汽車門蓋PVC氣泡的優化和預防

賴番結

（一汽-大眾汽車有限公司，廣東 佛山 528000）

引言

PVC膠作為車身開閉件的密封膠，主要是在保證防腐性能的前提下，達到表面美觀的要求，也就是說在烘干后PVC膠不應在表面產生氣泡。但實際上在汽車生產過程中，門蓋折邊區域的 PVC膠比較容易產生氣泡，影響整車的外觀質量，一旦氣泡破裂后甚至會影響防腐性能[1]。所以對影響門蓋氣泡產生的要素進行分析優化并在過程中控制穩定性顯得尤為重要。

1 PVC氣泡影響要素分析

車身開閉件PVC氣泡的產生原因有兩種：（1）PVC涂料中的水分引起的氣泡；（2）在PVC膠烘干過程中由于開閉件折邊內部有氣體而頂出的氣泡，缺陷如圖 1。在批量的生產過程中，第二種是主要原因[2]。根據氣泡的產生機理：在折邊區域局部存在空腔區域，在高溫烘烤過程中氣體膨脹局部形成高壓頂出氣泡，甚至破裂[3]。所以避免氣泡產生的關鍵點是做到折邊膠壓合后分布均勻，杜絕在折邊的局部區域形成空腔[4]。

圖1 氣泡缺陷形態

為重點研究涂膠和壓合因素對氣泡的影響并且最大程度優化細密封氣泡，在涂膠及壓合開口不變的前提下，開展了烘干爐爐溫曲線對氣泡影響的研究[5]。對烘干爐的兩個升溫區域和保溫區域進行了不同爐溫的組合試驗，并跟蹤氣泡狀態，發現較低的爐溫曲線對氣泡的抑制有利，而且當升溫二區比一區溫度高，且保溫區比二區溫度低10°時，氣泡的缺陷率最低。

2 結合質量數據系統的氣泡優化

氣泡缺陷是一個系統的過程問題，而且缺陷呈現的形式和位置也不唯一，在大批量生產過程中如果快速高效地鎖定缺陷呈現形式以及具體缺陷位置，是開展涂膠和壓合因素優化的前提工作。傳統的工作方式是通過人工跟蹤車輛并且手動記錄缺陷形式，效率低下，而且在量產過程中工廠也難以投入大量的人員成本去跟蹤統計。在智造工廠的背景下，結合生產過程的質量數據系統，可以快速收集相關缺陷數據。利用現有的生產工藝及人員配備，通過特定的質量數據系統便可快速地收集缺陷數據，指導相關實驗的開展，通過實際生產實驗驗證的方法找出最佳的涂膠軌跡和壓合厚度組合。

在壓合厚度不變的情況下，系統的開展了涂膠的因素研究。通過控制涂膠軌跡離外板壓合邊的距離，研究不同的涂膠模型（圖2）下的氣泡缺陷狀態。

圖2

1）當空腔內氣體流通時，也就是b面沒膠狀態，氣泡產生少，但是影響折邊膠的強度以及影響涂裝的生產過程，黃色流淌和漆渣多；2、當空腔內空氣處于另一種流通狀態時，即b面均勻且不溢膠，氣泡缺陷少，強度也合格，對涂裝生產過程也沒影響，但實驗難度大，在批量生產過程中難以保證。3、壓合內不形成空腔時，需要使得b面處于溢膠狀態，此時氣泡缺陷可以接受，但是清膠量特別大，對焊裝和涂裝的生產過程都有影響。綜上，在批量生產過程中，控制方向盡量往第2種情況接近，通過控制生產過程的相關因素保證涂膠的穩定性。

在最優涂膠軌跡情況下研究不同壓合厚度和壓合均勻性對氣泡的影響，在壓合厚度為2.2mm、2.5mm、2.7mm三種狀態下，經過三輪實驗（每種壓合厚度均做100臺實驗車跟蹤），發現折邊壓合厚度為2.7時氣泡狀態最好。關于壓合的均勻性，因為同一個覆蓋件是由多個壓合鑲塊壓合而成，所以在壓合鑲塊搭接處會存在壓合不均的情況，針對此問題，可以通過燒焊和研磨終壓合鑲塊來盡量減少壓合不均的情況。

經優化烘干爐溫度、涂膠軌跡、壓合厚度和壓合均勻性后，氣泡狀態有較大下降，缺陷率從4%下降到0.5%，降低了返修時間，保證質量同時提高生產效率。

3 影響PVC氣泡產生的要因過程控制

批量生產過程中，在已有的最優參數前提下，如何控制過程的穩定性尤為重要[6]。氣泡是一個系統的過程性問題，影響因素涉及到焊裝車間的涂膠、壓合等參數以及涂裝車間的烘干爐爐溫、PVC涂覆厚度等參數。這些影響的參數都需要在生產過程中開展監控，提前監控并預防氣泡的波動。在所有的影響因素中，涂膠軌跡的波動因素是最大的，需要對此開展特定的監控并提高監控頻次。為此，建立了門蓋件的涂膠模型（圖3），并制定了每班次進行三次檢查的頻次，務求最大限度穩定氣泡狀態。

圖3 涂膠監控模型

4 結語

本文對門蓋氣泡產生的原因和影響因素進行了分析，并結合生產過程質量數據系統分析優化了烘干爐爐溫、涂膠軌跡及壓合厚度三個主要參數。在優化的基礎上，為穩定氣泡狀態，開展了日常的過程批量監控，對過程的涂膠軌跡、壓合厚度及爐溫等參數進行監控。針對系統的過程問題，提出既要針對特定參數進行優化，也需要對過程參數開展日常監控的思路，通過問題源頭的優化及過程的控制，徹底解決控制此類問題。

參考文獻

[1] 曹偉,任孝靜,王彥龍.PVc氣泡問題的產生及預防控制措施[J].汽車工藝與材料.2015(12)：36-37.

[2] 王辰,張正林,賈慶旭,劉東陽.基于正交試驗的汽車門蓋PVC氣泡多因素分析[J].上海汽車,2017（5）：53-57.

[3] 陳爭光,王國耀.淺談焊裝四門兩蓋包邊質量對 PVC氣泡的影響[J].工藝設備.2016（12）：78-80.

[4] 楊學巖,林曉澤.PVC膠產生氣泡的原因及控制措施[J].汽車工藝與材料.2011（3）：13-16.

[5] 倉傳佳.汽車涂裝密封膠氣泡產生原因分析及改善[J].中國化工貿易.2012（4）：286-287.

[6] 皺鳳祥,蔣玲麗,楊昌標,盧友興.車門密封扁膠氣泡的車身控制方法[J].河南科技,2017（1）：69-71.