汽車頂蓋流水槽涂扁膠的技術(shù)研究

劉 帥，蘭亞強，趙 哲

（長城汽車股份有限公司技術(shù)中心，河北省汽車工程技術(shù)研究中心，河北保定 071000）

0 引言

隨著車身降成本要求的提高及顧客對于車身精細化感知的日益提升，無頂蓋裝飾條的設(shè)計結(jié)構(gòu)已逐漸在新君威、新君越、沃爾沃S90、日產(chǎn)納瓦拉等車型上得到應(yīng)用，采用頂蓋涂扁膠工藝對焊縫進行密封，膠面平順精致且密封性好。本研究主要針對該新工藝在我司的實施可行性進行初步研究，以應(yīng)對后期產(chǎn)品規(guī)劃車身頂蓋涂扁膠的需求，主要研究內(nèi)容如下：頂蓋涂扁膠與現(xiàn)有頂蓋刷膠工藝各自的優(yōu)缺點，頂蓋涂扁膠工藝存在的問題及解決方案。

1 新舊工藝比較

1.1 技術(shù)原理

1.1.1 傳統(tǒng)工藝

先將頂溝流水槽焊縫打圓膠，再用毛刷對密封膠（包括裝飾條卡爪）進行刷膠處理，用毛刷外力將密封膠填充至焊縫內(nèi)。大頂流水槽傳統(tǒng)工藝示意圖見圖1。

工藝特點：（1）刷膠過程易污染卡座，干涉頂蓋裝飾條的安裝；（2）卡座R 角處刷膠困難，存在刷膠不到位導(dǎo)致密封不嚴的問題。

圖1 大頂流水槽傳統(tǒng)涂膠工藝示意圖Figure 1 The schematic diagram of traditional gluing process on roof flume

1.1.2 扁膠新工藝

采用與頂蓋流水槽匹配的扁嘴槍，將流平性良好的焊縫密封膠涂覆于流水槽中的焊縫上。由于流平性良好，焊縫密封膠會填充至流水槽的邊界，從而覆蓋整個焊縫并呈現(xiàn)出平順的膠面外觀。

圖2 大頂流水槽扁膠工藝示意圖Figure 2 The schematic diagram of flat glue process on roof flume

工藝特點：（1）打膠后，無需對膠條進行刷膠作業(yè)，僅在起槍及止槍位置刮膠，節(jié)省了刷膠工時；（2）扁膠代替頂蓋裝飾條后，頂蓋上無裝飾條卡座結(jié)構(gòu)，不存在打膠污染卡座及卡座R 角內(nèi)密封不嚴的問題。

1.2 技術(shù)分析

以我司CHB121 車型及沃爾沃S90 為例，對兩種工藝的效果進行對比分析，見表1。

表1 兩種工藝效果的對比分析Table 1 Comparison and analysis of two process effects

小結(jié)：

（1）頂蓋涂扁膠可避免刷膠工藝污染卡座及密封不嚴的問題。

（2）頂蓋涂扁膠可減少涂膠作業(yè)工時。

（3）頂蓋涂扁膠無需安裝頂蓋外飾件，節(jié)省外飾件安裝工時，同時單車可降低成本約20 元。

2 標(biāo)桿車調(diào)研信息

2.1 標(biāo)桿車應(yīng)用調(diào)研

對我司近一年來對標(biāo)的標(biāo)桿車中應(yīng)用頂蓋涂扁膠工藝的情況進行總結(jié)，結(jié)果見表2。

表2 頂蓋涂扁膠工藝應(yīng)用調(diào)研Table 2 Investigation the application of flat glue coating process

小結(jié)：頂蓋涂扁膠工藝目前廣泛應(yīng)用于MPV 及皮卡車型上。

2.2 標(biāo)桿工藝調(diào)查結(jié)果

針對頂蓋涂扁膠工藝，對日產(chǎn)納瓦拉和沃爾沃S90 兩個標(biāo)桿進行信息調(diào)查，主要從頂蓋流水槽焊接形式、打膠形式、槍嘴形式、工藝操作及膠材類別5個方面進行調(diào)研，結(jié)果見表3。小結(jié)：

表3 頂蓋涂扁膠工藝調(diào)研結(jié)果Table 3 Investigation results of flat glue coating process

（1）我司大頂原工藝使用圓槍嘴打膠后進行刷膠處理，采用頂蓋涂扁膠工藝需開發(fā)扁槍嘴。

（2）我司大頂密封膠與其他部位密封膠管路共用，使用頂蓋涂扁膠工藝后需新增打膠系統(tǒng)。

3 存在的問題及解決方案

為全方位驗證頂蓋涂扁膠工藝在我司應(yīng)用的可行性，從人、機、料、法、環(huán)5 個方面進行分析。

3.1 人員方面

由于頂溝膠外露，膠外觀需平整美觀，因此對作業(yè)人員的打膠技能有更高的要求。經(jīng)驗證，在打膠過程中，若槍桿晃動，會造成膠型褶皺，但反復(fù)練習(xí)后，可解決此類問題。

頂蓋流水槽打膠后，與側(cè)圍搭接縫處均需密封，作業(yè)人員打膠時，需將搭接縫完全覆蓋，如果起槍位置過晚或止槍位置過早，均會存在漏涂問題，需在控制計劃中對涂膠的起止點進行明確。人員操作出現(xiàn)的問題及解決方案見圖3。

