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粘接密封技术在汽车白车身制造中的应用.pdf

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密封 技术 汽车 车身 制造 中的 应用
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环球聚氨酯网 www.puworld.com 62 技术应用 Technology Application 技术应用 为满足汽车制造技术不断提高的需要,粘结密封 作为汽车生产所必需的一类重要辅助制造方式,应用 越来越广泛。粘接密封技术在汽车制造上的应用,与 其它焊接、铆接、螺栓连接相比,不仅能连接不同材 料,如金属和非金属、复合材料,还可以提高结构的 韧性、耐疲劳性、抗冲击性和耐腐蚀性,可以起到增 强汽车结构、紧固防锈、隔热减振和内外装饰的作 用,还能够代替某些部件的焊接、铆接等传统工艺, 实现相同或不同材料之间的连接,达到减轻重量、降 低能耗、简化组装工序、提高制品质量和优化产品结 构等其它连接方法(如铆接和焊接等)所不能实现的效 果。 粘接技术是借助胶粘剂在固体表面上所产生的粘 合力,将同种或不同种材料牢固地连接在一起的方 法。密封技术是采用密封胶在相互连接作用的表面间 形成密封面,并保证密封面不发生渗漏的一种技术。 密封实际上是一种连续粘接,使用这种粘接方法可以 粘接住需密封的接头,以防止产生破坏作用的液体和 气体的渗入。 车身上应用的胶粘剂、密封胶按照用途主要有折 边胶、点焊密封胶、减振胶、焊缝密封胶、抗石击涂 料、指压胶等。 车身上应用的胶粘剂、密封胶按照汽车车身粘接 的主要形式分为两种:非结构型和结构型。 非结构粘接是指车身连接件表面的粘涂、密封和 功能性粘接,典型的非结构胶包括表面粘接用胶粘 剂、密封和导电胶粘剂等。结构型粘接是将结构单元 用胶粘剂牢固地固定在一起的粘接现象。所用的结构 胶粘剂及其粘接点必须能传递结构应力,在设计范围 内不影响其结构的完整性及对环境的适用性。 结构胶粘剂是一种以热固性树脂、橡胶和聚合物 合金为主的胶粘剂(如环氧、酚醛、不饱和等胶粘剂) 系列。此类胶粘剂可提供光滑的外形,能传递较大的 机械载荷应力,避免在胶层间产生应力集中,从而可 提高装配件的使用性能和耐久性。 结构胶粘剂的种类很多,主要种类有:钣金胶(板 一板结构)、蜂窝面板胶(板一芯胶)、底胶、蜂窝夹芯 胶、发泡胶等等。耐高温结构胶粘剂的研制与应用有 了长足发展,基本上实现了配套化,但在耐温性方面 的研究还有待于进一步提高。今后的研究方向是向高 强度、高韧性、高耐久性、耐高温和功能化等方面发 展。结合汽车白车身的制造过程加以说明。 汽车在车身制造过程中使用胶粘剂和密封胶主要 在车身焊装工序、车身涂装工序中使用。 车身焊装工序 在焊装工序使用的粘接剂、密封胶,在满足汽车 用胶的一般性能外,还要对后续的工序,如涂装等工 序不产生不良影响。既要承受涂装前处理工艺的冲 洗,又不污染电泳液及涂层质量。 车身焊装是车身制造的重要工序,是车辆制造水 平的重要保证。车身的焊接质量对车辆的制造水平、 使用年限和车辆的驾乘舒适性有直接的影响。焊接过 程中车身连接件因加工工艺等因素不可能做到严密合 缝。为了提高车身的密封性、防锈蚀和减轻车身连接 件的振动,需要在车身钣金件搭接处涂敷粘接密封 胶。 白车身常用的连接方式是采用点焊连接。一辆车 的车身上的点焊点大约有3000个左右,目前,采用点 焊和粘接密封工艺的结合可以减少车身上的点焊点, 在提高车身承受载荷能力的同时,还可以增加车身承 受载荷的循环次数。 近年来,以粘接替代点焊或部分替代点焊进行组 装车身技术的发展,使胶粘剂在车身装配中又有了新 的应用。目前焊装工序主要应用的胶粘剂、密封胶有 三种: 折边胶 汽车的车门、发动机罩和行李箱盖等部件通常是 将内、外盖板折边后点焊连接的。点焊产生的焊点在 车身表面形成凹坑,对车身的外观质量产生了严重影 响。为了解决这个问题,开始采用粘接取代点焊的方 法来生产汽车车门、发动机罩和行李箱盖的折边结 构,所用的胶粘剂被称为折边胶。 以粘接代替焊接制造汽车折边部件有着十分广泛 的应用前景,是汽车制造工艺的发展方向,除了车 门、发动机罩、行李箱盖以外,也可用于侧围等其它 部位。 点焊密封胶 汽车车身由若干块钢板焊接而成,焊缝存在是不 可避免的,焊缝处密封性的好坏直接关系到车身的质 粘接密封技术 在汽车白车身制造中的应用《聚氨酯》 2008年9月 总第76期 63 汽车 技术应用 粘接密封技术在汽车白车身制造中的应用 量和耐锈蚀能力,是整车技术性能中一项重要的指 标。在汽车制造中,如果各钣金件连接处的缝隙没有 采取有效措施进行密封,汽车在行驶中会出现漏水、 透风和漏尘现象,严重的可能引起焊缝处钢板的锈 蚀,使钢板过早穿孔,加速车辆的报废。汽车制造业 现在通用的焊缝密封方法是涂点焊密封胶。 汽车白车身生产中使用的点焊密封胶要求具有好 的施工工艺性、触变性,能够保证密封性能,在经过 后序涂装工艺前处理时,不被冲洗掉,同时不能污染 电泳液,点焊胶中不能含有硅类物质,微量的硅树脂 都可能对电泳漆和面漆质量造成危害。