涂胶工艺设计提升车身密封性能

奇瑞商用车（安徽）有限公司 安徽芜湖 241000

汽车的车身是由各种不同的钣金件经焊接、铆接和粘接等工艺组装而成的整体。在目前的国内外汽车生产线上，点焊的焊接工艺被普遍采用，其特点是操作方便、工艺简单和焊接强度高，而且容易实现自动化和半自动化。但由于各个零件平整度存在差异，必然会形成大大小小的焊缝。提高零件的平整度和选择合适的焊接规范虽然可以使焊缝减小到一定程度，但不可能使焊缝完全消除。

焊缝的存在，会大大降低整车的密封性能。雨水、灰尘进入车身空腔会引起钢板生锈，降低车身的使用寿命。灰尘和外界噪声进入车室，会使车内环境恶化、降低乘坐舒适性。为减少焊缝带来的这些负面影响，目前大多数厂家都应用涂胶工艺提高车身的密封性。

车间常用密封材料

1.点焊密封胶

在车身焊接前先将点焊密封胶涂布在各零件的搭接区域。点焊密封胶随车身一起酸洗、磷化和电泳涂漆，最后在电泳漆的烘房固化，起到对焊缝密封的作用。实践证明，正确使用了点焊密封胶的车身，在车身使用寿命、整车密封性能和车内环境等方面都会有较大的改善。

点焊密封胶的基材：合成橡胶。点焊密封胶的主要性能指标：硬度（邵氏A）10～50HA，剪切强度≥0.8 MPa，破坏状态≥90%CF。点焊密封胶的断面尺寸：直径（5±1）mm的圆，圆心离边界7mm。

点焊密封胶的工艺特点如下：

l）点焊密封胶一般都为单组份胶，使用起来很方便。

2）点焊密封胶与钢板的黏附力好，便于涂胶。

3）点焊密封胶一般不含有害溶剂，对施工环境及工人的身体健康无明显影响。

4）点焊密封胶可以手工刮涂，也可以气泵挤涂。

2.点焊结构胶

在一些钣金搭接处，不仅有密封要求，还有强度要求。在此状态下，点焊密封胶因其剪切强度太低无法满足要求，这就需要采用点焊结构胶。试验已证明，结构胶不仅能起到提高板材搭接强度的作用，也具有良好的密封效果。

点焊结构胶基材：环氧改性树脂。点焊密封胶的性能要求：剪切强度≥20MPa，破坏状态≥90%CF，T形剥离强度≥8N/mm。断面尺寸：直径φ（3±1）mm的圆柱，圆心离边界（7±2）mm。

点焊结构胶的工艺特点如下：

1）点焊结构胶一般都为单组份胶，使用起来很方便。

2）点焊结构胶与钢板的黏附力好，便于涂胶。

3）点焊结构胶一般不含有害溶剂，故对施工环境及工人的身体健康无明显影响。

4）点焊结构胶膨胀率低，用于密封涂胶时需在密封部位涂满。

涂胶密封设计及工艺规划

涂胶密封的关键在于其设计及工艺规划，主要遵循以下几点。

1.尽量使用结构设计，减少用涂胶进行密封

如图1所示，分别为后地板后围ACC安装支架部位钣金，A车型与B车型钣金对比：B车型此部位为两层钣金搭接，此处需要考虑涂胶密封；A车型此部位设计为单层钣金，不需额外密封。而在实际生产过程中，B车型钣金结构存在漏雨现象，而A车型钣金结构无漏雨问题发生。因此，涂胶设计时，尽量使用结构设计，避免用涂胶进行密封。

2.不要将涂胶密封部位作为水流通道设计

如图2a所示，某A车型实际生产淋雨试验过程中，漏雨问题时有发生。经排查验证为机舱侧围连接板与侧围搭接部位存在孔洞，而孔洞下方为侧围外板与加强板搭接处，此部位为涂胶密封，而此部位恰为积水区。整车状态下雨水会经过前风挡直接汇聚流入孔洞，并在侧围外板与前连接板处流出，侧围外板与加强板涂胶位置为积水区，涂胶质量对其影响较大。由于人工涂胶存在不稳定因素，因此，此部位漏雨问题时有发生，无法根本杜绝。

改进方案：由于人工涂胶一致性难以控制，因此，车型改款时对机舱侧围连接板部位结构进行规避优化。如图2b所示，B车型机舱侧围连接板与侧围及轮罩边梁焊接后形成一个密封空间，流水通道不经过机舱侧围连接板内部，并且下方侧围前连接板设计排水孔，这样即使有水流经其他方式进入内部也会快速排出，远远减小了对侧围外板与加强板涂胶的要求。后序生产淋雨试验过程中，此部位无漏雨问题发生。

3.涂胶设计应充分考虑水流

涂胶设计时应考虑水流对密封程度的要求，避免出现水流大小不同、密封效果不同的现象。水流具有康达效应，应充分考虑这一物理现象。

A车型在梅雨试验过程中，机舱前围发生漏雨现象，确认机舱前围中横梁涂胶状态，发现实际涂胶状态满足涂胶设计要求。进一步排查得知胶两侧均作为排水通道，当进行大雨试验时水流沿如图3所示状态流水，水流到车身外部；当进行梅雨试验时，水流沿如图3b所示状态流水，水流到车身内部，漏水问题。

改进方案：如图3c所示，对涂胶轨迹以及长度进行变更，使机舱前围中横梁涂胶形成闭环，避免梅雨试验时，小雨流进车身内部造成漏雨问题。后序梅雨试验验证，无漏雨现象发生。

4.避免两种涂胶或者两个位置涂胶拼接在一起进行密封

在实际涂胶中，尽量避免两种涂胶或者两个位置涂胶拼接在一起进行密封，减少搭接缝处进水的风险。因为涂胶为黏稠体，可能出现钣金搭接部位台阶凹角处出现未完全涂到的现象，造成两胶未完全连接上，或存在缝隙导致漏水。

如图4a所示，某B车型后地板后围部位ACC安装支架线束胶堵部位发生漏雨现象。经排查：如图4b所示，角部标注位置由焊装点焊结构胶在内侧密封，图中焊缝密封胶在外侧密封，两胶搭接处因存在缝隙导致漏水。

改进方案：后地板后围部位ACC安装支架线束胶堵部位钣金，将两层板搭接改为单层板。如图4c所示，A车型结构为单层板，无点焊结构胶，直接采用焊缝密封胶进行密封，避免造成两种角搭接产生缝隙而导致漏雨的问题。后序车型设计中，此部位均采用A车型结构提升车身密封性能。

结语

整车涉水、防雨密封等整体密封性能是整车环境适应性中重要的组成部分。良好的车身密封性能不仅需要合理的车身结构和密封设计,而且还需要良好的工艺保证及生产过程能力控制。焊装车间对焊接零件间隙的控制、密封胶的正确使用工艺，都会对整车的密封性能产生巨大的影响。采用涂胶工艺来提高整车密封性显得尤为重要，涂胶类型选择以及车身涂胶设计是影响车身密封的重要因素。