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汽车涂装中门盖密封胶气泡问题的解决
来源:现代涂料与涂装   时间:2020.03.26
 

汽车涂装中门盖密封胶气泡问题的解决

王同兴,沈 敏

(南京汽车集团有限公司涂装生产部,南京210061)

0   引言

在我公司的多个新车型项目涂装投产过程中,发现四门两盖的包边密封胶气泡问题(以下简称胶气泡)是项目实施过程中影响过程质量和JPH爬升的首要问题,严重影响涂装项目启动的顺利达标。以荣威360车型的投产为例,在项目前期发现单台胶气泡多达11个以上,项目开始的前几个月胶气泡缺陷比例统计见图1。



1   密封胶气泡问题描述

1.1  现象描述

在中涂烘干和面漆烘干后会发现车身门盖包边胶上产生气泡,密封胶中间出现了一个鼓泡,在总装车间装成整车后仍然处于暴露面,可以被客户看到并引发不同程度的抱怨,因此需要在出涂装车间前予以处理消除。

1.2  产生机理

四门两盖包边密封胶气泡问题产生机理为:当白车身板材包边不紧实或折边胶填充不够时,局部缺陷处存在间隙,当在板材外侧焊缝处涂完密封胶后,整个间隙处将成为一个存有空气的封闭空间,车身进入烘房烘烤时,空气将受热膨胀,膨胀的气体无法顺畅排出。与板材、完全固化后的焊装折边胶相比,密封胶在完全固化的前期,一直处于最薄弱、最易受到外界影响及破坏的状态,随着烘烤时间的延长和车身温度的不断升高,密封胶在膨胀气体压力的作用下,改变了原有的平整状态,最终会使得密封胶表面出现气泡。

1.3   胶气泡部位分布


要解决胶气泡问题,首先要了解清楚胶气泡发生频次高的部位,易于有针对性地去分析和解决。故首先对产生胶气泡的部位和数量进行统计,在统计一段时间后形成统计表,见表1,从表中可以清楚发现产生胶气泡较多的部位是左后门和右后门,具体部位位于门单条胶条的中间。



2   密封胶气泡问题根本原因分析

从人、机、料、法、环等多个角度,运用鱼骨图工具分析密封胶气泡可能产生的各个原因,见图2。



主要可能原因有:

1)   密封胶材料的黏度不足,无法确保密封胶在升温过程中可以抵挡热空气膨胀的压力。

2)   密封胶胶条的厚度不足,无法确保密封胶在升温过程中可以抵挡热空气膨胀的压力。

3)   桥式中涂烘房升温区和保温区的温度过高,导致空气膨胀严重,压力过大从而顶起密封胶。

4)   桥式中涂烘房升温区和保温区的温度过低,密封胶得不到有效固化,无法确保胶条 可以抵挡热空气膨胀的压力。

5)   白车身四门两盖包边间隙过大,导致形成空腔室体的体积大,空气受热膨胀从而顶起密封胶。

6)   白车身折边胶的直径和位置不当,导致形成空腔室体的体积大,空气受热膨胀从而顶起密封胶。

7)   白车身折边胶的断胶点位置选择不当,造成空气无法顺利排出,聚集在包边胶内,受热膨胀过程顶起密封胶。

3   密封胶气泡的根本解决措施

针对以上可能引起密封胶气泡的原因,逐一采取措施进行验证和解决。

1)调整密封胶材料的黏度。通过调整不同批次密封胶材料的黏度,观察发现材料出厂黏度最佳范围是100~130 Pa.s,而一味增加黏度会影响现场涂胶的施工性,且跟踪黏度调整后烘干的车身,密封胶气泡数量没有好转,可见调整密封胶黏度对胶气泡的解决并无太大帮助。

2)调整密封胶条的厚度。根据PDM的要求,密封胶胶条厚度标准为2~3 mm,为了验证这个影响因素,我们刻意试验一批车将胶条厚度提高到4~5 mm,跟踪烘干后胶气泡数量,未见好转,可见密封胶厚度对胶气泡无较大影响。

3)调整中涂烘房的各区温度。①调整中涂烘房升温区一区的设定温度,分别降低10 ℃、20 ℃、10 ℃和20 ℃后,跟踪炉温曲线,确保中涂炉温符合烘烤窗口(140 ,20 min),跟踪密封胶气泡数量,发现并未有改善。②调整中涂烘房保温区二区和三区的设定温度,分别降低5 ℃和10 ℃、提高5 ℃和10 ℃后,跟踪炉温曲线,确保中涂炉温符合烘烤窗口(140 ,20 min),跟踪密封胶气泡数量,发现并未有改善。

