簡述降低車身五門一蓋處PVC膠泡產(chǎn)生的方案

楊建康，馬堅

簡述降低車身五門一蓋處PVC膠泡產(chǎn)生的方案

楊建康，馬堅

（南京金龍客車制造有限公司，江蘇 南京 211215）

文章就南京金龍D07盲窗車型車門 PVC 膠泡產(chǎn)生的不良問題，結(jié)合現(xiàn)場實際作業(yè)情況，從工藝參數(shù)、原材料性能、人員操作、鈑金材質(zhì)等方面進行系統(tǒng)分析。結(jié)果顯示焊裝折邊膠包邊工藝參數(shù)不準確及板材包邊不貼合是引起PVC膠泡產(chǎn)生的原因。

膠泡；工藝

引言

我司某車型在試制階段，發(fā)現(xiàn)車身五門一罩處在涂裝涂覆的焊縫密封膠經(jīng)加熱烘干后，膠線上出現(xiàn)大小不一的凸包，有的凸包已破裂。這不但會影響車門的美觀，而且破裂的膠氣泡破壞了密封膠條的密封性，降低車門的防腐性能，因此，急需解決密封膠氣泡問題。

1 焊裝包邊/涂裝涂膠工藝簡述

1.1 焊裝包邊工藝簡述

我司焊裝車間五門一蓋包邊工藝流程主要包括為：五門一蓋內(nèi)外板手工上件→內(nèi)板涂覆膨脹膠→外板涂布折邊膠→包邊設(shè)備包邊。在整個過程中，焊裝車間包邊效果的好壞，對后續(xù)PVC膠過烘烤房后的情況有著直接影響。

1.2 涂裝涂膠線工藝簡述

我司涂裝車間的打膠線作業(yè)方式為人工打膠作業(yè)。常見膠條氣泡位置常存在于機蓋內(nèi)板及四門門框內(nèi)板位置。

1.3 車門在焊裝、涂裝的生產(chǎn)流程

車門在焊裝、涂裝的生產(chǎn)流程如下圖1所示：

圖1 五門一蓋在焊裝、涂裝的生產(chǎn)流程

注：灰底為焊裝工藝，白底為涂裝工藝。

2 車身五門一蓋部分用膠產(chǎn)品

2.1 關(guān)于涂裝[1]

（1）PVC焊縫密封膠。PVC焊縫密封膠主要成分為聚氯乙烯，其作用是對于車身焊縫的密封、防腐。

（2）PVC防石擊底涂料，主要是以聚氯乙烯糊樹脂為主要成分，起到防石擊等作用。用于車身上時，需具有優(yōu)異的耐腐蝕性、耐油性和耐水性，無毒無味。

2.2 關(guān)于焊裝[1]

（1）折邊膠，主要成分為環(huán)氧樹脂。用于車身五門一蓋的包邊處及其他所需部位。需具備固化快，粘接強度高的性能要求。

（2）點焊密封膠膠，主要成分為環(huán)氧樹脂，在焊接前涂敷在鈑金搭接處。密封性優(yōu)良。

（3）膨脹型減振膠，主要成分為合成橡膠，又稱發(fā)泡膠、隔振膠。主要涂抹在車身左右前門、左右中門等的內(nèi)板上，粘接粘度好。經(jīng)高溫后膨脹，有效提升整車舒適性，起到碰撞時候的緩沖作用，并且能夠減少或者完全取消焊點，提高車身外表美觀性。

（4）結(jié)構(gòu)膠，主要成分為環(huán)氧樹脂，主要用于車身立柱、底板等部位結(jié)構(gòu)粘接。具有高強高韌性特點。經(jīng)高溫固化后可提高車身鋼性、抗重創(chuàng)性，并且能夠起到減少車身焊點的作用。

（5）補強膠片，為保證車身美觀，車身左右側(cè)圍和左右前門的外板中部沒有進行焊接（無焊點），故此處的外板剛度比較差。所以在焊裝車間進行在這些外板的位置粘貼補強膠片，經(jīng)涂裝烘烤后，可以使所粘貼外板的強度得到大幅增強，一般為原強度的6～7倍。