又不能影响点 焊的强度,焊接时点焊胶不分解出有毒气体或能引起 金属锈蚀的物质,加热过程中不流淌,胶膜固化后有 足够的弹性和附着力,耐介质,耐老化。 减振粘接剂 在汽车白车身制造过程中,车身覆盖件的外板与 加强梁间的结合通常使用焊接方法装配,车门外板与 加强梁、车身驾驶室顶盖加强梁、发动机罩加强梁以 及行李箱盖加强梁等外板的组合,都采取焊接方法, 由于在盖板与加强梁间存在着一定的缝隙,行车中可 能因振动而产生噪声,而且盖板上的焊点也严重地破 坏了外观的平整性,为了克服以上缺点,可以在焊装 前,将防振粘接剂涂在冲压薄板与加强梁结构中,经 油漆烘干设备加热固化,胶层具有较高的粘接强度, 受热膨胀后将加强梁与盖板紧密结合成为一体,减少 或完全取消结合焊点,因而可以提高车身外表的美观 性,减弱行车中的振动和噪声。 减振粘接剂通常为液态膏状物,也有的制成胶 带状,在车身焊装过程中,将胶(或胶带)涂在加强梁 上,然后组合焊接。与点焊密封胶相似,膨胀型防振 粘接剂不必单独设立加热固化调和,通常在电泳涂装 烘干炉中膨胀、固化,所以其使用工艺条件和要求与 点焊密封胶相同。 车身涂装工序 涂装工序中使用的粘接密封胶的品种比较少,却 是汽车上用量最大的一类。主要有焊缝密封胶和抗石 击涂料(底盘防护胶),其基材成份都是PVC塑溶胶, 两者虽然在性能上各有侧重,但工艺上都要求能够通 过高压涂胶设备实施机械化涂布或喷涂。 焊缝密封胶 焊缝密封胶主要用于车身焊装后涂在焊缝上的密 封胶,起到密封防漏,增强防锈能力和填补焊缝,增 加车体美观性的作用。一般要求焊缝密封胶要具有突 出的触变性,在堆积一定厚度时能保持棱角,不发生 流淌,加热塑化后,胶层有弹性、不开裂、外观平 整,对中涂和面漆不能产生变色现象,焊缝密封胶在 汽车密封、防漏、防锈方面起着至关重要的作用。 防石击涂料 防石击涂料是一种喷涂在汽车底盘上,用以提高 底盘抗腐蚀能力,延长使用寿命的一种密封剂。在涂 装工序,将一种高附着性、高弹性的PVC塑溶胶(防石 击涂料)分多次喷涂在汽车底盘上,形成2mm左右厚的 防护层,用于缓冲汽车高速行驶过程中,诸如沙石等 各种物体对底盘的强力冲击,还能达到防腐、防锈、 防石击的功效,尤其是雨水、雪水和融雪剂具有强腐 蚀,防石击涂料更是必不可少。另外还有助于降低车 内噪声,改善乘员的舒适性,目前已被汽车厂家广泛 采用。 现在一些车在出厂前就已经做过PVC塑溶胶喷涂 的处理,喷涂过的底盘有一层塑胶粘在车底,用手摸 有柔性的感觉。没有做过喷涂的车辆,可以考虑进行 底盘封塑。也就是在已出厂的车辆的车底上喷涂PVC 塑溶胶,工艺和材料达到要求也可以达到相同的效 果。 指压密封胶 在涂装工序中,除了使用前面提到的粘接密封材 料外,还用到指压密封胶。是用手指涂抹、压实,主 要用于车身焊装后所形成的较大缝隙、工艺孔的密封 以及凸凹不平处的修饰等。 指压密封胶要求无毒、无味,施工过程不粘手, 与钢板附着性好,在油漆烘干过程中一起固化,烘干 过程中不流淌、不收缩,与密封件结合力好。该材料 在客车、越野车、重型货车等车型中应用较多。 在汽车白车身制造工业中使用的胶粘剂和密封胶 与其它领域使用的有很大不同,主要表现在汽车白车 身制造过程中的使用条件和使用特点上。 对胶粘剂和密封胶在性能上的要求有: a.充分满足汽车材料要求。在保养和大修里程或 预期使用寿命里始终保持所承担的工作。 b.具有良好的耐寒性,耐热性。以满足汽车在不 同气候条件下行驶所经受的考验和使用部位上的要 求。 c.具有优异的耐湿、耐盐雾腐蚀的能力。在潮 湿、多盐的气候和高速公路行驶时不丧失机能。 d.具有良好的耐油性。包括各种润滑油、汽油、 柴油等,不被油所溶解,致使粘接失效,出现漏水、 漏气现象。环球聚氨酯网 www.puworld.com 64 技术应用 Technology Application 技术应用 对胶粘剂和密封胶在汽车生产使用过程中的工艺要求 有: a.具有良好的施工工艺(刷涂、滚涂、挤涂、喷 涂、浸涂等)性能,涂布简单易行。 b.适应生产装配线的生产,具有一定的初始强度 或瞬时粘接能力。 c.若需要加热固化,要求其固化温度在汽车涂装 烘干设备的加热温度及时间范围内,而且在此温度下 不能分解,烘干前不流淌。 d.通过油漆前处理工序的粘接剂、密封胶,要经 受住清洗、磷化液的冲击,不溃散、不污染电泳液, 尤其不含有机硅树脂成分,以免影响涂装质量。 胶粘剂和密封胶在汽车工业中的应用越来越多, 据统计现在已有近25种胶粘剂和密封胶在汽车制造中 使用,平均单车使用量轿车为20kg,中型车16kg,重 型车22kg。预计到2010年,我国汽车工业对各种类型 的胶粘剂和密封胶的总需求量将达到10万t。由此可 见,随着新材料和新技术不断出现,应用的范围也一 定会不断的扩大,用量也会不断的增加,粘接密封技 术也必然处于越来越重要的位置。