摘要：目前各大汽車(chē)主機廠(chǎng)為了進(jìn)一步提高公司的競爭力，均在全面提高汽車(chē)產(chǎn)品質(zhì)量及降低整車(chē)成本，結構膠在車(chē)身中的應用既能有效提高車(chē)身功能又能降低整車(chē)成本。本文主要對結構膠在汽車(chē)車(chē)身中的應用進(jìn)行分析討論。

引言

現在各大汽車(chē)主機廠(chǎng)為了進(jìn)一步公司的歸納競爭力，均在全面提高汽車(chē)商品質(zhì)量及降低整車(chē)成本，結構膠在車(chē)身中的應用既能有效的提高車(chē)身功能又能降低整車(chē)成本。車(chē)身結構膠誕生于上世紀九十年代，由寶馬，戴姆勒與陶氏化學(xué)公司合作開(kāi)發(fā)，首要用在戴姆勒車(chē)身上，用于提高車(chē)身剛度、防撞性和耐久性。

1 結構膠應用技術(shù)

1.1 結構膠功能要求

結構膠使用需考慮有關(guān)因素，具體包括：

（1）適宜的應用環(huán)境，包括應用溫度、氣候條件、最大的載荷和載荷比、材料承受應力的方式，以及動(dòng)態(tài)循環(huán)載荷、疲勞載荷等。

（2）沖壓件在焊接時(shí)，表面一般攜帶有在沖壓制造過(guò)程中所使用的拉延油、防銹油等油液，點(diǎn)焊結構膠是在焊接前涂布于沖壓件搭接面，因此要求點(diǎn)焊結構膠在含油鋼板表面有良好的附著(zhù)性能。

（3）在結合表面，需要使用最好玻璃條件的結構膠粘劑，剪切強度也必須是最好的。一般來(lái)說(shuō)，在金屬板的厚度方向的對接焊接效果不是很理想，而折邊膠接較為理想。

（4）高粘度膠需要良好的結構，具有優(yōu)良的粘附強度、并且要配合膠機器人的使用，適用于大型零件膠；低粘度結構膠適用溫度低，適用于手動(dòng)涂膠。雙組分膠粘劑的結構可以在總裝車(chē)間或車(chē)庫建設中使用，首先用于售后市場(chǎng)。

（5）在整車(chē)體內通過(guò)涂層預處理，電泳沖刷和腐蝕的結構膠粘劑應具有耐液性，即在脫脂劑、磷化液、電泳液浸泡下沒(méi)有不良反應，不會(huì )形成涂層的液體污染和功能變化。

1.2 結構膠施工技術(shù)

點(diǎn)焊結構膠施工工藝有手工涂膠、機器人涂膠 2 種。手動(dòng)膠涂層通過(guò)手動(dòng)控制設備完成鍍膜工藝；機器人自動(dòng)涂裝設備由 PLC 控制（電控柜）機器人運行軌跡和涂膠量，從而實(shí)現涂膠過(guò)程。涂層過(guò)程：

（1）襯底溫度顯示保持高于 15℃，以免脫落。溫度過(guò)低，膠線(xiàn)容易隨膠槍的移動(dòng)而在工件表面被拖動(dòng)。

（2）焊接前在 2 焊接零部件焊接搭接邊的涂覆表面移動(dòng)槍嘴均勻涂布點(diǎn)焊結構膠，涂膠直徑符合設計要求，膠條應平放于焊點(diǎn)的中央處。

（3）涂膠后，需在 8h（1個(gè)班次）以?xún)却罱踊牟⑦M(jìn)行點(diǎn)焊，并需在 14d 以?xún)冗M(jìn)涂裝和熱處理。

（4）涂膠槍嘴的直徑需根據膠接寬度進(jìn)行調整。車(chē)身邊寬度一般為 14～16mm，故建議手動(dòng)涂膠的槍嘴直徑應為 3mm，操作時(shí)膠線(xiàn)直徑為 3mm 左右。

（5）膠粘劑包裝打開(kāi)后，建議在2～4周用完。供膠系統停止工作的時(shí)間超過(guò)0.5h，則需關(guān)閉加熱裝置或將其設定溫度調整到常溫（約 23℃），以防止膠體老化。

