文/任文超 陳 忠 王林照(安徽安凱汽車股份有限公司)

側(cè)圍蒙皮是車身圖案的主要噴涂部位，其表面平整度直接決定了蒙皮的造型和裝飾效果，高質(zhì)量的側(cè)圍蒙皮可有效降低后期涂裝的刮灰量，提高整車油漆外觀質(zhì)量，因此側(cè)圍蒙皮的張拉工藝是客車生產(chǎn)企業(yè)的重點(diǎn)管控工序。隨著客車張拉工藝水平的提高，電熱張拉工藝以其簡(jiǎn)單、高效、張拉后蒙皮平整度高等優(yōu)點(diǎn)，正被越來(lái)越多的客車企業(yè)選用[1]。側(cè)圍蒙皮電熱張拉后，為達(dá)到工藝要求的伸長(zhǎng)量，需要確定不同規(guī)格的蒙皮所需的加熱時(shí)間和蒙皮表面溫度，這方面行業(yè)內(nèi)一直缺少相應(yīng)的試驗(yàn)驗(yàn)證和數(shù)據(jù)支撐。

本文是在對(duì)不同規(guī)格側(cè)圍蒙皮電熱張拉后蒙皮伸長(zhǎng)量進(jìn)行試驗(yàn)后，確定了為達(dá)到相應(yīng)工藝標(biāo)準(zhǔn)，側(cè)圍蒙皮在電熱張拉時(shí)設(shè)備所應(yīng)該設(shè)定的加熱時(shí)間及蒙皮表面應(yīng)該達(dá)到的溫度。

一、 側(cè)圍蒙皮電熱張拉工藝流程及工藝標(biāo)準(zhǔn)

1.工藝流程

第一步：先將前端蒙皮點(diǎn)焊固定到側(cè)圍骨架上，然后將蒙皮前后兩端裝夾到張拉夾頭內(nèi)，啟動(dòng)張拉按鈕，對(duì)蒙皮拉緊張拉，直到車身穩(wěn)定、蒙皮張緊。

第二步：?jiǎn)?dòng)加熱按鈕，電流通過蒙皮，蒙皮被加熱，蒙皮在加熱過程中受熱膨脹、伸長(zhǎng)。

第三步：蒙皮加熱自動(dòng)停止后，使用單面點(diǎn)焊機(jī)將蒙皮點(diǎn)焊到側(cè)圍骨架上，蒙皮焊接好后，隨著時(shí)間延長(zhǎng)，蒙皮表面逐漸冷卻，冷卻過程中收縮，將此前熱膨脹的蒙皮繃緊。

通過上述過程可知，電熱張拉工藝主要是運(yùn)用了“熱脹冷縮”原理來(lái)保證蒙皮能夠繃緊[2]，在此過程中，蒙皮表面的加熱溫度對(duì)蒙皮張緊度有很大影響。

2.工藝標(biāo)準(zhǔn)

理論標(biāo)準(zhǔn)為：蒙皮加熱張拉后，蒙皮伸長(zhǎng)率達(dá)到0.08%～0.1%[3]，電加熱張拉2 000 N 的拉力，只起到將蒙皮拉緊的作用，不會(huì)使蒙皮產(chǎn)生破壞性的塑性變形。

二、蒙皮加熱時(shí)間和表面溫度測(cè)定

1.測(cè)定方法

為測(cè)定不同規(guī)格側(cè)圍蒙皮在電熱張拉后，達(dá)到工藝規(guī)定的0.08%～0.1%的伸長(zhǎng)率所需的加熱功率和加熱時(shí)間，試驗(yàn)采取了如下方法：

（1）增加標(biāo)尺：對(duì)熱張拉設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)，在設(shè)備張拉端氣缸上增加定位標(biāo)尺。

（2）設(shè)定加熱功率、加熱時(shí)間：本次試驗(yàn)的張拉設(shè)備最大功率為200 kW，且加熱功率可在最大功率的1%～100%范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。試驗(yàn)時(shí)先在張拉設(shè)備系統(tǒng)內(nèi)設(shè)定好加熱所用的功率P和加熱時(shí)間t。