环球聚氨酯网 www.puworld.com 08 Content 84 Expert Seminar “Lecture Eighteen: Status quo and Outlook of polyurethane synthetic leather used Chemicals” The article analyzes the future of synthetic leather used chemicals according to the analysis in terms of chemical types, mechanism and applications as well as the research on current status of this ? eld in China, including key problems. 82 PU Patent Select the lastest PU technology patent at home and abroad and let you grasp the vicissitudes of PU world. 60 Special Edition for Automobile Industry Technology Application --- “Application of sealing and adhesive techniques in automobile body-in- white production”: With the increasing development of auto manufacture, sealing and adhesive technique has been used more and more widely. “The Overwheling Application of Composite Materials in Automobile Manufacture”: As composites have been widely used in automobile production, new materials and techniques are desperately needed in order to ensure high- quality products, high production efficiency and low processing cost. Automobile Hodgepodge --- The new policy on consumption tax has influenced automobile prices and consumption behavior and new challenges confronting us: How to cease the price competition? 74 PU T echnology “Sole Used Polyurethane Processing Technology” It gives an introduction of polyurethane microporous elastomer sole materials processing technology and the different between polyester sole and polyether sole. The article also introduces the development of ester-ether mixed sole materials when highlighting some key problems like low-density, water-blown, and discoloration in photodegradation, etc. “Status quo and outlook of Synthetic leather used waterborne polyurethane system” With a history of less than 15 years, China synthetic leather industry develops briskly thanks to its diversi? ed, fashionable and low-cost products. And tens of new products are taking stages annually. Thus, waterborne polyurethane resin should adapt the development of synthetic leather industry. 46 PU Market To share you the most detailed analysis on PU feedstock market, report of PU industry and custom data, the most precise market information and analysis of PU market.
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