结构胶在汽车车身中的应用

2018-10-10 13:15:00
陆启蒙
原创
64
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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