（3）蒙皮加熱伸長(zhǎng)量測(cè)量：?jiǎn)?dòng)進(jìn)氣開關(guān)，張拉氣缸進(jìn)氣后，蒙皮被張緊，從定位標(biāo)尺上讀出此時(shí)標(biāo)尺數(shù)值，記錄此時(shí)數(shù)值為m1；對(duì)蒙皮通電加熱，在蒙皮加熱過程中，氣缸隨著加熱的過程推進(jìn)，蒙皮受熱膨脹，氣缸的拉力依然存在，氣缸逐步產(chǎn)生位移，加熱過程完成后，從定位標(biāo)尺上讀出此時(shí)標(biāo)尺數(shù)值，記錄此數(shù)值為m2；蒙皮拉伸量為二者的差值。

（4）表面溫度測(cè)量：蒙皮張拉前，先在距離張拉夾頭100 mm、200 mm、300 mm、400 mm、500 mm 的A、B、C、D、E五點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)記，張拉結(jié)束后，立即測(cè)量上述各標(biāo)記點(diǎn)處的溫度并記錄。

按照上述方法，反復(fù)調(diào)整張拉設(shè)備的加熱功率百分比和加熱時(shí)間，直至蒙皮達(dá)到工藝標(biāo)準(zhǔn)要求的伸長(zhǎng)率。記錄此時(shí)的加熱功率百分比、加熱時(shí)間和蒙皮表面各測(cè)量點(diǎn)溫度，此即為該種規(guī)格蒙皮適用的加熱功率百分比和加熱時(shí)間。

2.測(cè)量數(shù)據(jù)匯總

經(jīng)選擇厚度為1.0 mm 鍍鋅板，長(zhǎng)度為8～12 m 公路客車和長(zhǎng)度8～12 m 公交客車側(cè)圍蒙皮進(jìn)行上述試驗(yàn)，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1、表2 所示。其中，公路客車的蒙皮寬度為735 mm，蒙皮厚度為1 mm，蒙皮表面初始溫度為30 ℃，環(huán)境溫度為12 ℃；公交車的蒙皮寬度為1m，厚度為1 mm，蒙皮表面初始溫度為30 ℃，環(huán)境溫度為6 ℃。

表1 公路客車測(cè)量數(shù)據(jù)

表2 公交車測(cè)量數(shù)據(jù)

三、數(shù)據(jù)結(jié)果分析及熱張拉時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)制定

通過對(duì)上述數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后可知，為使側(cè)圍蒙皮加熱后達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求的0.1%的伸長(zhǎng)量，針對(duì)蒙皮寬度為735 mm，長(zhǎng)度為8～12 m 的公路客車，在設(shè)備加熱功率百分比設(shè)定為60%（即120 kW）時(shí)，蒙皮表面溫度需要在107～115 ℃；加熱時(shí)間，10.8～11.6 m 長(zhǎng)度范圍的蒙皮至少需要90 s，9.6 m 長(zhǎng)蒙皮至少需要70 s，8.6 m 長(zhǎng)蒙皮至少需要60 s。同理，針對(duì)蒙皮寬度為1 m、長(zhǎng)度為8～12 m 的公交客車，在設(shè)備加熱功率百分比設(shè)定為80%（即160 kW）時(shí)，蒙皮表面溫度需要在100～119 ℃范圍內(nèi)；加熱時(shí)間，10.2～11.2 m 長(zhǎng)度范圍的蒙皮至少需要90 s，9.2 m 長(zhǎng)蒙皮至少需要80 s,8.2 m 長(zhǎng)蒙皮至少需要70 s。且蒙皮長(zhǎng)度偏差在不大于1 m 時(shí)，蒙皮加熱時(shí)間和表面溫度基本不變。

根據(jù)上述分析，結(jié)合我公司各平臺(tái)車型側(cè)圍蒙皮寬幅尺寸，制定了表3 的側(cè)圍蒙皮熱張拉加熱時(shí)間工藝技術(shù)要求。

表3 不同規(guī)格側(cè)圍蒙皮張拉加熱時(shí)間

四、結(jié)語(yǔ)

本文的試驗(yàn)研究，確定了在設(shè)備加熱功率一定的情況下，蒙皮加熱時(shí)間與蒙皮伸長(zhǎng)率的對(duì)應(yīng)關(guān)系。依據(jù)本文的結(jié)論，后續(xù)生產(chǎn)只需在設(shè)備上設(shè)定好相應(yīng)規(guī)格蒙皮的加熱時(shí)間，即可保證側(cè)圍蒙皮的平整度，為側(cè)圍蒙皮平整度的定量測(cè)量和制作質(zhì)量提供了保證。