胶粘剂密封胶在汽车制造工业中的应用

胶粘剂/密封胶在汽车制造工业中的应用聂清武(龙苑化工机电技术公司北京市100094)摘要本文介绍了胶粘剂/密封胶在汽车工业中的应用情况，讲述了不同胶粘剂/密封胶的应用部位和应用原理关键词汽车胶粘剂密封胶1.前言随着汽车制造技术的发展及其不断提高的性能要求，胶粘剂密封胶作为汽车生产所必需的一类重要辅助材料，应用越来越广泛。

粘接技术在汽车制造上的应用，不仅可以起到增强汽车结构、紧固防锈、隔热减振和内外装饰的作用，还能够代替某些部件的焊接、铆接等传统工艺，实现相同或不同材料之间的连接，简化生产工序，优化产品结构。

在汽车向轻量化、高速节能、延长寿命和提高性能方向发展的道路上，胶粘剂密封胶发挥着越来越重要的作用。

汽车制造大体上可能分为以下几个步骤，即车身的制造，发动机及底盘的制造，总装配等，图1为汽车制造过程示意图。

本文将对汽车车身的制造过程中焊装工序、涂装工序、总装工序、装配工序胶粘剂密封胶的应用情况进行详细介绍，同时对汽车前期研发用材料、特殊工艺用胶情况做一些简要介绍。

2.汽车车身制造工序车身是汽车总体的主要组成部分之一。

通常，载重汽车的车身是驾驶室(包括车前板制件即车头部分)，货箱及车架。

大客车和轿车车身有些有车架，有些没有车架，车底板就起车架的作用。

车身的制造按照其结构特点，大致要经历以下几道工序：1、车身的冲压该工序主要通过压力机上的模具，对金属板材在其压力下冲压成一定形状的车身零部件。

2、车身的装配与焊接目前车身通常采用的装焊方式为接触点焊，分双边点焊和单边点焊，接触点焊是在电极压力的作用下，将焊接件紧密接触，利用电流流经焊件时所产生的电阻热加热焊接件，使焊接点熔合在一起。

3、车身的涂装经由焊装组装完成后的车身壳体要进行涂装，涂装的作用主要是起防锈、防腐，延长车身寿命和装饰目的。

汽车车身涂装通常要经过图2的工序：3. 汽车粘接/密封胶的应用3.1 汽车用胶粘剂密封胶选用原则汽车生产是批量性、流水式生产，在生产过程中有其特殊性，此外，作为交通运输工具的汽车在各种道路、气候下行驶，因此，汽车用胶粘剂、密封胶必须充分满足和适应汽车制造厂中的生产工艺，大批量、流水线生产及应用性能要求。

具体要求见表1。

3.2 胶粘剂密封胶在汽车上的主要应用部位图3 标明了胶粘剂、密封胶在汽车上主要应用部位。

图3 粘接剂、密封胶在汽车上使用部位示意图1.车灯胶；2.发动机罩减震胶；3.发动机变速器密封、锁紧；4.车窗粘接、密封；5.顶棚粘接；6.隔热材料粘接；7.顶盖流水槽密封；8.行李箱内衬粘接；9.内饰粘接；10.防震粘接剂：1l.车外装饰条粘接；12.车底防石击涂料：13.点焊密封胶；14.刹车蹄片粘接3.3 胶粘剂密封胶在汽车车身上的应用情况车身上应用的胶粘剂、密封胶主要有折边胶粘接剂、点焊密封胶、减震胶、焊缝密封胶、抗石击涂料、指压胶、内饰胶、风挡玻璃胶、丁基密封胶、厌氧胶、硅酮密封胶等，下面分别介绍各种类型粘接剂、密封胶在汽车车身上的应用部位及使用要求。

