汽車分體式車門油漆開裂銹蝕的改善

鄭健峰，陳張烽，劉濤，肖永松，聶世鋒

浙江豪情汽車制造有限公司 浙江臨海 317000

在當(dāng)前汽車車門生產(chǎn)制造中，分體式車門仍然是一種普遍使用的車門結(jié)構(gòu)，分體式車門與整體式車門相比，模具成本較低，材料利用率較高，生產(chǎn)效率也比較高，受到很多車企的青睞。但是分體式車門有一個普遍的問題，就是車門窗框與車門內(nèi)板搭接處容易受力，導(dǎo)致該部位油漆開裂。車門該部位開裂后在使用過程中會產(chǎn)生銹蝕出現(xiàn)銹跡，對整個分體式車門的耐久性和防腐性能產(chǎn)生重要影響，影響車門的外觀質(zhì)量，從而引發(fā)消費(fèi)者投訴索賠更換車門處理。

根據(jù)某品牌車企2022年上半年售后數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，市場上由于車門開裂銹蝕問題引發(fā)客戶投訴報(bào)廢更換車門達(dá)到26起，在帶來極大售后成本的同時，還嚴(yán)重影響該企業(yè)的品牌形象。本文就分體式車門窗框與內(nèi)板搭接處油漆開裂導(dǎo)致性能失效案例進(jìn)行探究分析，并提出相應(yīng)的解決方案。

故障模式分析

分體式車門的窗框與車門本體是通過點(diǎn)焊、弧焊來進(jìn)行焊接連接的，窗框與車門本體搭接處有明顯的焊接接口，且該部位均外露可視。分體式車門的結(jié)構(gòu)特性導(dǎo)致窗框與內(nèi)板搭接處在車門制造生產(chǎn)及客戶使用過程中容易產(chǎn)生油漆開裂而產(chǎn)生銹蝕，如圖1所示。

圖1 開裂腐蝕高發(fā)部位

1）車門窗框單件開裂銹蝕。B柱車門窗框單件總成內(nèi)板與外板未包邊側(cè)出現(xiàn)開裂銹蝕問題，如圖2所示。

2）車門窗框與內(nèi)板搭接B柱處開裂銹蝕。車門窗框與內(nèi)板搭接處水切安裝面內(nèi)側(cè)點(diǎn)焊，焊接區(qū)域出現(xiàn)開裂銹蝕問題，如圖3所示。

3）車門窗框與內(nèi)板搭接弧焊處開裂銹蝕。車門窗框與內(nèi)板搭接處區(qū)域，弧焊焊接區(qū)域出現(xiàn)開裂銹蝕問題，如圖4所示。

圖2 車門窗框單件

圖3 車門窗框與內(nèi)板點(diǎn)焊搭接處

圖4 車門窗框與內(nèi)板弧焊搭接處

故障機(jī)理產(chǎn)生分析

對于第一種車門窗框單件開裂，主要是因?yàn)榇翱騿渭偝葿柱窗框?yàn)闈L壓包邊工藝，這種滾壓包邊與車門涂膠液壓包邊相比強(qiáng)度較低，窗框在車門調(diào)整、反復(fù)開關(guān)使用過程中，窗框內(nèi)外板會出現(xiàn)一定量的竄動，從而導(dǎo)致該部位出現(xiàn)開裂問題。

對于第二種車門窗框與內(nèi)板搭接B柱處開裂，主要是由于窗框與內(nèi)板搭接點(diǎn)焊區(qū)域未進(jìn)行充分的焊接強(qiáng)度分析，未對點(diǎn)焊工藝進(jìn)行合理的規(guī)劃分析，導(dǎo)致該部位點(diǎn)焊強(qiáng)度不足，在水切安裝、面差調(diào)整及車門反復(fù)關(guān)閉受力的情況下均會出現(xiàn)開裂問題。

對于第三種車門窗框與內(nèi)板搭接弧焊處開裂，車門窗框與內(nèi)板A柱搭接處為圓弧形搭接結(jié)構(gòu)，窗框與內(nèi)板存在一定的匹配間隙，無法做到完全貼合匹配的狀態(tài)，同時為了減少該部位的焊接變形、減少焊接飛濺和打磨量，該部位往往采用點(diǎn)狀弧焊來進(jìn)行焊接，很多車型由于弧焊位置設(shè)置不合理，導(dǎo)致該部位出現(xiàn)開裂問題。