4)优化白车身包边间隙。

在采取以上措施后,发现对密封胶气泡的改善并无太大帮助,因此我们将目光移向白车身结构,首先想到的就是调整白车身包边间隙。

白车身的包边间隙标准是0.15 mm,在对产生胶气泡较多的左后门和右后门多处按照车身包边间隙检测方法用塞尺进行测量,发现有多处间隙超出标准,在0.2~0.3 mm之间。通过与车身工程师沟通讨论后优化这些间隙偏大的部位,将间隙降低到0.15mm以内后跟踪胶气泡问题,发现胶气泡问题得到相当一部分改善,从之前的平均单台11个降低到单台8个左右,下降近27.3%。

5)优化车身折边胶直径和位置。间隙优化后,在车身生产部与车身工程师一起检查左右后门的折边胶涂胶情况,车身折边胶直径和位置的工艺标准是:直径(2±1) mm,胶柱中心离翻边6~8 mm,检测后发现数据基本都在范围内。虽然在范围内,和车身工程师讨论后将折边胶直径统一调整为3 mm,将距离调整为下限6 mm,以挤压空腔,减少室体空气体积,然后跟踪这些车身经涂装后的胶气泡情况,发现胶气泡数量又有了相当程度的降低,由之前的平均单台8个降低到单台4个左右,下降近36.4%。

6)优化车身折边胶断胶点位置。在以上措施实施后胶气泡问题已经有了相当大的改善,但是比例仍然有点高,影响生产线的产能爬坡。与车身工程师讨论后,继续调整折边胶,车身折边胶的断胶点基本处于钣金面的拐角处,距离过长的胶条会从中间断开。车身折边胶断胶示意见图3。


车身折边胶的工艺指导手册要求如下:

1)a、b、e、f、h为工艺断胶点,断胶长度为(20±5) mm;c为工艺断胶点,断胶长度为(30±5)mm。

2)d、g为工艺断胶点,关于筋线对称,断胶长度为(40±10)mm。

3)所有胶水沿着外板钣金边缘涂敷,胶柱中心离翻边6~8 mm (除A2、A3段),A2、A3段胶柱中心离翻边4~6 mm。

4)胶水总长度为(2 160±100) mm 。

我们考虑在A4和A5单边之间增加断胶点,并多次调整断胶点,想办法将包边空腔内的空气排出,减少空气体积。由于不同车型的结构,此断胶点也不尽相同,需要多次试验。然后跟踪这些车身到涂装的密封胶气泡情况,发现胶气泡又有了较大改善,由之前的平均单台4个降低到单台1.5个左右,下降近22.7%。

4   密封胶气泡的现场修补措施

当胶气泡问题降低到平均单台1.5个后,为了提高生产线产能,需要在保证质量的前提下快速修补。由于在面漆后修补,需要打磨掉中涂、色漆、清漆等多层油漆,修补时间较长,且质量不一定能得到保证。因此首先确定了在中涂打磨返修是最经济的工序。

第一步,在修补时,首先用美工刀将胶气泡鼓起的部分割掉,露出里面的空洞。

第二步,用填充物填满空洞,在试验了密封胶本身、拇指胶和腻子等多种材料后,发现使用腻子填充胶泡的空洞,质量最稳定,速度最快。现场使用的腻子材料是杜邦779R,腻子与固化剂质量比100∶1,用刮腻子的手法将腻子刮进空洞里,待腻子表干后用800目砂纸打磨至平整光滑。

最后,为保证不同颜色的车身在修补腻子的区域不会出现色差问题,对修胶气泡的部位用白色修补漆进行遮盖,确保无色差。

经过以上多种措施的实施,在精修线发现的胶气泡问题由最初的平均单台11个降低至0.5个,降低率达到95.5%,基本达到生产线可以接受的状态。

5   结语

汽车涂装过程中门盖包边密封胶气泡问题在很多车型中都有发生,且返修起来较为耗时,常常成为制约新车型产能爬坡的首要问题。而产生这个问题的根本原因是在车身车间,所以为了解决这个问题,需要车身和涂装两个车间的工艺质量人员通力合作,确保现场人员或机器人的操作稳定,才能更好地控制这个问题。

本文共分 1
   
 
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