白车身密封的设计、检查与验证.pdf
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1、探索研究 RESEARCH AND DEVELOPMENT白车身密封的设计、检查与验证田炳坤(标致雪铁龙(中国)汽车贸易公司上海分公司,上海 200233)Sealing Design,Check and Validation for Body in White摘要:本研究针对白车身密封的性能问题,首先从方案设计角度较为系统地论述了焊装工艺密封、涂装工艺密封以及相互间衔接配合的组合型策略,然后从数模检查和样车验证角度给出了相应的检测方法与验证措施,最后在量产管理阶段提出了一些操作建议。关键词:白车身密封;焊装工艺密封;涂装工艺密封;钣金间隙;淋雨检测中图分类号:TQ630文献标识码:A文章编号
2、:2096-8639(2023)09-0058-05Tian Bingkun(Peugeot Citron(China)Automotive Trade Co.,Ltd.,Shanghai Branch,Shanghai 200233,China)0 引言随着汽车市场的蓬勃发展,消费者对汽车性能品质的要求越来越高。作为汽车的关键性能指标之一,整车的密封性能(整车密封)贯穿于整车设计、制造、测试和使用的全生命周期,因此,必须进行全面而细致的考察和研究,并给出完善而严谨的设计措施和制造方案,以避免汽车在使用过程中出现漏水(漏雨)和NVH性能不佳等方面的诸多品质问题。通常来说,整车密封可区分为静态密
3、封和动态密封。静态密封是指通过涂敷密封胶和填充膨胀片的办法,来封堵车身结构的缝隙和孔洞,以实现防水防锈、减小振动和噪声的密封方式;动态密封则是利用橡胶条等弹性制成品的压缩变形特性,以实现门、窗、罩盖等活动部位之间的配合结构的密封方式1。两种密封方式的共同作用,构成了整车密封的总体性能,包括但不限于:防水、防锈、防风、防尘、隔热、隔音降噪,并保证座舱内的宜人环境等。由于动态密封和静态密封在方式与策略上存在着明显的差异,因此,在绝大多数的汽车设计工作中,动态密封和静态密封各有分工,归属于不同的专业模块负责。本研究选取车身的静态密封作为研究对象,重点探讨白车身密封的闭环设计和测试验证。由于车窗玻璃和
4、前后风挡玻璃的密封/装配通常在总装车间完成,因此,该部分也排除在本研究的讨论范围外。简言之,本研究重点探讨焊装和涂装车身的密封设计、检查、测试、验证。Abstract:As one of the important properties of the vehicle,the sealing function is meaningfulto waterproof,anticorrosion,anti-dust,sound insulation and noise reduction etc.In this article,thesealing design,check and validatio
5、n for the body in white have been discussed from the aspects ofwelding process and coating process and their synergy.Some reccomendations are given to massproduction of vehicles.Keywords:sealing of the body in white;welding process sealing;coating process sealing;sheetmetal gap;shower test涂层与防护第44卷第
