汽车风挡玻璃装配工艺及漏水问题分析

汽车风挡玻璃装配工艺及漏水问题分析

李晓平刘雪松

（长城汽车股份有限公司河北保定071000）

摘要：在汽车中，风挡玻璃是非常重要的组成部分，然而汽车风挡玻璃若装配工艺的质量不合格就会直接导致玻璃出现漏水的问题。本文介绍了汽车风挡玻璃的装配工艺流程及规范，阐述了装配过程中的关键因素，采用全面质量管理理论五大因素分析方法，找到汽车风挡玻璃漏水的真正原因并提出解决方案。研究表明，在前期产品设计过程中，实施产品设计约束及工艺设计约束，可以提高淋雨合格率，避免后期市场上玻璃漏水问题。此研究思路及方法可以对解决漏水问题提供借鉴参考。

关键词：汽车;风挡玻璃;漏水;工艺设计

引言

汽车行业的三漏问题一直是整个行业亟须解决的重点、难点问题。三漏包括漏油、漏水、漏气。在行车和停车中遇到大雨天气，前风挡玻璃漏雨，这最显而易见的问题，严重影响整车质量。解决风窗漏雨经常一筹莫展，国内研究人员极少，相关学术著作也少。为此经对车身结构仔细分析研究，进行多轮淋雨试验，找到问题所在。

1传统工艺简述

传统的装配工艺流程为上料→清洗→底涂→晾干→涂胶→安装。玻璃的上料、清洗、底涂、装配均采用人工进行。较为智能化的工厂一般会采用输送线形式呈现，上料、清洗、底涂、涂胶均在输送线上进行，降低人员的劳动强度。由于前、后风挡玻璃的尺寸较大，传统工艺的装配大部分会借用助力机械手来实现。助力机械手主要由轨道、行走机构、升降机构、真空吸盘、控制系统等部分组成，人员借助机械手实现玻璃的取件、安装等动作。底涂液的原料一般是聚异氰酸脂，有一定毒性。底涂完成后，需要进行晾干，大约需要2~5min，24h内必须涂完玻璃胶，玻璃的涂胶及安装必须在15min内完成，否则玻璃胶会失效，造成与车身无法粘贴。

2前风挡玻璃装配工艺

（1）风挡玻璃装配流程。前风挡玻璃装配一般会在顶棚及仪表台工位之后进行，玻璃装配工位通常放在内饰线末端。按照风挡玻璃供货形式，主要分为有/无底胶2种类型。不同类型的风挡玻璃在装配流程上存在差异。（2）风挡玻璃粘结胶操作规范。常见的粘结胶主要包括玻璃底涂、车身底涂、玻璃表面激活剂及玻璃胶。每种辅料在使用过程中，对于适用环境以及固化时间都有严格要求。（3）风挡玻璃装配工艺。传统玻璃装配工艺及试制车间通常采用手动装配的安装方式。传统工艺流程为上料*清洗*底涂*晾干*涂胶*安装。由于前、后风挡玻璃的尺寸及质量较大，通常会借用助力机械手来实现安装，降低人员的劳动强度。目前较为先进的风挡玻璃大多采用自动化装配工艺。自动化玻璃装配工艺流程为上料*自动清洗*自动底涂*晾干*自动涂胶*自动安装。使用自动化装配的优势为:1）可以减少人力，提高装配效率;2）有效提升装配质量，提高产品一致性及装配精度;3)在对人体有害、危险的环境下替代人工操作。(4)电气控制系统整个系统的由安全PLC、触摸屏，以及继电器、开关、按钮、指示灯等电气辅料组成。人机界面采用触摸屏，通过人机界面设定相应的工艺参数。系统中的除机器人供胶系统以及供胶系统外其余外部设备都分别由总线耦合器作为从站通过Profinet接入总控PLC。同时配有三色指示灯以显示设备实时状态，出错具有报警功能。参数的管理分为三个级别，分别为操作员级，设备维修级和管理员级。系统软件还需要提供交互界面连接到防错，工厂信息以及数据收集系统。PLC需预留单独的以太接口，该接口可以根据要求任意设置IP地址。控制柜有电源总开关，电源总开关设置在控制柜外，可编程控制器内部梯形图对各动作的保护互锁可靠，其外围电路对PLC输出具有可靠保护。电气控制发生故障时，有停机保护，信号显示等。

