客车侧围蒙皮生产工艺现状及未来发展趋势

文/郭洋洋 李婷婷（安徽安凯汽车股份有限公司技术中心）

客车侧围蒙皮是客车车身外表面展示客车品质、外观美化和设计造型的重要平台，其表面平整度决定了客车品质和车身外观造型的效果，高质量的侧围蒙皮可有效提高密封、降噪、强度等车身性能。因此，客车侧围蒙皮的材料、结构形式及生产工艺的选择尤为重要。

一、侧围蒙皮生产工艺现状

目前主流客车企业的侧围蒙皮生产工艺为涨拉蒙皮点焊工艺，即侧围蒙皮经涨拉后达到临界塑性变形点，并贴紧车身骨架进行点焊。工艺简单，易于批量生产，可操作性强。现实生产中由于所选择的蒙皮材质、结构及安装方式的不同，也会采用其他生产工艺形式。

1.侧围蒙皮应用材料

车身侧围蒙皮大多使用0.8～1.0mm 厚的钢板，有冷轧钢板和镀锌钢板两种。两种钢板的拉延、成形、焊接等机械加工性能都比较出色，冷轧钢板成本低、耐腐蚀性能较差，镀锌钢板耐腐蚀性能优良但成本相对较高。冷轧钢板在作为客车外蒙皮材料时必须进行严格的防腐处理。

2.侧围蒙皮结构形式

客车侧围蒙皮有应力蒙皮及预应力蒙皮两种结构形式，应力蒙皮的优点是蒙皮与骨架共同参与承载，缺点是蒙皮平整度不够光滑、平顺，焊接时有热变形，蒙皮松动、变形；预应力蒙皮的优点是蒙皮表面光滑平顺、平整度高，且蒙皮受到拉应力，刚度较高，缺点是蒙皮不参与承受载荷，只是在骨架外表面起装饰作用[1]。

应力蒙皮由于其缺点较为明显且难以克服，主流的客车企业已不再使用，一些规模较小、技术水平不高的小客车企业还在使用。预应力蒙皮虽不参与承受载荷，但由于蒙皮受到拉应力使得蒙皮刚度提升，降低了蒙皮在行驶中的振动噪声，且蒙皮表面光滑平顺、平整度高，提高了车身外观效果，成为目前客车侧围蒙皮应用的主流。

3.侧围蒙皮安装工艺

（1）侧围蒙皮涨拉工艺。侧围蒙皮涨拉工艺分类如图1 所示，机械冷涨拉只在一些特殊结构蒙皮车型才会使用，火焰涨拉因在生产中有较大安全隐患，目前已无应用前景。本文重点讨论液压冷涨拉和电加热涨拉两种蒙皮生产工艺。

图1 蒙皮涨拉工艺分类

液压冷涨拉是指侧围蒙皮在常温下通过机械力的作用，使侧围蒙皮达到工艺参数要求，再通过电阻点焊方式将蒙皮与骨架固定在一起的作业方式。其特点是设备操作过程简单，对作业人员只需简单培训即可胜任，同时涨拉后侧围蒙皮刚度较好，蒙皮表面光滑、平整。但缺点是侧围蒙皮两端需额外增加200～300mm 长度的蒙皮，材料利用率降低。

电加热涨拉工艺是通过低电压、大电流、大功率的电源来加热蒙皮，再通过电阻点焊方式将蒙皮与骨架固定在一起的作业方式。其特点是蒙皮受热均匀，涨拉后蒙皮板面平整，作业时间短，生产效率高。同时相比于液压冷涨拉，蒙皮利用率较高。但缺点是作业过程能耗高，受周围气候等环境因素影响大。

综上，液压冷涨拉和电加热涨拉各有优势，均能得到较高品质的侧围蒙皮。客车生产厂应从所生产产品结构出发，结合自身工艺能力、员工技能水平等情况灵活选择涨拉工艺方式。

（2）涨拉工艺参数确定。在客车侧围蒙皮涨拉生产工艺中，蒙皮涨拉到何种程度、涨拉设备使用多大的涨拉力往往影响着客车侧围蒙皮的平整度。但实际生产中，操作人员多以眼观、手感来确定蒙皮是否涨紧、挺括，缺乏定量约束。因此，需要在侧围蒙皮涨拉时给定约束条件。