改善實(shí)施

通過實(shí)車排查，發(fā)現(xiàn)很多車企為了改善分體式窗框與內(nèi)板搭接開裂問題不計(jì)成本地增加弧焊點(diǎn)，未對開裂部位的零件結(jié)構(gòu)及焊接可行性進(jìn)行深入分析，導(dǎo)致焊接工藝的選擇以及焊點(diǎn)位置選擇不是最優(yōu)，也不是最終客戶所期望達(dá)到的品質(zhì)。最終的結(jié)果是保證了結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，卻犧牲了車門表面的美觀性，影響了產(chǎn)品的競爭力。針對以上三種開裂銹蝕情況，如圖5所示，通過結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度、精度這三方面系統(tǒng)性地分析改善，從根本上解決了分體式車門框開裂銹蝕的難點(diǎn)問題。

圖5 開裂改善焊接工藝

1.車門窗框單件開裂銹蝕改善

通過對窗框總成B柱零件結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，窗框內(nèi)外板在X方向和Y方向由于包邊限制不存在活動量，但是在Z方向由于窗框下部內(nèi)外板無任何連接強(qiáng)度保證，導(dǎo)致受力后Z方向出現(xiàn)竄動。為了改善窗框單件總成的結(jié)構(gòu)，通過使用單面點(diǎn)焊機(jī)在下部增加2個單面點(diǎn)焊焊點(diǎn)（見圖6），來消除窗框內(nèi)外板Z方向的竄動，從而消除開裂銹蝕問題。單面點(diǎn)焊相對于弧焊焊接，焊接成本低且焊點(diǎn)美觀，同時焊接飛濺少，焊接后無需打磨拋光處理。

圖6 增加2個單面點(diǎn)焊焊點(diǎn)

2.車門窗框與內(nèi)板搭接B柱處開裂銹蝕改善

通過對窗框與內(nèi)板搭接處的焊接強(qiáng)度進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，按照2點(diǎn)的焊接工藝進(jìn)行焊接后，無法滿足該部位窗框與內(nèi)板的焊接強(qiáng)度。經(jīng)過焊接可行性對比分析，發(fā)現(xiàn)增加點(diǎn)焊比弧焊更合理，保證強(qiáng)度的同時又保證美觀度，該部位焊點(diǎn)由2點(diǎn)焊接改為3點(diǎn)焊接，如圖7所示，大大增加了焊接的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，從而消除開裂銹蝕問題。

圖7 調(diào)整點(diǎn)焊焊接工藝

3.車門窗框與內(nèi)板搭接弧焊處開裂銹蝕改善

通過焊接結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn)，該部位弧焊焊點(diǎn)設(shè)置不合理，無法保證窗框與內(nèi)板的搭接強(qiáng)度。通過增加一個弧焊焊點(diǎn)（見圖8），使2個弧焊點(diǎn)與一個鈑金接觸點(diǎn)形成一個三角強(qiáng)度保證區(qū)。焊接弧焊點(diǎn)可以被車門密封條和車門內(nèi)飾板遮擋，不僅保證了窗框與內(nèi)板的焊接強(qiáng)度，消除該部位開裂銹蝕風(fēng)險，而且保證了車門的美觀度。

圖8 調(diào)整弧焊焊接工藝

4.車門總成尺寸匹配精度管控提升

建立車門尺寸精度管控聯(lián)防機(jī)制，從車門單件尺寸到車門總成焊接尺寸，再到最后車門總成裝車匹配，這三個過程分別制定合理的檢測頻次，時時測量反饋數(shù)據(jù)變化情況，進(jìn)行分層聯(lián)防管控，不斷提升車門的制造精度，消除匹配差異。同時通過加嚴(yán)車門間隙面差管控，標(biāo)準(zhǔn)公差由原先的±0.7mm縮小為±0.5mm，減少極差帶來的尺寸影響，從而不斷提高車門的匹配精度，降低車門尺寸數(shù)據(jù)的波動，從而降低用戶在使用過程中由于車門裝配精度不標(biāo)準(zhǔn)而導(dǎo)致的開裂問題的發(fā)生。

效果驗(yàn)證及提升

改善后，分體式車門窗框與內(nèi)板搭接處油漆開裂故障明顯下降。根據(jù)某車型的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)（見圖9），發(fā)現(xiàn)從3月份改善實(shí)施開始后開裂故障率出現(xiàn)明顯的下降，從5月份開始開裂問題陸續(xù)下降到0。

圖9 改善效果統(tǒng)計(jì)

結(jié)語

針對分體式車門窗框與內(nèi)板搭接處油漆開裂問題進(jìn)行全面系統(tǒng)的分析，結(jié)合生產(chǎn)過程中的故障件以及市場實(shí)車案例進(jìn)行分析，并將合理有效的改善措施進(jìn)行總結(jié)固化，并通過前期的車門開發(fā)設(shè)計(jì)來進(jìn)行實(shí)施規(guī)避，從而降低分體式車門開裂銹蝕問題的發(fā)生。