或者兩個位置涂膠拼接在一起進行密封，減少搭接縫處進水的風險。因為涂膠為黏稠體，可能出現鈑金搭接部位臺階凹角處出現未完全涂到的現象，造成兩膠未完全連接上，或存在縫隙導致漏水。

如圖4a所示，某B車型后地板后圍部位ACC安裝支架線束膠堵部位發生漏雨現象。經排查：如圖4b所示，角部標注位置由焊裝點焊結構膠在內側密封，圖中焊縫密封膠在外側密封，兩膠搭接處因存在縫隙導致漏水。

改進方案：后地板后圍部位ACC安裝支架線束膠堵部位鈑金，將兩層板搭接改為單層板。如圖4c所示，A車型結構為單層板，無點焊結構膠，直接采用焊縫密封膠進行密封，避免造成兩種角搭接產生縫隙而導致漏雨的問題。后序車型設計中，此部位均采用A車型結構提升車身密封性能。

結語

整車涉水、防雨密封等整體密封性能是整車環境適應性中重要的組成部分。良好的車身密封性能不僅需要合理的車身結構和密封設計,而且還需要良好的工藝保證及生產過程能力控制。焊裝車間對焊接零件間隙的控制、密封膠的正確使用工藝，都會對整車的密封性能產生巨大的影響。采用涂膠工藝來提高整車密封性顯得尤為重要，涂膠類型選擇以及車身涂膠設計是影響車身密封的重要因素。