3风挡玻璃漏水分析方法

针对汽车漏水问题的原因，要通过重新拆装风挡玻璃的方式来排查。拆装更换玻璃的工艺流程较复杂，割胶过程中极易损伤漆面，并且成本很高C10万元级别汽车更换玻璃的费用一般在1000元以上）。更换风挡玻璃流程为:拆卸周边件*割胶*取下玻璃*清理残留胶*清洁*涂玻璃胶*安装固定。通过全面质量管理理论对漏水问题展开调查分析，主要包括人、机、料、法、环五大因素。D操作人员方面。如操作人员未按工艺要求装配、未进行胶型和轨迹检查确认、操作马虎或未按控制计划执行等，都可能导致玻璃漏水。2)涂胶设备及装配机器人方面。如:机器人涂胶拐角处圆弧过渡不良、接头处堆胶、接头处胶接不良、涂胶嘴粘胶、更换新胶时未进行排气导致玻璃胶有气泡等，都可能导致玻璃漏水。3)原料问题方面。如:玻璃来件不良、车身焊点有沙眼(焊接参数问题、薄板烧穿、油污或粉尘等导致)、车身有焊缝导致密封胶未涂到位、密封胶涂抹不均匀(密封胶堆积成一个小包，风挡装配后，不能与车框完全贴都。4)工艺流程及参数方面。机器人参数设置错误导致涂胶轨迹不满足设计要求、淋水试验参数设置不合格、加热温度过高导致玻璃胶失效、底涂激活后放置时间过长导致底涂失效等。5)环境方面。灰尘或汗渍导致底涂污染、工厂照明不良导致底涂轨迹不符、温度过高导致玻璃胶或底涂失效等。

4风挡玻璃系统发展趋势

这种镶嵌密封条式前风挡是不能彻底解决漏雨问题。如果从镶嵌密封条式结构改为粘接玻璃，必须改风窗框，重新开模具，这投资比较大。随着现代汽车工业发展，将汽车风挡玻璃直接粘接在车身本体的装配工艺始于20世纪60年代的美国。我国轿车已经广泛采用粘接玻璃。可以克服密封条装配方法长期使用后的橡胶老化和车身装配间隙不均匀，产生漏水、透风等缺点，而且装配时不宜损坏玻璃，外观也比橡胶密封条嵌接式好。粘接将风窗玻璃和窗框牢固粘接在一起，并能填充窗框止口边的低凹和不平整，从而消除结构配合的间隙，提高车身的密封性，并且玻璃不易脱落；风窗玻璃与车身粘接成整体，提高车身刚度，对车身轻量化有利，并且能改善防振和隔音性能。粘接玻璃风窗止口边宽一般24mm以上，玻璃与止口边重叠18mm以上。装配步骤：先在玻璃四周表面涂聚氨酯活化剂（无色或淡黄色透明液体），用来清洁活化基材表面；再涂聚氨酯底涂剂（黑色），湿气固化，提高聚氨酯胶与玻璃印边之间的粘接性能；最后涂单组分湿气固化型聚氨酯（PU）胶，各大汽车公司为了提高涂胶速度和质量，均采用机械手自动涂胶系统，自动涂胶系统由涂胶泵、计量装置、机械手、涂胶枪和工作台组成。但粘接结构安装工艺复杂，生产效率没有镶嵌密封条式结构高。另外粘接玻璃的结构在玻璃碎裂后维修比较麻烦，更换玻璃时需要将驾驶室上面的单组分聚氨酯清理干净，单组分聚氨酯固化以后清理很困难，所以给维修带来困难。而镶嵌密封条结构在更换维修时只需要用密封条安装，所以更换很方便。

结语

综上所述，在汽车风挡玻璃前期产品设计过程中提出装配工艺约束及装配工艺校核，在风挡玻璃装配工艺设计时采用自动化装配技术，可保证玻璃装配质量，降低玻璃漏水风险。当发现有风挡玻璃漏水问题时，使用合理科学的漏水分析方法，可及时发现漏水原因并彻底解决漏水问题，避免客户对玻璃漏水进行索赔，从而提高客户满意度。

参考文献

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