車門PVC膠泡影響因素及對(duì)策分析

張旭東

摘 要：文章對(duì)車門PVC膠泡產(chǎn)生的機(jī)理做了詳盡分析，并從工藝參數(shù)、原材料特性、設(shè)備控制等方面詳細(xì)分析了膠泡產(chǎn)生的各類影響因素，并結(jié)合生產(chǎn)過程中驗(yàn)證過的參數(shù)，提出了多項(xiàng)解決措施。對(duì)有效預(yù)防和根治PVC膠泡的產(chǎn)生具有重要的指導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞：PVC膠泡;車門包邊;折邊膠;車門工藝

Abstract： This paper makes a detailed analysis of the mechanism of PVC bubble in doors， and analyzes in detail the various factors affecting the bubble production from the aspects of process parameters， material characteristics， equipment control， etc.， and puts forward a number of solutions based on the parameters verified in the production process. It plays an important guiding role in effectively preventing and eradicating the PVC bubble.

Keyword： PVC Bubbles; Door Hemming; Glue; Door Process

前言

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，汽車已經(jīng)進(jìn)入千家萬戶。車門作為車身中一個(gè)頻繁使用的部件，如果發(fā)生靈活性、堅(jiān)固性、密封性的問題，則很容易被客戶發(fā)現(xiàn)，難以“蒙”過去，所以車門的制造水平是衡量一個(gè)企業(yè)白車身制造水平的重要標(biāo)志。車門生產(chǎn)中會(huì)出現(xiàn)各類質(zhì)量問題，其中PVC膠泡問題是最困擾各大主機(jī)廠技術(shù)人員的難題，（見圖1）。由于膠泡影響整車外觀品質(zhì)，且一旦發(fā)生破損，會(huì)使車門防腐效果大打折扣，因此這一問題必須引起焊裝及涂裝工藝人員的高度重視。

1 膠泡形成機(jī)理

圖2為車門在焊裝車間和涂裝車間的生產(chǎn)流程。圖3為常見的車門焊裝涂折邊膠，然后通過壓機(jī)包邊，再轉(zhuǎn)序到涂裝涂PVC膠的過程。

PVC膠的固化溫度為一般為140℃（30 min）。在體積不變的情況下，單位體積的空氣從常溫T1（25℃）加熱到固化溫度T2（140℃）時(shí)，壓強(qiáng)由P1變?yōu)榱薖2。由PV=nRT（其中V為氣體體積，n為物質(zhì)的量，R為理想氣體常數(shù)，T為絕對(duì)溫度）可以得出：

可知，單位體積的空氣在體積不變的情況下從25℃加熱至140℃時(shí)，壓強(qiáng)為原來的1.39倍。

已知水的摩爾質(zhì)量為18g/mol，密度為1g/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，1cm3常溫（T1）的水轉(zhuǎn)化為水蒸汽并加熱至T2（140℃）時(shí)的壓強(qiáng)為P3，相對(duì)于T1溫度的空氣壓強(qiáng)變化倍數(shù)為：

體積不變的情況下，水加熱到140℃是壓強(qiáng)為原來的1724.44（倍）[1]。

因此一旦折邊膠不能實(shí)現(xiàn)良好的填充，空腔內(nèi)的水分、氣體會(huì)在PVC膠烘烤時(shí)溢出，形成氣泡。折邊膠涂膠量一定的情況下，涂膠距離過遠(yuǎn)、外板單件翻邊波浪、包邊間隙過大，內(nèi)外板扣合后，局部位置就形成空氣腔，經(jīng)涂PVC膠后烘烤，空腔內(nèi)空氣受熱膨脹形成膠泡（因包邊另一側(cè)為焊裝涂覆的折邊膠，已在電泳烘房中烘烤固化，其固化后強(qiáng)度高，故膠泡會(huì)出現(xiàn)在較軟的PVC膠一側(cè)）。具體失效模式見表1。

2 影響因素分析

從膠泡的形成機(jī)理和車門生產(chǎn)過程的特點(diǎn)并結(jié)合筆者多年的現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，造成車門膠泡的原因主要有以下幾個(gè)方面：

（1）工藝方法或工藝參數(shù)類

1）包邊間隙過大或者包邊不順（圖4）;

2）折邊膠直徑過小，涂膠量不足（圖5）;

3）折邊膠涂膠距離翻邊過遠(yuǎn);

4）涂裝濕打磨水殘留;

5）PVC涂膠后長時(shí)間未烘干。由于PVC膠中含有的CaO/CaCO3填料（作用為提高硬度）容易吸濕，超過吸濕極限后經(jīng)烘烤會(huì)產(chǎn)生氣泡的現(xiàn)象;