圖3 人員操作出現(xiàn)的問題及解決方案Figure 3 Problems and solutions of personnel operation

3.2 設(shè)備方面

（1）由于頂蓋密封膠與焊縫密封膠性能不同，需要單獨進行供膠，故現(xiàn)場需增加一套膠泵設(shè)備、管線、膠槍等，約增加設(shè)備投資18 萬元。

（2）頂蓋涂扁膠為高工位，目前暫定規(guī)劃使用頂溝膠車高為1650 mm，遠高于通用車型的車身高度1460 mm，且不同配置車身的高度差在450 mm 左右，固定踏臺無法滿足頂蓋涂扁膠操作，經(jīng)對標(biāo)福特及上汽等標(biāo)桿工廠，頂蓋打膠工位需改用升降踏臺，以滿足不同高度車型的打膠作業(yè)。

3.3 工藝方面

頂蓋流水槽打膠后，起槍及止槍處存在堆膠情況，前后端外觀不良。通過對標(biāo)上汽、依維柯等標(biāo)桿工廠，前后端均需進行刮膠處理，確保膠體平順美觀，因此頂蓋涂扁膠后需對起槍及止槍處進行刮膠處理。膠條外觀與涂膠壓力相關(guān)，對涂膠壓力的驗證結(jié)果如下：

（1）涂膠壓力＞2 MPa 時，頂溝膠流速過快，反應(yīng)到膠外觀上會發(fā)生膠厚、膠條不均勻等問題，影響美觀。

（2）涂膠壓力＜1.5 MPa 時，頂溝膠流速過慢，造成膠體較薄，打膠速度快時，膠體出現(xiàn)拉絲問題，影響密封性。

（3）涂膠壓力在1.5～2 MPa 之間時，膠條平順、美觀，推薦使用壓力1.7 MPa。

不同壓力下的涂膠外觀見圖4。

圖4 不同壓力下的涂膠外觀Figure 4 Appearance under different pressure

3.4 材料方面

分別從白車身結(jié)構(gòu)、焊接狀態(tài)及涂膠材料本身幾個方面進行分析驗證，結(jié)果見表4。

小結(jié)：

（1）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方面，頂蓋流水槽需平整，在頂蓋橫梁及頂蓋加強板與側(cè)圍搭接處，可在側(cè)圍外板上起避讓結(jié)構(gòu)進行配合。

（2）焊接狀態(tài)方面，焊接后應(yīng)避免焊縫翹起及馬蹄點等焊接缺陷。

（3）涂膠材料方面，推薦使用黏度低的密封膠，經(jīng)驗證，EFSEAM PS 1203 CD1型號材料黏度最佳（旋轉(zhuǎn)黏度36.9 Pa·s）。

表4 白車身結(jié)構(gòu)、焊接狀態(tài)及涂膠材料三方面的驗證Table 4 Verification of BIW structure，welding status and glue materials

3.5 作業(yè)環(huán)境方面

頂蓋涂扁膠為人工作業(yè)，目前我司大頂打膠均為人工作業(yè)，現(xiàn)場光照度參數(shù)≥500 Lux 即可滿足要求。

4 結(jié)語

4.1 行業(yè)情況

頂蓋涂扁膠工藝目前廣泛應(yīng)用于MPV 及皮卡車型上，使用頂蓋涂扁膠工藝，單車成本可降低約20元，經(jīng)項目組及車身設(shè)計部評審，在新車型上可使用頂溝膠工藝。

4.2 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方面

在頂蓋橫梁及頂蓋加強板與側(cè)圍搭接處，頂蓋一般起凸臺特征進行結(jié)構(gòu)配合，但使用頂蓋涂扁膠工藝的車型，頂蓋流水槽上不應(yīng)有凸臺特征，否則膠條與特征隨形，影響外觀，可在側(cè)圍外板上起避讓結(jié)構(gòu)規(guī)避此問題。

4.3 工藝方面

（1）頂蓋涂扁膠人工作業(yè)可行，但人員作業(yè)前需反復(fù)練習(xí)打膠，避免出現(xiàn)褶皺問題。使用頂蓋涂扁膠工藝后可避免刷膠污染卡座及密封不嚴問題，同時減少刷膠作業(yè)及外飾件安裝工時，可降低外飾件的成本。

（2）為保證頂蓋扁膠的外觀及密封性能，頂蓋打膠壓力范圍設(shè)定在1.5～2 MPa 之間，打膠后，頂蓋前后端進行刮膠處理。

（3）頂蓋使用點焊工藝可滿足頂溝膠涂覆要求，但需在焊接調(diào)試過程中，規(guī)避焊縫翹起及馬蹄點問題。

4.4 設(shè)備方面

（1）使用頂溝膠工藝需增加一套涂膠設(shè)備，兩個扁槍嘴，增加設(shè)備投資約18 萬元。

（2）為滿足不同配置車型的頂蓋涂扁膠作業(yè)，需在大頂打膠工位增加升降踏臺。

4.5 材料方面

通過驗證3 種型號的密封膠后發(fā)現(xiàn)，膠黏度越低，流淌性越好，最終形成的膠條外觀越平順，建議使用EFSEAM PS 1203 CD1 型號材料，其旋轉(zhuǎn)黏度為36.9 Pa·s 左右。