6、9期2023年9月Vol.44 No.9Sept.2023COATING AND PROTECTION58探索研究 RESEARCH AND DEVELOPMENT1 白车身密封的系统性设计良好的白车身密封性能,需要统筹考虑焊装工艺的密封设计、涂装工艺的密封设计、焊装密封与涂装密封的搭接设计,以及满足密封要求所需的尺寸公差、钣金搭接和零件设计等(见图 1)。任何环节的考虑不周详、设计不严密,都可能会导致白车身的密封性能失效,进而带来漏水/漏雨、锈蚀、透风、隔音降噪差等诸多问题。图1 白车身密封设计Fig.1 Sealing design of body in white因此,针对白车身的密封设
7、计,需要进行系统性规划,并将其贯彻和落实于每一个数模设计阶段,以及产品和工艺的调试阶段,避免疏漏或失误。1.1 焊装工艺的密封设计焊装工艺的密封设计,通常有两部分组成,第 1部分是车身密封胶(液态膏状)的设计与施工,第2部分是泡棉膨胀片(固态泡棉状)的设计与安装。车身密封胶在钣金焊接之前施工,涂覆于其中一层钣金上,在焊接压合完成后存留在钣金间隙中,经过电泳烘房烘烤定型,最终起到密封两层钣金间隙的作用,因为通常在总成供应商或车身焊接车间内施工,因此称为车身密封胶2。车身密封胶用量比较少,通常用于涂装密封胶难以施工和保证质量的钣金区域或复杂结构,常见于前、中、后地板搭接、前后轮罩与车身搭接、尾灯安
8、装区域,以及各类间隙较大的边角区域等,大致分布具体如图2所示。车身密封胶的定义位置,其钣金间隙的设计尺寸与公差为(30.2)mm,所选用的胶枪直径常为6 mm。图2 车身密封胶Fig.2 Sealing glue of car body泡棉膨胀片通常用于车身钣金结构较大的空腔和间隙中,譬如后尾灯钣金部位、A/B/C柱与地板搭接部位、后轮罩与车身主体搭接部位等,如图3 所示。泡棉膨胀片设计时应保证与周边钣金 3 mm 间隙,以确保电泳液的流通和沉积。此外,膨胀片的自身尺寸应保证:长度 L 500 mm,13 mm 宽度 W 120 mm,否则泡棉膨胀后容易产生不可靠的质量问题。最后,要预留一定的
9、泡棉膨胀区域,避免堵塞装配工艺孔,或者与其他零件产生装配干涉。图3泡棉膨胀片Fig.3 Intumescent foaming block除密封防水外,焊装工艺还会涂敷折边胶以防止包边生锈、涂敷减震胶以隔音降噪、涂敷结构胶以优化焊点及连接强度等3,这些胶条在特定的位置区域,客观上也起到了防水、防锈、防噪、防尘等密封防护的作用,如图4所示。折边胶与结构胶的技术要求一致,所定义位置的钣金间隙的设计尺寸为 0 mm(零贴),常选用的胶枪直径为 2 mm。减震胶的技术要求,则与前述的车身密封胶基本一致。田炳坤:白车身密封的设计、检查与验证59探索研究 RESEARCH AND DEVELOPMENT图
10、4 折边胶、减震胶Fig.4 Sealing glue for bending and damping1.2 涂装工艺的密封设计涂装工艺的密封设计,主要是通过PVC密封胶的涂敷来实现,通常施工于电泳涂层烤干后的焊缝搭接处;其次,在车身底部和轮罩部位喷涂抗石击涂料也可实现部分密封功能;最后,部分热熔性的堵盖、堵塞和贴片,也会被设计和选用以实现车身孔洞位置的密封4。涂装工艺的密封设计如图5所示。PVC 密封胶需要根据产品设计和工艺条件,定义不同的涂胶类别、结构位置、间隙尺寸及公差范围,并选用与之对应匹配的胶枪类型和口径尺寸等。按出胶方式来说,涂装密封胶可区分为喷胶和挤胶两种。喷胶通常应用于地板底面
11、、前后轮罩等对涂胶精度和外观要求不高的区域;挤胶则相反,主要应用于精度和外观要求高的位置,如车门包边、后流水槽、座舱内部可见区域等。按照位置区域和胶枪口径(a)PVC密封胶(b)抗石击底涂(c)热熔性堵盖、堵塞和贴片图5涂装工艺密封设计Fig.5 Sealing design of coating process的不同,挤胶又可进一步区分为粗密封、细密封和扁胶密封等。涂装密封胶的不同作业方式、胶枪/胶条尺寸和技术设计要求如表1所示。密封方式喷胶挤胶粗密封细密封扁胶密封位置区域地板底面和轮罩区域(钣金搭接相对平整的区域)座舱地板;轮罩及地板底部的复杂结构流水槽、立柱内侧、门盖包边门盖包边座舱地板
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