尹 萍
(上海通用汽車有限公司,上海 201201)
樣車試制過程中,白車身制造是重要環(huán)節(jié),它由焊接、涂膠、包邊、裝配、尺寸、鉚接六大核心支柱支撐,其中涂膠工藝是車身試制過程中非常重要的環(huán)節(jié)。車身涂膠可提升整車密封防水性能,提高NVH 性能實現減震降噪,且在汽車輕量化、節(jié)能降耗等方面發(fā)揮重要作用。本文從膠水管理、涂膠質量標準、識別涂膠高風險區(qū)域和試制涂膠質量控制方法4 個方面概述試制過程中涂膠質量控制方法及要點。
目前車身膠包括密封膠、結構膠、折邊膠和減震膠四大類。點焊密封膠以合成橡膠為主體,添加具有導電性能的物質制成,主要應用在裝焊車間,起到防振、防塵、防銹的作用,確保連接部位的密封性[1]。結構膠是以環(huán)氧樹脂為主體材料,添加增韌劑、固化劑、填充劑等配制而成的無溶劑型結構膠粘劑,主要用來提高車身剛度及耐久性,增加車身結構的吸能容量,改善汽車安全性能[1]。減振膠主要應用在車身外板和內板或加強板之間,按點狀或者線狀進行涂布。減振膠在車輛行駛中起到減振和支撐作用[1]。折邊膠應用于零件折邊連接區(qū)域,有一定結構強度,能有效地將鈑金粘結在一起。
試制涂膠過程中,影響涂膠質量有諸多因素:材料要求、產品設計要求、涂膠設備、工藝及操作等。
每種膠水都有特定的溫度要求、時效要求、保質期及板材純凈度要求。溫度控制涵蓋施工、存儲和運輸,三者均需控制在規(guī)定范圍。溫度過高膠水流動性強,在零件上附著力低;溫度過低膠水黏度大,不易從膠泵中流出。例如密封膠環(huán)境溫度日平均須低于35 ℃,最高不超過40 ℃;運輸溫度為5~30 ℃,極限溫度54 ℃不超過72 h;存儲溫度的范圍為5~30 ℃。時效分為Open Time 和Close Time。Open Time 是膠涂在一層鈑材上,但未被第二層板材覆蓋,暴露在空氣中的時間;Close Time 是膠被第二層板材覆蓋,但仍未被油漆烘烤固化的時間,每種膠水都有各自的時效要求,需嚴格按照要求執(zhí)行。例如,密封膠的Open Time 是30 ℃以下96 h;35 ℃以下48 h,同時需保證膠條無移位。Close Time 是低于30 ℃條件下8 周之內。板材純凈度指鈑金上有沖壓油和雜質程度。例如密封膠板材純凈度要求是油質量小于5 g/m2。膠水保質期須同時考慮出廠時間和開封時間,以先到日期為準。如圖1 所示,出廠保質期為1 月1 日到4 月1 日,開封保質期為2 月1 日到3 月1 日,則該膠水的保質期到3 月1 日為止。
圖1 膠水保質期
產品設計包括涂膠軌跡和涂膠量,信息體現于數模中。將數模中涂膠信息轉化至工藝文件指導現場,文件內容包含起點和終點的相對位置、涂膠軌跡到翻邊的距離、涂膠直徑和長度、涂膠種類等信息。
根據操作方式不同,主要有2 種涂膠方式:一是手動涂膠,二是機器人自動涂膠(圖2)。
圖2 涂膠設備
手動涂膠是指員工手持氣動膠槍在工藝位置涂膠。機器人自動涂膠方式與手動涂膠方式類似,區(qū)別在于自動涂膠是將膠槍安裝到機械手上,按照提前設定的控制程序,由機械手沿控制軌跡完成涂膠[2]。手工涂膠方式靈活,且柔性高可適應各種車型生產,車身試制選用氣動膠槍進行手工涂膠。
由試制車身工程師編制的涂膠工藝,規(guī)定了正確的涂膠順序、涂膠位置、涂膠尺寸、公差及員工操作規(guī)范等內容。該文件不僅指導現場員工操作,更是自檢、互檢的標準。
在規(guī)定環(huán)境溫度范圍內,按照標準工藝文件進行涂膠操作。手工涂膠過程人為控制壓力及速度,壓力越大單位時間內出膠量越大;速度越快、痕跡越細、膠量越小?,F場需增加輔助工具以控制和檢查涂膠質量:如目視參考直徑、直徑卡板等(圖3)。
圖3 膠路參考直徑和直徑卡板
試制車間使用防爆柜存儲膠水,并采取“先進先出”原則取用。手工涂膠存在以下幾種缺陷形式:漏涂、涂膠直徑細、涂膠直徑粗、涂膠未完成、涂膠過長、涂膠位置偏、膠水過期等。施工過程應采取“三不原則”:不接受,不制造,不傳遞缺陷。并實行自檢和互檢以提高手工涂膠質量。
結構膠是涂膠種類中黏度最大、施工難度最大的車身膠,且結構膠的作用是增加車身的強度和剛度,需重點控制(圖4)。
圖4 結構膠風險示意
針對折邊膠,涉及腐蝕高風險區(qū)域如圖5 所示。
圖5 腐蝕高風險區(qū)域
在首車制造過程中,對車身及門蓋結構膠、密封膠、折邊膠、減震膠進行涂膠壓合驗證,以確保涂膠工藝的準確性。在試制過程中膠水零件號、有效期、膠水位置、膠水直徑和長度都進行100%目視檢查,以確保涂膠質量。
隨著汽車產業(yè)的發(fā)展,人們對汽車舒適性的要求越來越高,“安全、舒適、環(huán)保、節(jié)能、輕量化”已成為未來汽車的發(fā)展趨勢。因此,粘接密封作為汽車生產所必需的一類重要輔助制造方式,應用越來越廣泛[1]。因試制階段特點,手工涂膠存在不穩(wěn)定、重復性差等特點,需要提前辨識各類缺陷及高風險區(qū)域,以對癥下藥提高涂膠質量,施工過程增加檢查力度以確保涂膠質量。