摘要：近年来，我国的汽车行业发展迅速，在汽车制造的过程中，结构胶的应用十分广泛。结构胶在汽车工业中的应用已经有很长的历史，与其他连接方法相比，结构胶有其独特优势：粘接采用面接触，而非点或线接触。与点焊及铆接相比，不易产生应力集中，连接强度、刚度和疲劳强度也相对较高，而且连接范围广，应用于各种轻金属、钢材以及其他不同材料的连接。胶粘剂在车身上的应用，最初是以防腐和密封为目的，后来逐步发展到对连接的刚度和强度也提出较高的要求。本文对车身结构胶在汽车制造中的应用进行了分析。
关键词：车身结构胶；汽车设计
引言
伴随着我国汽车制造生产工业的快速发展，消费者对于汽车产品质量提出了更高的要求，汽车性能也在不断丰富和创新。故此，汽车制造生产技术和新式材料的应用重要性愈加突出，作为汽车生产中一种十分重要的辅助材料，胶在实际生产中应用中愈加广泛。结构胶作为一种新式的汽车粘接技术，较之传统的点焊胶和折边胶技术而言性能更为突出，可以适用的范围更加广阔。由此看来，加强结构胶在汽车上的应用研究是十分有必要的，对于后续理论研究和实践工作开展具有一定参考价值。
1结构胶概述
结构胶（结构粘接剂）是现在汽车厂普遍采用的一种粘接剂，其高剪切、高剥离的性能使其能够被广泛应用。焊接结构胶通过胶接的作用粘合两个不同的物体，具有流动性的液态胶粘剂，渗入被粘合物体的表面空隙内，经过润湿、受热、固化后，胶体分子间产生化学反应，形成化学键，被粘接物质牢固地结合起来。结构胶主要用于车身钣金件的连接，结合点焊工艺，可降低工艺成本，提高车身结构强度，增加车身静态刚性、抗冲击性、抗疲劳性，提升汽车安全性能。焊接结构胶分类：车身用焊接结构胶根据材料可分为改性环氧树脂型和丙烯酸酯型。车身中采用的高强度钢，采用改性环氧树脂型，铝合金材料等轻金属材料的粘接采用丙烯酸酯型。SUV车身粘接多采用改性环氧树脂材料的结构胶，在加热固化后，胶体开始发挥作用，具有良好的抗流淌性，与油面钢板有良好的粘合度。
2结构胶在汽车上的应用
2.1结构胶基本性能
结构胶主要是以环氧树脂作为主体材料，具有十分突出的增韧改性技术特点，能够有效改善产品脆性缺陷，粘结力和力学性能更为突出，在实际应用中还可以有效改善污染和设备老化问题。部分零件由于自身特性，为了保证零件性能和外观难以使用传统的焊接工艺，这需要应用结构胶技术来满足实际要求。
2.2可防止车身铰链连接板的焊点疲劳撕裂
车门铰链在路试过程中，钣金沿着焊点一周撕裂，车门下沉。分析原因为该位置局部强度不足，产生疲劳撕裂。因该位置焊接区域限制，通过增加焊点密度提升强度的方式不可行。在铰链加强板与车门内板贴合位置增加结构胶，结合原有焊点，使加强板与车门内板完全贴合，实现粘接，当车身加热后，结构胶受热发挥作用，进而增强车门铰链加强板局部的强度，避免疲劳撕裂的产生。
2.3结构胶应用部位
结构胶技术较之传统的点焊胶技术而言，能够有效提升白车身刚度，密封性能、粘接性能，同时防腐蚀性能也十分突出，一般情况下多用于车门、发动机连接处等构件连接处。实际应用则主要是强调提高白车身静刚度，利用有限元模拟方法来确定白车身的相关强度、扭曲刚度等参数。
3车身结构胶在汽车制造中的应用
3.1实验部分
