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汽车用增韧结构胶在车身连接上的应用 曹久雷 (长安汽车股份有限公司商用车事业部商用车研究院401120) 摘要：本文旨在介绍一种碰撞耐久型结构粘结剂，该产品应用在车身法兰边，可以通过提高车身结构 连接强度进而提升车身刚度，防撞性和耐久性，以及避免或减少焊点撕裂问题。该产品已经在长安汽 车投产车型上有成功的应用案例． 关键词：结构粘舍剂 车身结构 点焊开裂 0引言 ’ 车身的钣金连接工艺对于整车品质而言处于一个较为重要的地位，优质有效地连接技术 可以提高车身刚度和耐久性，改进车辆的噪音、震动和平顺性(NVH)。近年来，结构粘合 剂已越来越广泛的应用于车身的钣金连接。本文介绍了一种碰撞稳定型粘合剂用于提高车身 钣金连接效率，增强车身的局部强度进而改善整车的结构强度，从而提高车辆品质。该技术 目前已在长安汽车得到成功应用，并具有较为广泛的应用前景。 1碰撞稳定型粘合剂技术介绍 结构粘合剂技术是用来解决车身结构方面的问题，它能有效增强粘结部分的耐久性与稳 定性，改善传统连接结构的整体效率与效力f¨。陶氏化学公司【21开发的BETAMATETM碰撞稳 定型粘合剂(见图1)以环氧增韧技术为基本要素，它在高强度环氧基体内加入橡胶增韧粒 子，使脆性的环氧热固性材料转化为带有一定韧性的结构粘合系统，融合了包括吸油性、耐 久性以及出众的机械性能等在内的诸多具有竞争优势的卓越属性。其汽车构造中的结构粘结 的使用领域包括： ● 连接无法焊接的及／或热敏感的组件及材料； _ 焊接设备很难，或无法接触到的结构组件； · 在避免电蚀的前提下连接不同的金属或非金属基材； ■ 通过减少焊点降低周期时间与成本。 其性能优势包括： ● 高达25％车身静刚度和动刚度增加； _ 优化载荷路径，在碰撞试验中多吸收15％的能量： 19R l 增强粘合处的耐久性，断裂时间最多可达点焊断裂时间的1,000倍： 曩 可用于粘合多种材料，如钢板和铝板之间的连接等； 蠢 减少热加固与机械紧固处理(焊点、铆接、螺栓连接等)的数量； _ 密封焊缝，同时防止钣金腐蚀。 该粘合剂在焊装车间进行施工，可手工或通过机器人进行喷涂，并在涂装车间烘烤固化， 一般烘烤的温度都能满足其固化要求，通过烘烤后进入总装生产线的车身已经是实现了增强 的车身。 图1陶氏化学公司开发的BETAMATETM碰撞稳定型粘合剂在车身上的应用位置 2碰撞稳定型粘合剂在车身上的应用实例 在开发某车型过程中，经车身强度分析以及实车台架试验和可靠性道路试验中发现几例 点焊开裂问题。由于车身设计时间较紧，钣金模具已开，通过传统的更改钣金或加强件方案 无疑会增加多余成本并延缓车辆开发周期，故采用碰撞稳定型粘合剂作为需要快速解决方案 来增加车身连接强度，提高耐久性。 2．1前壁板左右下角处焊点开裂案例 检查时发现焊点开裂。经分析，前壁板左、右下角板焊点开裂处为三层搭接结构，该焊点是 在前壁总成与车架焊接总成组合时实施，由于装焊过程累计误差的影响，该处零件搭接间隙 较大，焊点凹痕深，质量不好，应力大，疲劳强度差，故存在开裂风险。 图2前壁板左右下角处焊点开裂位置 为消除焊点应力，提高焊点的连接强度，我们采用一种新材料——碰撞稳定型粘合剂， 在图3所示部位涂胶，经高温固化，该胶将金属件牢牢连接在一起，达到提高疲劳强度，消 除焊点应力的作用。该方案在车身前悬台架强度试验样车上实施并进行路试试验，该样车在 】99 990，000次前悬架台架振动试验以及路试测试完成后，试验样车前壁板左右下角板未出现焊 点开裂质量问题。 图3碰撞稳定型粘合剂在前壁板下角的应用位置 2．2前鼓包周边焊点开裂案例 包焊点开裂。经分析，图4(1)所示部位的焊点开裂原因是由于该焊点位置较窄，焊点易打在 侧围外板倒角R处，造成焊接强度差，同时该焊点至下端无法布置焊点，局部连接强度不足， 侧围外板与前鼓包问的连接强度不够，存在焊点开裂风险。图4(2)所示部位的焊点开裂原因： 经计算机辅助工程(CAE)计算分析，该部位是应力集中区域，存在疲劳开裂风险，见图4(3)。 垦