轎車防雨密封性的影響因素及控制措施

轎車防雨密封性的影響因素及控制措施

1防雨密封件的定義我國車輛行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)qct476-2007對車輛防雨密封的定義：“車輛處于靜態(tài)狀態(tài)。在規(guī)定的人工降雨試驗條件下，所有門、窗、孔和窗蓋都應(yīng)關(guān)閉，以防止雨水進入汽車路面。”。2影響車輛防雨性能的因素影響轎車防雨密封性的因素主要有產(chǎn)品的設(shè)計結(jié)構(gòu)、制造工藝、零部件質(zhì)量和操作人員裝配技能等,圖1是轎車防雨密封失效分析魚刺圖。2.1產(chǎn)品結(jié)構(gòu)從產(chǎn)品設(shè)計結(jié)構(gòu)方面分析,影響汽車防雨密封性的因素包括:車門結(jié)構(gòu)及門玻璃形狀、后備箱結(jié)構(gòu)和擋風(fēng)玻璃的安裝。2.1.1制定優(yōu)化車內(nèi)水的預(yù)防和控制方法轎車車門一般有兩種:整體式車門和分體式車門,其中最常見的是整體式車門。為保證整體式車門的防雨密封性,目前主要采取改進門玻璃下部R角引水方式和門內(nèi)板導(dǎo)水方式等措施進行預(yù)防和控制。圖2為整體式車門結(jié)構(gòu)及其水流示意圖。(1)門玻璃下部R角引水方式車門外表面的雨水沿著門玻璃外表面流進門內(nèi)板和門外板之間,并對門保護膜造成沖擊,嚴(yán)重時可導(dǎo)致雨水進入車內(nèi)。對門玻璃下端R角角度進行優(yōu)化后,可以將雨水引至門外板處,以減少水流對門內(nèi)板和門保護膜的沖擊,這是預(yù)防四門漏水的重要措施之一。圖3為優(yōu)化前、后車門玻璃表面的水流示意圖。(2)門內(nèi)板導(dǎo)水方式為了使流入門護板內(nèi)的水能夠順利排出,門內(nèi)板增加了導(dǎo)水槽結(jié)構(gòu)設(shè)計。圖4為某款轎車車門增加的導(dǎo)水槽(圖中的圓圈部分)示意圖。2.1.2導(dǎo)采用帶密封的限制外板結(jié)構(gòu)設(shè)計(1)后圍外板增加導(dǎo)水槽為了使流入后備箱密封條內(nèi)部的雨水能夠及時導(dǎo)出,以避免雨水積存流入后備箱內(nèi)部,在后備箱后圍外板膠條牙邊處增加了導(dǎo)水槽(圖5)。導(dǎo)水槽的寬度一般為8～10mm、深度為4～6mm(長度一般不固定,根據(jù)外板結(jié)構(gòu)而定),數(shù)量為3～5個。(2)后備箱牙邊內(nèi)板和外板的高度后備箱密封條安裝在后備箱鈑金牙邊上,通過后備箱蓋對密封條進行壓縮,起到密封的作用。后備箱牙邊一般采取由兩層板焊接而成的結(jié)構(gòu),外層板高度一般為16mm,比內(nèi)層板高1～2mm,這樣可有效防止雨水從兩層板之間滲入后備箱。圖6為密封條與車身的裝配示意圖,圖7為密封條安裝截面圖。2.1.3增加玻璃表面軌跡線(1)增設(shè)涂覆線擋風(fēng)玻璃是轎車極其重要的安全件及外觀件。為滿足擋風(fēng)玻璃的密封性能要求,鈑金底涂(是車身面漆與玻璃膠粘結(jié)的介質(zhì),防止玻璃膠與面漆直接粘結(jié)后發(fā)生脫離)、玻璃膠(將擋風(fēng)玻璃與車身粘接在一起)、玻璃底涂(是擋風(fēng)玻璃陶瓷層與玻璃膠連接的介質(zhì),防止擋風(fēng)玻璃與玻璃膠直接粘結(jié)后發(fā)生脫離)、玻璃清洗劑(有兩點作用:清除玻璃陶瓷層表面灰塵;對玻璃底涂起活化作用,增強玻璃底涂的粘結(jié)性能)的涂覆線軌跡必須重合,而目前的工藝很難保證這4者的完全重合,為此在車身鈑金件和擋風(fēng)玻璃規(guī)定的涂膠位置增設(shè)可以引導(dǎo)工人進行涂覆操作的軌跡線。