（1）主要原料。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆环氧树脂（E-51），长春化工有限公司；环氧增韧剂，钟渊化学工业株式会社；稀释剂，安徽恒远化工有限公司；双氰胺固化剂，宁夏嘉峰化工有限公司；有机脲促进剂，美国CVC化学公司；重质碳酸钙，江阴市广源超源粉有限公司；气相白炭黑，卡博特公司。（2）仪器和设备。电子万能试验机，日本岛津公司；高速拉伸试验机HTM5020，Zwick公司；真空捏合机ZH-500，江苏如皋市井上捏合机械厂；强力分散机QL-1100，佛山市金银河智能装配股份有限公司；及一般实验室仪器。（3）结构胶的制备。将环氧树脂、增韧剂和稀释剂加入捏合机中，捏合3h，制备成预混料。将环氧树脂、预混料加入双行星动力混合机，搅拌30min，转数20Hz/20Hz（自转/公转），混合均匀后，再加入固化剂、促进剂、填料、触变剂，在5～45℃下搅拌30min，转数10Hz/20Hz，刮壁后，抽真空搅拌脱泡60min，转数10Hz/20Hz，真空压力控制在-0.09MPa以上，出料，备用。（4）性能测试。拉伸剪切试件按GB/T7124—2008的尺寸进行制样供拉伸剪切强度及静态剪切强度测试。将板件按要求搭接好，并放置垫片保证其胶层厚度，用夹具将搭接件及垫片夹紧，刮去溢出的多余的胶粘剂，170℃固化20min制成样片供测试使用。
3.2结构胶的施工方法
(1)人工涂布。人工涂布有手持气动涂胶枪和手持泵式涂胶枪两类。手持气动涂胶枪可以通过风管连接气源，将支装结构胶放入胶枪内，当按压控制按钮时，气源的气压产生的压力作用于支装胶管底部，使胶体流出。该种方式适用于涂胶量小，工位布置空间有限的手动生产线。手持泵式涂胶枪适用于涂胶量大的手动生产线。压力泵上的加热盘和输送胶管都具有加热功能，可避免因室温降低导致的出胶困难问题。涂胶过程中，人手持涂胶枪，控制胶枪上的出胶按钮，调节进气压力与调节盘压力，调节涂胶枪嘴的大小来保证出胶的量和出胶速度。(2)机器人涂布。机器人涂布是通过PLC控制机器人的涂胶轨迹和涂胶量，机器人涂胶效率快，涂胶轨迹和涂胶量控制程度高，避免人为因素产生的误差，主要应用于自动化程度较高的生产线。
3.3结果与讨论
(1)不同拉伸速度对接头载荷的影响。①高速剪切下的接头拉伸强度比准静态剪切下接头的拉伸强度都有较大的提升，特别是钢-钢，提升最快。②相同拉伸速度，剪切强度与基材的强度有关：钢＞碳纤维＞铝（全部内聚破坏）。（2）①钢-钢、铝-铝、铝-碳纤维基材，随着搭接长度的增加，载荷提升，当搭接长度增加至30mm时，载荷超过基材屈服强度，导致基材屈服发生塑性形变，载荷增加不明显；②碳纤维材料屈服强度高，失效载荷与搭接长度成线性增加关系。（3）选择铝-铝的粘接材料，制备不同胶层厚度的拉伸剪切试件，使用万能试验机测试准静态剪切强度，粘接厚度由0.2mm到0.3mm，剪切强度变化不大，厚度由0.3mm继续增加，剪切强度下降明显。（4）预压力的影响选择铝-铝的粘接材料，通过不同预压力制备拉伸剪切试件，测试准静态剪切强度，随着预压力的提升，载荷逐渐提高。
4结构胶的发展方向
结构胶的使用，可以实现车身轻量化的需求，在应用高强度板与热成型板的焊接过程中，会存在焊接的问题，结合中频焊机与次高频焊机的同时，运用结构胶也是很多主机厂的选择。使用结构胶，不仅可以提升车身的安全性能，同时车身的NVH性能也有很大改善。但现在结构胶成本价高，限制了结构胶的应用，未来在低成本、高操作性、常温固化等方面是结构胶的发展趋势。
结语
综上所述，结构胶技术较之传统的点焊胶技术而言，性能更为突出，在白车身上应用能够有效提升车身的静刚度和模态，改善粘接性能、密封性能和防腐蚀性能，值得广泛推广和应用。
参考文献
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[3]周一兵.汽车粘接剂密封胶应用手册[M].北京:中国石化出版社,2003.
论文作者:石贤良,张书任
论文发表刊物:《基层建设》2018年第35期
论文发表时间:2019/3/25
标签：结构胶论文; 车身论文; 涂胶论文; 强度论文; 性能论文; 粘接论文; 汽车论文; 《基层建设》2018年第35期论文;