3.3.1 车身焊装工序用粘接剂密封胶车身焊装是车身制造的重要工序，为了提高车身的密封、防锈蚀性，减轻振动，需要在车身钣金搭接处涂敷密封胶。

近来，以粘接代替点焊或部分代替点焊组装车身技术的发展，使胶粘剂在车身装配中又有了新的应用。

在焊装线使用的粘接剂、密封胶，除了要具备汽车用胶的一般性能外，最重要的是对涂装工艺不会产生不良影响，能承受涂装前处理工艺的冲洗，不污染电泳液及涂层质量。

目前焊装工序主要应用的胶粘剂密封胶有三类：1)折边胶汽车的车门、发动机罩盖和行李箱盖板等部件通常是将内、外盖板折边后点焊连接的。

但是这种工艺使车身表面增添了许多由焊接而造成的凹坑，严重影响了车身的外观质量。

为了解决这个问题，国外从70年代开始采用粘接取代点焊的方法来生产汽车车门、发动机罩和行李箱盖的折边结构，所用的粘接剂称为折边胶。

图4为折边工艺过程示意图。

以粘接代替焊接制造汽车折边部件有着十分广泛的应用前景，是汽车制造工艺的发展方向，除了车门、发动机罩、行李箱盖以外，也可用于侧围等其它部位。

2)点焊密封胶汽车车身由若干块钢板焊接而成，焊缝存在是不可避免的，焊缝处密封性的好坏直接关系到车身的质量和耐锈蚀能力，是整车技术性能中一项十分重要的指标。

在汽车制造中，如果各钣金件连接处的缝隙没有采取有效措施进行密封，汽车在行驶中必然出现漏水、透风和漏尘现象，严重的可能引起焊缝处钢板的锈蚀，使钢板过早穿孔，加速车辆的报废。

汽车制造业现在通用的焊缝密封方法是涂布点焊密封胶。

其从使用性能上可以分为膨胀型和非膨胀型两大类，使用工艺如下：冲压件在焊装前，将胶涂敷在冲压件结合处的单板上，然后将两板合拢点焊，随电泳漆、中涂面漆等烘烤工序一块固化。

汽车生产中使用的点焊密封胶要求具有好的施工工艺性、触变性，能够保证密封性能，在经过后序涂装工艺前处理时，不被冲洗掉，同时小能污染电冰液，点焊胶中不能含有硅类物质，微量的硅树脂都可能对电泳漆和面漆质量造成危害。

又不能影响点焊的强度，焊接时点焊胶不分解出有毒气体或能引起金属锈蚀的物质，加热过程中不流淌，胶膜固化后足够的弹性和附着力，耐介质，耐老化。

3)膨胀型防震粘接剂在汽车车身制造过程中，车身覆盖件的外板与加强梁间的结合通常使用焊接方法装配，车身驾驶室顶盖加强梁，发动机罩盖加强梁以及行李箱盖加强梁等外板的组合，都采取焊接方法，由于在盖板与加强梁间存在着一定的缝隙，行车中可能因振动而生产噪音，而且盖板上的焊点也严重地破坏了外观的平整性，为了克服以上缺点，可以在焊装前，将膨胀型防振粘接剂涂布在冲压薄板与加强梁结构中，经油漆烘干设备加热固化，胶层具有较高的粘接强度，受热膨胀后将加强梁与盖板紧密结合成为一体，减少或完全取消结合焊点，因而可以提高车身外表的美观性，减弱行车中的振动和噪声，膨胀型防振粘接剂的使用部件如图5。

图5膨胀型防震粘接剂的应用部位膨胀型防振粘接剂通常为液态膏状物，也有的制成胶带状，在车身焊装过程中，将胶(或胶带)涂在加强梁上，然后组合焊接。

与点焊密封胶相似，膨胀型防振粘接剂不必单独设立加热固化调和，通常在电泳涂装烘干炉中膨胀、固化，所以其使用工艺条件和要求与点焊密封胶相同。

上面介绍了目前装焊工序常用的几种胶粘剂密封胶材料，随着汽车制造工艺的进步及胶粘剂密封胶技术进展，目前在焊装工序出现了几种新型的粘接密封材料：1)折边胶带(高强度结构胶带)折边胶带是随着国外新车型进入我国的。

其主要用于汽车中控门锁加强件等部位的粘接，该部位由于间隙较大，因而糊状折边胶因施工问题难以应用。

折边胶带的剪切强度、剥离强度等主要参数均与折边胶相同，可推广应用于汽车其他间隙较大而需结构粘接的部位。

2)膨胀型点焊密封胶带上面介绍的点焊胶绝大多数都是膏状物，这种膏状密封胶在性能上能满足技术要求，但在施工工艺上却有不足之处，如需专用机械涂胶机或手动涂胶枪；施胶量不易控制，施工胶过多会在搭接件点焊或冲压时溢出，污染工位，影响生产效率；过少时易产生缝隙，导致密封失败。

我们公司根据日本同类产品指标，结合多年为各大汽车厂配套服务的经验，研制出了膨胀型点焊密封胶带，该材料性能参数完全达到了日本丰田技术标准，克服了糊状点焊胶施工不方便的缺点，大大提高了汽车生产厂家的生产效率。