車身鈑金件表面的軌跡線一般通過模具壓痕形成,玻璃表面的軌跡線一般由陶瓷層斷點形成,見圖8。(2)增加車窗框安裝面的寬度為了提高擋風(fēng)玻璃的密封性,要適當(dāng)加大玻璃膠與車身安裝面的有效接觸面積和玻璃膠與擋風(fēng)玻璃的有效接觸面積,且不能出現(xiàn)玻璃膠外溢現(xiàn)象。為此,必須根據(jù)工藝規(guī)定的玻璃膠涂覆后的膠高和膠寬要求適當(dāng)增加安裝面的寬度,特別是適當(dāng)加大安裝面拐角的寬度。圖9為某老車型和某新車型安裝面拐角寬度的對比。(3)擋風(fēng)玻璃的定位和限位為保證擋風(fēng)玻璃在車身安裝面上位置的一致性,并保證擋風(fēng)玻璃在車身Y方向及Z方向上不發(fā)生相對運動,在玻璃膠固化前,將擋風(fēng)玻璃上增加的定位銷卡入相應(yīng)的車身鈑金孔;同時,為避免擋風(fēng)玻璃與車窗框安裝面接觸而導(dǎo)致的玻璃碎裂,還在擋風(fēng)玻璃上增加了限位塊,以確保擋風(fēng)玻璃與車身安裝面之間的距離符合密封間隙要求(一般設(shè)計要求擋風(fēng)玻璃與車身安裝面的間隙為4～6mm)。圖10為轎車擋風(fēng)玻璃定位銷和限位塊的安裝位置示意圖。2.2抗雨密封性能分析整車制造工藝包括沖壓、焊裝、涂裝和總裝四大工藝,其中沖壓工藝主要取決于設(shè)計結(jié)構(gòu),對整車防雨密封性能的影響相對較小,所以下面主要從焊裝、涂裝和總裝工藝方面進行分析。2.2.1汽車表面密封(1)點焊密封膠的工藝要求點焊焊接工藝在大規(guī)模自動化汽車生產(chǎn)線上已被普遍采用。點焊焊接工藝的缺點是兩個焊點之間不可避免地存在焊縫,如果不采取有效措施對其進行密封,在汽車使用過程中可能會出現(xiàn)漏水、透風(fēng)和漏塵現(xiàn)象,嚴(yán)重的將導(dǎo)致焊縫處鋼板發(fā)生銹蝕,加速車輛的報廢。目前汽車制造業(yè)廣泛采用涂覆點焊密封膠的方法密封焊縫。轎車白車身生產(chǎn)使用的點焊密封膠應(yīng)滿足以下幾點要求。a.具有良好的施工工藝性和觸變性,密封性能良好。b.經(jīng)過后續(xù)涂裝前處理時,不被沖洗掉。c.不會污染電泳液。點焊密封膠中不能含有硅類物質(zhì),因為微量的硅樹脂都可能對電泳漆和面漆的質(zhì)量造成危害。d.點焊密封膠不能影響點焊的強度,焊接時點焊密封膠不釋放有毒氣體或引起金屬銹蝕的物質(zhì),加熱過程中不流淌,膠膜固化后有足夠的彈性和附著力且耐老化。(2)焊點燒穿焊接過程中,有時因接觸電阻過大或焊接時間長等原因,會出現(xiàn)焊點燒穿現(xiàn)象(圖11),此時板件焊點處出現(xiàn)孔洞,直接影響轎車的防雨密封性能。為防止出現(xiàn)這種問題,焊接時要盡可能減少接觸電阻并控制焊接時間。2.2.2密封膠的工藝要求(1)焊縫密封膠的工藝要求焊縫密封性直接影響到車身的防雨密封性和防銹蝕能力,車身焊裝后在焊縫上涂覆焊縫密封膠主要是起到密封防漏、增強防銹能力、填補焊縫和增加車體美觀性的作用。焊縫密封膠的工藝要求一般有以下幾點。a.具有突出的觸變性,在堆積一定厚度時能保持棱角,不發(fā)生流淌。b.加熱塑化后,膠層有彈性、不開裂,外觀平整。c.不能使中涂和面漆產(chǎn)生變色現(xiàn)象。(2)指壓密封膠的工藝要求指壓密封膠主要用于車身焊裝后形成的較大縫隙、工藝孔的密封以及凸凹不平處的修飾等。指壓密封膠實際上是一種密封膩子,用手指涂抹、壓實。指壓密封膠要求無毒、無味;施工過程不粘手且與鋼板附著性好;能在烘干過程中與油漆一起固化,烘干過程中不流淌、不收縮,與鈑金件結(jié)合力好。2.2.3生產(chǎn)線對環(huán)境監(jiān)測的要求(1)裝配工藝先進的裝配工藝不但可以提高生產(chǎn)效率,而且能夠有效降低質(zhì)量風(fēng)險。