車身鈑金異響原因探究與實踐總結

鐘俊

摘 ?要：隨著汽車消費的日益成熟，消費者對汽車品質的要求也日益增高，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。車身異響種類復雜多樣，涉及因素眾多，但根據聲音種類的不同，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驗，主要從產品結構、制造過程兩方面進行研究分析，探究在當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，旨在總結車身鈑金異響的常見異響原因和解決辦法，為后續車型開發或面臨同樣問題的同行提供經驗與借鑒。

關鍵詞：鈑金異響，產品結構，制造過程

1.前言

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

共振異響（Buzz）：結構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、靜態、不同溫度下）、摩擦產生的聲音，聲音一般較為尖銳，具體音色隨相互摩擦的材質不同而不同;

撞擊異響（Rattle）：相鄰零部件之間發生碰撞產生的不連續的聲音，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，如外板與內骨架等;

案例：

某車型在路試時，側圍上部產生 “噠噠噠”的撞擊聲。經調查分析，發現內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骨架產生持續的撞擊，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。減震膠條經涂裝烘烤后膨脹，阻隔骨架與外板的撞擊（如圖1所示）。經充分驗證后，異響問題得到消除。

解決辦法與防再發措施為：

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

2）在內板上施涂減震膠，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，如設計間距處于公差帶之間，鈑金則有概率產生干涉。車輛在行駛過程中車身產生扭曲，干涉部位會出現摩擦，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：

某車型后圍出現異響，是由于某零件切邊與對手件圓角產生了干涉。上檢具測量后發現，內板側壁有回彈，切邊位置超差，產生干涉（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。

解決辦法與防再發措施為：

1）設計間距應充分考慮制造公差，在現有工藝水平前提下，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小于4mm，如圖4所示;

2）圓角與圓角的配合，內圓角應避讓外圓角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生位移，相互之間撞擊產生異響。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。焊點點距多大會產生異響，暫無明確的數值，車身的剛度不一樣，對振動激勵的響應不一樣，產生的結果也不一樣。但根據實踐結果，焊點間距超過90mm時，存在較大概率出現異響。

案例：

某車型側圍出現異響。某一段搭接邊受腔體影響，焊點點距相對較大，調查時，撬開兩搭接邊之后，發現在兩板之間，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）使用結構膠（環氧粘合劑）對搭接邊進行連接，具有良好力學性能的同時也隔斷了搭接邊的接觸;

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

焊點布置不合理的其他情況：

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

b.點焊焊接層數不應超過三層，超過三層板搭接時應開出缺口。超過三層板以上焊接容易出現虛焊、假焊，行駛過程中有脫落風險，從而轉化為上述焊點節距大的問題;

c.二層板焊厚度比不應超過4：1，三層板焊外側兩層板的厚度比不應超過2.5：1。由于散熱條件不同，不同厚度的板熔核結晶速度不同，會產生熔核向厚板偏移的現象。當厚度比超過規定時，熔核偏移現象顯著，降低熔核強度，嚴重時會出現未焊合的情況;

2.4異物異響

異物異響，即有異物存在于鈑金型腔內。異物異響常見于弧焊工藝，尤其是梁、柱等相關零件的弧焊。弧焊在焊接過程中，產生大量火花和飛濺，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。零件則在后續制造中，形成了封閉腔體，脫落的焊渣、焊瘤在腔體中跳動，產生異響;

解決辦法與防再發措施為：

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

2）調試焊接參數，優化焊接過程，控制焊接飛濺;

3總結

本文主要從產品結構、制造過程的范疇對鈑金異響產生的原因及控制措施進行討論，主要包括產品結構：不合理的間距與避讓、不合理的結構形式、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、生產管理等等;旨在總結車身鈑金異響的常見異響原因和解決辦法，為后續車型開發或面臨同樣問題的同行提供經驗與借鑒。

參考文獻

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

[2] 黃天澤：汽車車身結構與設計，機械工業出版社，2011-2

[3] 陳祝年：焊接工程師手冊，機械工業出版社，2009-10，第二版

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