根据日常生产经验，总结出侧围蒙皮产生0.05%～0.1%的相对伸长量时平整度及刚度均处在较好的程度。根据这个参数，可通过低碳钢拉伸图（F-△L 曲线）和胡克（Hookc）定律推导出使侧围蒙皮达到弹性极限（比例极限）时的涨拉力（F）和涨拉量（△L），F 和△L 就是所需要的侧围蒙皮涨拉作业中需确定的工艺参数。

（3）侧围蒙皮电阻焊。通常在侧围蒙皮点焊前，需对单面电阻焊机进行试焊调试，其具体调试方式为：以錾子头部距离焊点16mm，凿入试件焊点末端为准，若焊点不发生剥离即为合格焊点，连续监测两点合格后方可进行正常焊接，若焊点产生剥离，即需调整单面点焊机焊接电流、通电时间等参数并再次进行试焊，直至满足要求。

二、侧围蒙皮生产工艺未来发展趋势

目前的蒙皮涨拉点焊工艺存在较多的缺陷：蒙皮焊点较多，导致焊接、打磨工作量大，涂装刮灰量大；焊点处温度相应较高，冷却到常温时蒙皮会产生残余收缩应力，往往引起焊接变形，对蒙皮有较大损伤；蒙皮接缝难以控制，导致蒙皮局部不平整等。针对涨拉点焊工艺对侧围蒙皮的影响，各大客车企业已开始积极探索新的客车侧围蒙皮制作工艺。

1.侧围蒙皮涨拉点焊自动化

为减少工人劳动强度，适应批量、多车型自动化柔性生产，客车侧围蒙皮自动点焊设备成为侧围蒙皮机械化、自动化关键设备，与侧围蒙皮拉伸设备配套使用完成侧围蒙皮涨拉点焊。客车侧围蒙皮自动点焊设备采用单面双点电阻焊，各种参数可调，可满足不同车型的自动化柔性焊接，获得稳定的焊接质量和焊点分布，焊后蒙皮表面质量高，极大提高生产效率[2]。

2.铝合金材料蒙皮推广

在生产材料中，铝合金钢板具有良好的刚度、强度和极高的耐腐蚀性，比同等体积钢材重量轻，是一种极好的客车车身骨架生产材料。以往其成本较高、焊接性能较差等因素限制了其在客车车身领域的应用，但随着各客车企业的竞争日趋激烈，更高品质的车身外观越来越受到欢迎，铝合金材料蒙皮正逐渐被客车企业接受。

3.侧围蒙皮粘接工艺

侧围蒙皮粘接工艺是在客车涨拉蒙皮工艺的基础上拓展出来的一种新型工艺，它不同于涨拉蒙皮的刚性连接，采用一种刚性和柔性结合的新型工艺，可有效消除骨架与蒙皮存在的鼓动声，提高蒙皮平整度，与焊接技术相比有以下优点：整体强度较高，有均布应力的作用；对振动和噪声有阻尼作用；对侧围骨架平面度误差有补偿作用；蒙皮具有更高的抗拉及抗剪切强度等等。采用蒙皮电泳粘接工艺，不仅能增强客车的密封性能，还能减少振动、提高车身蒙皮平整度，最终提升车身整体外观质量。蒙皮粘接工艺因基材不同大致可分为传统钢制车身蒙皮粘接与铝合金车身蒙皮粘接，更轻量化的铝合金车身蒙皮粘接工艺更受青睐。

三、结语

影响车身蒙皮外观质量的因素有很多，各客车厂家应根据自身工艺能力、员工技能水平选择适合自身的生产工艺。在获得高质量的车身基础上应更进一步探索、研究新的蒙皮生产工艺，提高我国的客车产品质量。