3 PVC膠泡形成機理

產(chǎn)品：PVC焊縫密封膠。

固化時間：30 min；烘烤溫度140 ℃；

單位體積的空氣從常溫1加熱到固化溫度2時，壓強由1 變?yōu)榱?。由=得（其中為氣體體積，為物質(zhì)的量，為理想氣體常數(shù)，為絕對溫度）[2-3]，可得：

2/1=2/1= (140 + 273.15) / (25 + 273.15) = 1.39。（1和2 分別為常溫和140 ℃時的壓強）。可見單位體積的空氣，在體積不變的情況下從 25 ℃加熱至140 ℃時，其壓強是原來的1.39倍。

已知水的摩爾質(zhì)量為18 g/mol，密度為1 g/cm3，理想氣體的摩爾體積為22.4 L/mol。假設(shè)體積不變的情況下，1 cm3常溫（1）的水轉(zhuǎn)化為水蒸氣并加熱至2（140 ℃）時的壓強為3，相對于1 溫度的空氣壓強變化倍數(shù)為：

3/1=(32) /(11)= [1/18 × (140 + 273.15)] / [1/(22.4 × 103) × (25 + 273.15)]=1724.44（倍）。

即壓強的變化為1 724.44（倍）。

若焊裝折邊膠包邊工藝不理想或包邊不貼合緊實，內(nèi)外板空腔內(nèi)就會留有空氣、水分，當(dāng)車身被運往涂裝車間進行PVC膠打膠作業(yè)后，進行烘烤時，殘留在內(nèi)外板空腔內(nèi)的空氣、水分就會受熱膨脹溢出，至此PVC膠泡就會產(chǎn)生。PVC膠具體失效模式如下表1所示：

表1 PVC膠具體失效模式

打膠效果包邊效果備注 折邊膠涂布理想，PVC膠過烘烤效果最好 折邊膠過多，產(chǎn)生溢膠，會導(dǎo)致PVC膠過烘烤起皺 折邊膠不足，內(nèi)外板有空腔，PVC過烘烤會產(chǎn)生氣泡 折邊膠涂布位置不合理，內(nèi)外板有空腔，導(dǎo)致PVC過烘烤產(chǎn)生氣泡

4 PVC膠泡起泡現(xiàn)狀

某車型試生產(chǎn)過程中，車身五門一蓋處均出現(xiàn)不同程度的PVC膠起泡現(xiàn)象。膠泡如下圖2所示；

圖2 PVC膠泡

5 PVC膠起泡前期工藝排查分析

5.1 關(guān)于涂裝打膠設(shè)備

涂裝打膠設(shè)備工況良好，且定期保養(yǎng)維護。密封性優(yōu)良，設(shè)備壓力參數(shù)都在工藝額定范圍內(nèi)[4-6]。

5.2 關(guān)于涂裝打膠作業(yè)人員操作

打膠作業(yè)人員手法熟練，PVC膠打膠直徑及走膠速度完全按照工藝指導(dǎo)要求。

5.3 關(guān)于鈑金材質(zhì)

發(fā)現(xiàn)個別五門一蓋外板沖壓件的翻邊不平整，呈波浪狀，此現(xiàn)象會導(dǎo)致包邊不良。

5.4 關(guān)于焊裝五門一蓋包邊工藝

發(fā)現(xiàn)折邊膠的涂膠直徑、折邊膠與外板翻邊間距出現(xiàn)異常。且我司生產(chǎn)車型較多，現(xiàn)規(guī)定的折邊膠涂膠直徑、折邊膠與外板翻邊間距不能滿足此車型的包邊要求，易使內(nèi)外板空腔內(nèi)留有空氣、水分。