6）PVC膠厚度較薄。通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，PVC膠在≤1mm厚度時(shí)，對(duì)氣體極為敏感，厚度在1.5±0.5mm時(shí)，可以一定程度上抵抗一定量的氣體;

7）烘干爐溫選擇不合理。

（2）沖壓件或膠品本身特性類

1）車門外板沖壓件來料翻邊波浪（圖6）;

2）車門內(nèi)外板輪廓不匹配（內(nèi)外板邊緣距離過大，圖7）;

3）PVC膠生產(chǎn)過程帶入氣體;

4）折邊膠生產(chǎn)過程中帶入氣體。

（3）設(shè)備問題類

1）換膠時(shí)排氣不徹底，或者清洗過濾網(wǎng)后空氣未排凈;

2）壓盤漏氣。

3 對(duì)策控制

針對(duì)上述導(dǎo)致PVC膠泡產(chǎn)生的各類原因，可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行控制：

（1）工藝角度措施

1）制定階段模具保養(yǎng)計(jì)劃，定期對(duì)模具扣合間隙鉛絲測(cè)量（以及包邊斷面切割后測(cè)量），翻邊波浪問題納入AUDIT評(píng)審監(jiān)控。要求內(nèi)外板翻邊間隙不超過0.1mm。針對(duì)磨具問題，要研磨磨具;針對(duì)接刀問題，要對(duì)接刀進(jìn)行優(yōu)化，消除接刀不順（圖8）。

2）嚴(yán)格按照工藝要求進(jìn)行涂膠（圖9）[2]。針對(duì)人工工位可以制作涂膠導(dǎo)向[3]、膠槍前端制作限位，針對(duì)自動(dòng)涂膠設(shè)備可以升級(jí)改造為電控螺旋涂膠（圖10、圖11）。

3）解決濕打磨水殘留的問題，可以采用在PVC膠涂布前設(shè)置壓縮空氣吹掃、增加加熱設(shè)備的方式去除，或者電泳車身采用干打磨方式;

4）噴涂PVC膠后禁止長時(shí)間不烘干（或半干）;

5）綜合考慮成本和敏感度等因素，PVC膠厚度控制在1.0mm～2.0mm左右為宜;

6）通過試驗(yàn)選擇合適的爐溫。較低的爐溫曲線對(duì)于抑制PVC密封膠氣泡的產(chǎn)生有利[4]。

（2）原材料角度措施

1）通過調(diào)節(jié)胎膜的壓合力、翻邊R角的控制，解決車門外板翻邊波浪問題（圖12）;

2）通過沖壓件尺寸精度控制和包邊時(shí)內(nèi)板外定位精度控制，將內(nèi)外板邊緣距離控制在1～2mm（圖13）。

3）膠品廠家需要在生產(chǎn)制造、包裝排氣以及運(yùn)輸過程中嚴(yán)格控制膠品質(zhì)量，同時(shí)要嚴(yán)格控制膠桶質(zhì)量[5]。

（3）設(shè)備角度措施

1）清洗和維修過濾器后先將過濾器中的空氣排出，然后才能讓膠品進(jìn)入主管路;換膠時(shí)，延長壓盤排氣孔排膠時(shí)間。規(guī)定換膠時(shí)由排氣孔排氣至少10分鐘[6];

2）對(duì)壓盤進(jìn)行定期點(diǎn)檢;

3）針對(duì)設(shè)備故障加裝報(bào)警裝置。

4 結(jié)語

本文從多角度對(duì)車門PVC膠泡產(chǎn)生的原因和影響因素進(jìn)行分析，并結(jié)合個(gè)人多年的工作經(jīng)驗(yàn)提出了多項(xiàng)改進(jìn)方案和措施，希望能為徹底解決這一技術(shù)難題提供有效的解決思路。

參考文獻(xiàn)

[1] 畢超君，華云，賈鵬鵬， PVC焊縫密封膠起泡問題的解決[J].電鍍與涂飾， 2017， 036（010）：542-544.

[2] 李中華，趙靜謙，王磊. PVC焊縫膠起泡分析及其解決方法[J].上海涂料， 2012（09）：52-54.

[3] 王振忠，李漢，陳曼娟. PVC膠表面起泡問題的解決[J].機(jī)械工程師， 2011（03）：126-128.

[4] 賴番結(jié).汽車門蓋PVC氣泡的優(yōu)化和預(yù)防[J].汽車實(shí)用技術(shù)， 2017（17）：177-178.

[5] 楊學(xué)巖，林曉澤.PVC膠產(chǎn)生氣泡的原因及控制措施[J].汽車工藝與材料，2011（03）：20-23.

[6] 倉傳佳.汽車涂裝密封膠氣泡產(chǎn)生原因分析及改善[J].中國化工貿(mào)易，2012，004（004）：286-287.