（6）換桶時(shí)要留意清潔度，防止雜質(zhì)混入材料，致使出膠嘴堵塞。同時(shí)留意排氣，防止氣泡影響施工。桶中的材料快用完時(shí)，留意及時(shí)換膠，防止空打并吸空氣。新設備投入使用前，應對設備進(jìn)行清潔。膠泵的過(guò)濾網(wǎng)需要按時(shí)清潔，管道長(cháng)時(shí)間吸附膠粘劑會(huì )使內徑變小，排膠量也變小，大概 2 年需要更換管道。

2 在汽車(chē)上的應用

結構膠在汽車(chē)行業(yè)中得到了廣泛的應用，比如用于車(chē)身鈑金的連接，這些結構膠商品與點(diǎn)焊等技術(shù)一起應用，能夠進(jìn)一步提高車(chē)身結構件疲勞強度、車(chē)身的剛度和耐抵觸功能。結構膠在減重及降本方面作用顯著(zhù)，使用結構膠，降重可達 18KG，降幅達 5%。降本主要體現在兩個(gè)方面：

2.1 可見(jiàn)成本

（1）降本 18 元。45 米結構膠成本約為 90 元，18 公斤鋼材，按轎車(chē)用鋼成本最低 6000/噸核算，成本約為 108 元；

（2）降本 10 元。代替原有的焊縫密封膠，節約焊縫密封膠成本約 10 元；（3）以上不計減少的鋼材成型加工費用及減少的點(diǎn)焊成本。

2.2 隱性成本

（1）車(chē)重每減少 10%，油耗降低 6～8%；

（2）車(chē)重降低，動(dòng)力總成/底盤(pán)的成本，重量等可相應減少；

（3）車(chē)重降低，控制功能可顯著(zhù)提高。

2.3 結構膠基本功能

結構膠彈性模量高達 2100MPa，在汽車(chē)行業(yè)屬于一種高模量車(chē)身用膠。它以環(huán)氧樹(shù)脂為主體資料，經(jīng)過(guò)增韌等改性技術(shù)極大地改善了商品脆性、易剝離等缺陷，其具有杰出的粘接力、優(yōu)異的力學(xué)功能、耐高低溫、耐老化和低污染等特性。部分零部件受到安裝空間的約束和外觀(guān)要求無(wú)法采用傳統焊接技術(shù)時(shí)，可采用結構膠滿(mǎn)足其規劃要求。

2.4 結構膠應用部位

由于結構膠能夠進(jìn)一步提高車(chē)身剛度，因而常用于車(chē)門(mén)、發(fā)動(dòng)機罩、后背門(mén)、縱梁、防火墻、地板和車(chē)頂等零部件的翻邊、搭接邊處。其應用原則是以剛度等功能薄弱環(huán)節補強為主，采用有限元模擬辦法，斷定結構膠應用于車(chē)身上的位置、長(cháng)度等有關(guān)參數。

2.5 結構膠應用解決措施

為充分發(fā)揮車(chē)身結構膠的作用，將從四個(gè)方面來(lái)推動(dòng)：設計階段考慮結構膠、從現有車(chē)身規劃中減重、先減重再增強、滿(mǎn)意具體目標值的局部減重，如圖 1 結構膠應用解決計劃圖。

3 結束語(yǔ)

結構膠在汽車(chē)行業(yè)中正處于成長(cháng)階段，正在被廣泛應用，不僅能夠進(jìn)一步提高車(chē)身功能，而且可減輕車(chē)身重量及降低整車(chē)成本。某主機廠(chǎng)正在對結構膠的應用進(jìn)行一些積極探索。例如對于正在開(kāi)發(fā)的某款車(chē)型遇到的車(chē)身超重問(wèn)題，鋼材供貨商提出了“板材高強度減薄”解決計劃，但存在剛性下降的風(fēng)險，結構膠供貨商提出“從現有車(chē)身規劃中減重”的計劃可彌補剛性不足。對于其他新研制車(chē)型，從規劃之初預先考慮結構膠的應用，能夠有效的控制車(chē)身重量、提高車(chē)身 NVH 性能、防撞性、耐久性、削減焊點(diǎn)、加快生產(chǎn)節拍、降低整車(chē)成本。歸納結構膠的應用現狀，預期將會(huì )成為降本增效新的增長(cháng)點(diǎn)。