随着汽车制造技术的发展及其不断提高的性能要求,胶粘剂作为汽车生产所必需的一类重要辅助材料,应用越来越广泛。粘接技术在汽车制造上的应用,不仅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,简化生产工序,优化产品结构。在汽车向轻量化、高速节能、延长寿命和提高性能方向发展的道路上,胶粘剂密封胶发挥着越来越重要的作用。
汽车制造大体上可能分为以下几个步骤,即车身的制造,发动机及底盘的制造,总装配等,图1为汽车制造过程示意图。本文将对汽车车身的制造过程中焊装工序、涂装工序、总装工序、装配工序胶粘剂密封胶的应用情况进行详细介绍,同时对汽车前期研发用材料、特殊工艺用胶情况做一些简要介绍。
胶粘剂密封胶在汽车上的主要应用部位
图2 粘接剂在汽车上使用部位示意图
1. 车灯胶;2.发动机罩减震胶;3.发动机变速器密封、锁紧;4.车窗粘接、密封;5.顶棚粘接;6.隔热材料粘接;7.顶盖流水槽密封;8.行李箱内衬粘接;9.内饰粘接;10.防震粘接剂:1l.车外装饰条粘接;12.车底防石击涂料:13.点焊密封胶;14.刹车蹄片粘接
胶粘剂密封胶在汽车车身上的应用情况
车身上应用的胶粘剂主要有折边胶、点焊密封胶、减震胶、焊缝密封胶、抗石击涂料、指压胶、内饰胶、风挡玻璃胶、丁基密封胶、厌氧胶、硅酮密封胶等,下面分别介绍各种类型粘接剂、密封胶在汽车车身上的应用部位及使用要求。
1 . 车身焊装工序用粘接剂密封胶
车身焊装是车身制造的重要工序,为了提高车身的密封、防锈蚀性,减轻振动,需要在车身钣金搭接处涂敷密封胶。近来,以粘接代替点焊或部分代替点焊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。在焊装线使用的粘接剂、密封胶,除了要具备汽车用胶的一般性能外,最重要的是对涂装工艺不会产生不良影响,能承受涂装前处理工艺的冲洗,不污染电泳液及涂层质量。目前焊装工序主要应用的胶粘剂密封胶有三类:
1)折边胶
汽车的车门、发动机罩盖和行李箱盖板等部件通常是将内、外盖板折边后点焊连接的。但是这种工艺使车身表面增添了许多由焊接而造成的凹坑,严重影响了车身的外观质量。为了解决这个问题,国外从70年代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,所用的粘接剂称为折边胶。图4为折边工艺过程示意图。
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。
2)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量和耐锈蚀能力,是整车技术性能中一项十分重要的指标。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,汽车在行驶中必然出现漏水、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布点焊密封胶。其从使用性能上可以分为膨胀型和非膨胀型两大类,使用工艺如下:冲压件在焊装前,将胶涂敷在冲压件结合处的单板上,然后将两板合拢点焊,随电泳漆、中涂面漆等烘烤工序一块固化。
汽车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,同时小能污染电冰液,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,胶膜固化后足够的弹性和附着力,耐介质,耐老化。
3)膨胀型防震粘接剂
在汽车车身制造过程中,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,车身驾驶室顶盖加强梁,发动机罩盖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生产噪音,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,将膨胀型防振粘接剂涂布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,膨胀型防振粘接剂的使用部件如图5。
膨胀型防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。
2. 汽车总装工序用粘接剂密封胶
汽车内饰材料的选择以及质量的高低是衡量整车舒适性、安全性和华丽性的重要指标。汽车内饰件多为非金属材料、种类繁多,因材料性质不同,应用场合各异,所以用胶品种互有区别,难以一概而论,现就其中某些重要品种作一介绍。
1)内装饰胶
用于将软质顶棚材料粘贴到车身顶盖上,增添车内美观华饰。目前国内这一用途的胶种都以溶剂型氯丁胶为主,在工艺和性能上要求初粘力高,满足车身内饰生产线快节奏的需要,在汽车库存及使用过程中,不能引起顶棚材料产生变冬现象。
2)丁基密封胶带
主要用于车门内板防水膜的粘接密封,它由丁基橡胶添加增粘剂挤出而成型,指压贴合容易,与钢板漆面和防水膜均有较强的粘接力,能长期保持粘弹性和密封性,目前已被汽车行业广泛采用。
3)风挡玻璃胶
汽车的车窗玻璃如果密封性不好,则在行车、停放过程中会造成漏水、透风、漏尘土等现象。目前车窗玻璃的固定、密封方式有橡胶密封条固定、橡胶密封条一密封胶固定密封、直接粘接剂固定密封等三种方式。对于前两种密封方式,主要采用丁基类非固化型密封胶对密封条与车玻璃及窗框的间隙进行密封,见图6;车窗玻璃的直接粘接密封则采用聚氨酯类粘接材料进行粘接。该类胶粘剂通常是聚氨酯主剂配合清洁剂、漆面/玻璃底剂一同使用,剪切强度较高,弹性和密封性突出,能将玻璃和车身紧密结合为一个整体,增强了车身刚性,保证于密封效果,提高了汽车安全性。粘接示意图见图7。