浅谈减振胶在白车身制造中的应用

高杰

摘要：减振膨胀胶用于汽车顶盖与加强梁、五门一盖内外板等零件之间，起减振粘接作用。消除了行车过程中的振动噪音，同时减少或取消结合焊点，提高车身美观性。本文针对减振膨胀胶性能、作用进行探讨。

关键词：减振膨胀胶；减振；粘接

中图分类号：TQ437 文献标识码：A 文章编号：1001-5922（2014）07-0000-03

1 前言

汽车的五门一盖、顶盖等尺寸较大的表面覆盖件与内板加强件之间如果无连接、填充材料，在车辆行驶、怠速等过程中，车身外板等薄弱部位会产生振动（严重时外板会与加强板发生碰撞），并在车体内传播，进而引起其他部件的振动，降低驾乘舒适性。为防止、减弱振动传播，汽车外板与加强件之间采用减振胶等高分子材料类产品进行减振。减振胶将外板与加强件紧密连接在一起，中间填充了弹性材料，使外板与加强件形成整体，从而阻止或减弱了振动在2个刚性材料之间的连续传播。

2 减振胶的作用

在NVH（Noise噪声、Vibration振动、Harshness舒适性）的解决方案中，对激励源的控制是最根本、最直接的措施，其包括降低激励源的激振力及降低各部位对激振力的响应等，即改造振源和声源。但是由于车辆系统的复杂性，对激励源难以彻底控制，这样就需要从其传播途径入手采取措施，消除、衰减振动和噪音传播。振动是结构传播的主要形式，其传播的振动频率一般低于500 Hz；对于振动，通常采取的主要措施有减振和阻尼，在白车身制造中主要使用的减振材料之一为减振胶，见图1示意。

减振胶用于车身顶盖与加强梁、发动机盖与发动机盖内板、行李箱盖与行李箱盖内板、车门外板与防撞梁之间及其他需减振的部位，见图2。

减振胶起到如下作用：（1）减振。由于外板与加强梁间隔了弹性材料，避免了钢板与加强梁直接接触，阻止了2个刚性材料的碰撞产生振动，同时阻止或减弱了其他振动在2个刚性材料之间的连续传播，消除部分异声响动。（2）控制共振。通过减振胶的连接，增加了外板稳定性，加固了车体结构，改变了车体固有频率，减弱了局部与外板产生的共振和共鸣。（3）阻尼。该类部位应用结构可以看作一种约束阻尼层结构，当加强梁和外板受振动而形变时，减振材料不仅通过上下伸缩形变衰减振动，而且在外板与减振层、减振层与加强梁之间发生剪切作用，从而消耗振动能量。（4）涂布膨胀型防振胶，可减少或取消结合焊点，提高车身外表美观性。

3 减振胶使用工艺

减振胶分为膨胀型和非膨胀型，主要由合成橡胶、合成树脂、增塑剂、硫化剂或固化剂、无机填料和发泡剂组成。一般形状为膏状（减振膨胀胶），根据使用需求也可为带状（减振膨胀胶带）。

根据使用部位缝隙大小选择膨胀型或非膨胀型。对于一些间隙较大、外板与加强梁间距烘烤前后变化大、需要提高耐槽液冲刷性、垂直缝隙、生产节拍快等部位，选择膨胀胶带为宜。膨胀型减振胶膨胀率可以高达500%，若过高，将导致压缩回弹性差，影响减振寿命，一般膏状减振胶膨胀率不超过80%，膨胀胶带膨胀率以不超过150%为宜。根据外板刚性强弱选择减振胶软硬。外板刚性弱一般要求材料弹性好、粘接强度低，外板刚性强一般要求材料粘接强度高，涂布示意见图3。

减振胶的操作工艺：（1）在顶盖、车门加强梁和发动机、行李箱内板，按产品设计涂布减振胶，涂胶直径应符合设计要求；（2）涂胶完毕后装配零部件进行压合；（3）四门两盖进行包边装配、顶盖总成焊接装配；（4）装配完成后整车经过涂装工艺，随电泳漆工序烘干时固化，达到粘接、减振要求。涂胶方式有：机器人自动涂胶、人工手动涂胶。