以擋風(fēng)玻璃涂膠為例,傳統(tǒng)工藝采用人工涂膠(圖12),擋風(fēng)玻璃的裝配質(zhì)量在一定程度上取決于工人的操作技能,裝配過程不易受控,裝配質(zhì)量很難保證。隨著技術(shù)的不斷進步,目前汽車企業(yè)擋風(fēng)玻璃的涂膠大多采用機器人自動涂膠方式(圖13)。機器人自動涂膠的主要優(yōu)點如下。a.利用齒輪定量裝置控制膠料輸出量,將要求的膠量輸送給膠槍,從而保證膠型的均勻一致。b.機器人供膠軟管的加熱均有單獨的控制系統(tǒng)并通過液晶顯示器顯示出來,保證膠料溫度穩(wěn)定地保持在所要求的溫度范圍內(nèi),而不受環(huán)境溫度的影響。c.擋風(fēng)玻璃對中定位裝置的X和Y兩個方向均設(shè)有線性編碼器,可以對玻璃類型進行自動識別;涂膠機器人系統(tǒng)可識別玻璃類型信號并調(diào)用相應(yīng)的涂膠程序(玻璃類型不同,機器人的涂膠軌跡路線不同)完成涂膠任務(wù)。機器人自動涂膠方式利用PLC程序控制涂膠軌跡,使涂膠軌跡的控制更加精確。(2)工裝輔具在轎車生產(chǎn)過程中,有部分零部件需要使用特制的工裝輔具來輔助裝配或測量,以避免人員操作失誤,確保裝配效果滿足產(chǎn)品的設(shè)計要求,如玻璃膠的高度及寬度測量和四門保護膜的粘貼等。a.玻璃膠涂覆后高度與寬度的檢測一般情況下,玻璃膠涂覆后的膠高與膠寬的工藝要求為:膠高13～15mm、膠寬7～9mm。生產(chǎn)線目前較多使用卡板輔具(圖14)及時、有效地檢測玻璃膠的膠高和膠寬參數(shù)。b.四門保護膜的粘貼門保護膜粘貼在門內(nèi)板表面,通過丁基膠與車身鈑金表面粘貼。門保護膜的主要作用是防塵、防噪,部分車型因門內(nèi)板結(jié)構(gòu)不同,也有輔助密封、防水的作用。為確保粘貼牢固,門保護膜與門鈑金表面的粘貼壓力一般為14.7～24.5N,手工按壓很難保證壓力大小在該范圍內(nèi),為此需要制作專用輔具進行按壓。圖15為門保護膜滾壓裝置示意圖,滾壓裝置的滾輪內(nèi)安裝有壓力彈簧和鎖緊卡銷,只有施加大小合適的力,滾輪才能正常旋轉(zhuǎn),從而保證保護膜與鈑金之間能夠粘貼牢固。(3)密封件裝配對環(huán)境溫度的要求總裝過程中,密封件的裝配對環(huán)境溫度是有要求的。例如環(huán)境溫度為25～45℃時,四門保護膜丁基膠的粘接效果最好,最大承受能力為19N/cm。因此,為有效控制各密封件的裝配質(zhì)量,目前總裝生產(chǎn)線會根據(jù)不同密封件的設(shè)計溫度要求配備相應(yīng)的加熱烤箱,并將溫度計懸掛在箱內(nèi),保證加熱箱的溫度在設(shè)定溫度范圍內(nèi)。圖16為密封件加熱烤箱。2.3零件質(zhì)量密封條和玻璃膠的質(zhì)量對轎車防雨密封性能影響較大。2.3.1壓入密封條裝配工藝的影響從防雨密封角度而言,通常將密封條的插入力和拔出力作為重點監(jiān)控的項目。插入力和拔出力分別是在裝車狀態(tài)下,壓入密封條和拉出車殼固定部位所需的力,分別影響密封條的使用狀態(tài)和裝配工藝。插入力越大,裝配越困難,密封條不容易壓入;拔出力越大,密封條阻止雨水滲入膠條的能力就越強。需要定期對密封條進行檢測,表1(表中的T和L分別為試驗所用插板的厚度和長度)為某車型后備箱密封條的試驗數(shù)據(jù)。2.3.2膠和底涂質(zhì)量擋風(fēng)玻璃一般采用聚氨酯玻璃膠與車身窗框粘接。玻璃膠和底涂質(zhì)量是擋風(fēng)玻璃粘接性能穩(wěn)定的保證。為此,要定期對玻璃膠和底涂質(zhì)量進行監(jiān)控,表2是玻璃膠的性能試驗數(shù)據(jù)。2.4前置培訓(xùn),考核合格蝦對操作人員做好包含理論培