整改方案前的焊裝五門一蓋包邊工藝參數(shù)為：注膠直徑：2 mm～3 mm；膠線中心距外板翻邊距離6 mm～8 mm。

5.5 關(guān)于來料

檢查PVC膠及折邊膠的生產(chǎn)批次，在合格期限內(nèi)，且物流運輸過程中無異常情況發(fā)生。

6 試驗整改方案

選取五門一蓋各5個外板進行打膠試驗，觀察外板與內(nèi)板的合拼情況，且電泳后進行拆解，實際驗證并分析折邊膠打膠直徑、折邊膠與外板翻邊距離，制定出適合本公司目前生產(chǎn)車型的折邊膠粘接工藝參數(shù)，使五門一蓋達到防腐蝕性、美觀、耐久性要求[7-8]。

6.1 驗證數(shù)據(jù)如下表2所示

表２ 五門一罩包邊驗證數(shù)據(jù)

前罩外板左/右前門左/中門外板后背門外板 距離/mm貼合結(jié)果距離/mm貼合結(jié)果距離/mm貼合結(jié)果距離/mm貼合結(jié)果 ?4～10很差?3～12很差?2.5～11很差?4～7較差 ?3～6優(yōu)秀?3～11很差?3～12很差?3～6優(yōu)秀 ?2.5～10較差?4～10很差?5～11很差?4～11很差 ?3～6優(yōu)秀?3～7良好?3～6優(yōu)秀?3～5優(yōu)秀 ?3～7優(yōu)秀?3～8良好?2.3～7良好?3.5～5良好 注：?3～5：表示此段注膠直徑3 mm，膠線中心距離外板翻邊距離5 mm

6.2 試驗驗證結(jié)果

通過實驗驗證數(shù)據(jù)得出，增大折邊膠注膠直徑、縮減膠線中心距外板翻邊距離，則五門一罩包邊效果呈現(xiàn)良好的包邊效果。

6.3 拆解試驗

從車門拆解實際拆解中發(fā)現(xiàn)，車門折邊翻邊處若無折邊膠覆蓋，則會導(dǎo)致此處空氣較多，導(dǎo)致后續(xù)PVC膠過烘烤后產(chǎn)生膠泡現(xiàn)象。修改后的包邊工藝參數(shù)（選取中門外板為例）：注膠直徑：2.5 mm～3.5 mm，膠線中心距外板翻邊距離：4 mm～6 mm。

6.4 改進措施

針對個別五門一蓋外板翻邊呈波浪狀的現(xiàn)狀，加強對沖壓車間日常作業(yè)的質(zhì)量評審及工藝紀律檢查。保證沖壓件外板翻邊平整、不起皺。

７ 后續(xù)解決PVC膠泡的對策

通過驗證得到的焊裝折邊膠包邊工藝參數(shù)，及時調(diào)整焊裝包邊工藝作業(yè)指導(dǎo)書，對焊裝包邊機進行定期維護保養(yǎng)。并且后期計劃在折邊膠注膠口加裝定位裝置，著重保證涂折邊膠距離外板翻邊的一致性，以此降低PVC膠泡產(chǎn)生的情況。

8 結(jié)語

采用折邊膠代替五門一蓋內(nèi)外板的連接，固然能夠保證門蓋美觀、平順，但是也會造成其他異常情況的發(fā)生，希望本文能夠給汽車制造行業(yè)的同事們提供信息參考。

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A Brief Introduction to the Scheme of Reducing the Production of PVC Foam at the Five Doors and One Cover of Car Body

YANG Jiankang, MA Jian

( Nanjing Jinlong Bus Manufacturing Co., Ltd., Jiangsu Nanjing 211215 )

In this paper, the adverse problems of PVC blister in door of Nanjing Jinlong D07 blind window car were analyzed systematically from the aspects of process parameters, raw material performance, personnel operation, sheet metal material and so on. The results showed that the causes of PVC blister were inaccurate welding hemming rubber parameters and plate edge not fitting.

Glue foam;Craft

10.16638/j.cnki.1671-7988.2021.021.044

TQ639.3

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1671-7988(2021)21-166-03

TQ639.3

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楊建康（1993—），男，本科，助理工程師，就職于南京金龍客車制造有限公司，從事汽車車身工藝和新產(chǎn)品開發(fā)工作。