减振胶是在涂装工序随漆面烘烤固化，固化条件应符合汽车厂家涂装漆面烘烤条件。一般需提前进行匹配试验，保证在生产过程中能够完全固化，并且加热不流挂。为防止涂装烘烤工艺变化和异常，对减振胶造成破坏，需设定过热烘烤性，一般烘烤温度200 ℃以上，时间30 min左右。某型号减振胶烘烤线关系及固化窗口见图4。

在车身经过涂装前处理（冷水、热水、脱脂液、除锈液、磷化液等）、电泳的冲刷和侵蚀时减振胶应具备良好的耐液性，即在脱脂液、磷化液及电泳液中浸泡无不良反应，不会脱落、造成涂装液体的污染和性能上的改变。首次使用或更换处理液前必须作验证实验。

4 减振胶应用工艺问题及解决方法

4.1 膏状减振胶开裂问题

内板、加强梁与发动机盖或车顶之间出现缝隙，类似开裂。原因分析：（1）内外板包边缝隙大；（2）门盖包边强度不够，导致门盖内板总成与门盖外板总成错动；（3）外板与加强梁间隙变大；（4）进入槽液时槽液冲刷导致。此外，在车门或侧围等垂直部位也会出现一些开裂问题。原因分析：膨胀率太低导致开裂。

解决方案：（1）涂胶直径或包边间隙符合涂胶工艺，产品结构稳定不产生变形；（2）对门盖包边部位使用折边胶预烘烤或焊接固定，保证包边结构强度；（3）增加胶体黏度，抵抗水流冲击，但会导致涂胶挤出困难；（4）膨胀胶膨胀率满足产品间距要求。

4.2 外板出现凹坑或鼓包

面漆喷涂固化后，车身外板出现凹坑或鼓包。原因分析：（1）车身钢板薄或强度低；（2）减振胶粘接强度高，硬度高；（3）膨胀系数不匹配；（4）钢板加热过程中应力释放，导致膨胀。一般欧系车用胶用到日系车上可能出现，不要在车身未完全冷却前检测车身是否鼓包。

解决方案：

①选择硬度小于18A（邵氏硬度，下同）、柔软减振胶产品，使钢板变形时减振胶随之变形，不影响钢板外观，采用硬度3～15A的减振胶非常有效；②降低减振胶的强度，但应满足产品设计要求；③对车身局部补强，铺贴补强胶片，增加车身局部刚性。

通过降低硬度能大幅度解决凹坑问题，但无法完全消除，一般夏季无问题，10月～3月仍会出现凹坑问题，概率在1%左右。将出现问题部位减振胶割断，但不要去除，这样仍有减振效果。

4.3 减振胶流挂、脱落问题

膏状减震胶在运输颠簸后流挂、脱落，影响车身的电泳效果。原因分析：（1）膏状减震胶胶体强度低；（2）减振胶分子向被粘物表面的移动、扩散和渗透减弱，润湿变差，减振胶与外板与加强梁形成物理化学和机械结合过程减缓，造成减振胶脱落。

解决方案：（1）采用膨胀胶带代替膏状胶；（2）调整减振胶配方，提高强度。

5 减振胶最新进展

（1）低固化温度，与无铅电泳漆固化匹配，固化条件在160 ℃/10 min。环保，节能。

（2）低硬度、弹性减振胶，与各种车身钢板匹配、无拉坑变形等问题，减振效果优良。

（3）减振胶与点焊密封胶通用，简化焊装车间用胶品种。

（4）修补用减振胶的研发，产品室温固化，用于因开裂等造成的缺胶问题。

6 结语

根据白车身的设计要求、制造工艺选择合适的减振胶，可以消除盖板与加强梁间因振动而产生的噪音，符合NVH的要求，满足顾客日益提高的驾乘需求。同时减振胶具有较高的粘接强度，烘烤固化后将外板与加强梁紧密结合形成整体，避免因装配在外板上焊接造成的外观缺陷。目前减振胶在汽车制造过程中普遍应用，选择合适的减振胶，对提高产品质量有着重要意义。