3)膨胀型减震胶带与点焊胶类似，现用膨胀胶也是糊状，在用于汽车引擎盖、车身侧板的填充减震时，由于施胶部位间隙都比较大，在施胶后的工序过程中常常引起胶料挤出、流挂，导致缺胶起不到减震效果的问题。

膨胀型减震胶带由于采用合成橡胶材料，状态呈固态，则克服了这个缺点，而且减震效果也远远优于糊状减震材料。

4)钢板补强胶片随着汽车向轻量化、高速、节能方向的进一步发展，车身钢板要求越来越薄，而且汽车钢板在车身成型过程中，因冲压拉伸变得较为薄弱，在汽车长期行驶过程中，薄弱处如旅行车车门拐角，经常开启、关闭受到反复的拉力、撞击和振动等应力作用，会导致该处金属板产生疲劳，在应力能量不能分散、消耗情况下，集中在某些缺陷处(如工艺孔处、拐角处等)产生裂纹。

粘贴补强胶片的目的就是通过补强胶片中橡胶分子的松弛作用，在受力作用下产生位移和形变，使应力均匀分散，从而消耗掉外界施加的能量，消除或减弱应力能量对钢板的影响，增强其抗疲劳性，避免裂纹的产生或阻止其扩展。

5)高膨胀填充物为了降低汽车车身整体重量而不降低汽车整体强度，往往将某些加强部位做成空腔结构，如车身前风挡玻璃两侧立柱、门立柱等部位，但这些部位在车辆高速行驶过程中，车身外部噪音会进入立柱空腔，产生共振现象而导致车厢内产生噪音问题，从而影响汽车的驾乘舒适性。

高膨胀填充物就是用于挡玻璃两侧前立柱内填充，起到隔绝噪音目的的一种胶粘剂，根据形态可分为糊状产品和成型产品，该类产品具有高膨胀、低密度、耐各种前处理液，在底涂、中涂、面涂工序过程中能充分固化膨胀，且不污染电泳液、面漆的特点。

3.3.2 车身涂装工序用粘接剂密封胶涂装工艺用胶虽品种较少，却是汽车上用量最大的一类，主要有焊缝密封胶和抗石击涂料，其基材成份都为PVC塑溶胶，两者虽然在性能上各有侧重，但工艺上都要求能够通过高压涂胶设备实施机械化涂布或喷涂。

1)焊缝密封胶焊缝密封的好坏直接影响到车身的密封性和防锈蚀能力，前面已经介绍了焊缝密封的方法之一涂布点焊密封胶，另外一种方法就是涂布焊缝密封胶密封焊缝。

焊缝密封胶主要用于车身焊装后涂在焊缝上的密封胶，起到密封防漏，增强防锈能力和填补焊缝，增加车体美观性的作用。

一般要求焊缝密封胶要具有突出的触变性，在堆积一定厚度时能保持棱角，不发生流淌，加热塑化后，胶层有弹性、不开裂、外观平整，对中涂和面漆不能产生变色现象，焊缝密封胶在汽车密封、防漏、防锈方面起着至关重要的作用。

2)焊缝密封胶带焊缝密封胶带是一种预先成型的带状密封材料，随汽车车身烘烤工序一起固化。

在大面积车身焊装成型工艺中，焊缝的密封虽有焊缝胶可以解决现实问题，但如果采用预先成型的密封胶带来覆盖焊缝，则具有施工简便快捷，外表美观对环境无污染等优点，是一种很有发展前途的粘接密封材料，目前在汽车行业应用还较少。

3)防石击涂料防石击涂料是在涂装工序，喷涂在汽车底板上，用于缓冲汽车高速行驶过程中，诸如沙石等各种物体对底板的强力冲击，提高底板抗腐蚀能力，延长使用寿命的一种密封剂，另外还有助于降低车内噪音，改善乘员的舒适性，目前已被汽车厂家广泛采用。

4)指压密封胶在涂装工序，除了使用前面提到的粘接密封材料外，还用到指压密封胶。

所谓指压密封胶，实际上是一种密封腻子，用手指涂抹、压实，主要用于车身焊装后所形成的较大缝隙、工艺孔的密封以及凹凸不平处的修饰等。

指压密封胶要求无毒、无味、施工过程不粘手，与钢板附着性好，在油漆烘干过程中一块固化，烘干过程中不流淌、不收缩，与密封件结合力好。