白車身覆蓋件折邊膠泡問題分析與控制策略

【摘" 要】文章對北京現(xiàn)代汽車有限公司焊裝車間折邊膠泡問題進(jìn)行分析討論，按照制造工藝流程，結(jié)合折邊工藝特點(diǎn)，從人、機(jī)、料、法、環(huán)方面對膠泡問題產(chǎn)生的主要因素進(jìn)行分析，并結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)過程驗(yàn)證的參數(shù)，提出解決措施，制定膠泡問題的預(yù)防方案，為有效預(yù)防和解決膠泡問題提供一定的指導(dǎo)作用。

【關(guān)鍵詞】膠泡；折邊膠；折邊工藝；控制；白車身

中圖分類號(hào)：U463.82" " 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A" " 文章編號(hào)：1003-8639（ 2024 ）08-0094-03

Analysis and Control Strategy of the Hemming Bubble of the BIW Panels

HU Hao1，YAO Jianling1，SONG Ming1，ZHANG Jian2

（1.Beijing Vocational Transportation College，Beijing 100096；

2.Beijing Hyundai Company，Beijing 101309，China）

【Abstract】Based on the analysis and discussion of the hemming bubble problem in the welding workshop of Beijing Hyundai Motor Co.，Ltd.，according to the manufacturing process flow and combining with the characteristics of the hemming process，the main factors of the hemming bubble problem are analyzed from the aspects of man，machine，material，method and environment，and combined with the parameters verified by the actual production process，the solution measures are proposed，and the prevention plan of the hemming bubble problem is formulated，which has a certain guiding role in effectively preventing and solving the problem of hemming bubbles.

【Key words】hemming bubble；hemming sealer；hemming process；control；BIW

作者簡介

胡浩（1988—），男，碩士，工程師，研究方向?yàn)檎囍圃旃に囈约捌嚈z測與維修。

1nbsp; 引言

白車身是汽車的重要組成部分，其減振性、密封性、防腐蝕性及粘接性是車輛重要指標(biāo)之一，它的好壞很大程度取決于涂膠品質(zhì)的控制[1]。乘用車四門兩蓋均采用折邊工藝對內(nèi)外板進(jìn)行裝配，為了達(dá)到防腐以及美觀的雙重目的，汽車廠家都會(huì)在四門兩蓋的折邊區(qū)域涂抹PVC密封膠，但同時(shí)也會(huì)造成“折邊膠泡”等品質(zhì)缺陷問題的頻發(fā)。

世界上幾乎所有的乘用車移動(dòng)件制造工藝均采用的是初期在車身車間外板折邊與內(nèi)板進(jìn)行裝配，然后在涂裝車間進(jìn)行PVC密封膠涂抹的工藝流程，因此，折邊膠泡的品質(zhì)缺陷問題也一直困擾著各大汽車主機(jī)廠。

折邊膠泡指在白車身四門兩蓋折邊區(qū)域PVC密封膠上鼓起的膠質(zhì)氣泡的統(tǒng)稱。四門兩蓋等移動(dòng)件區(qū)域是消費(fèi)者感官相對最直接、目視概率相對較高的區(qū)域，膠泡缺陷問題的頻發(fā)既影響了乘用車外觀美觀性，又降低了客戶體驗(yàn)的滿意度[2]。折邊膠泡缺陷的產(chǎn)生機(jī)理存在著不確定性以及不穩(wěn)定性特點(diǎn)，其在品質(zhì)控制上有極大的難度，也是國內(nèi)各大主機(jī)廠長期不能徹底解決的技術(shù)性難題。

本文針對折邊膠泡產(chǎn)生的機(jī)理進(jìn)行分析，并對北京現(xiàn)代汽車有限公司楊鎮(zhèn)工廠車身車間目前的品質(zhì)狀態(tài)和控制手段進(jìn)行分析和闡述，旨在獲得折邊膠泡問題的最佳控制手段和方案，對其它汽車主機(jī)廠有一定的借鑒指導(dǎo)作用。

2" 車身車間涂膠工藝介紹

2.1" 折邊膠介紹

折邊膠（Hemming Sealer）是以EPOXY樹脂為主要成分的單組分黑色糊狀產(chǎn)品，用于汽車上各種門蓋（HOOD、DOOR、T/LID等）的折邊部位上，通過涂裝烤箱后固化，起到防銹、粘貼鋼板的作用。通過將沖撞時(shí)的開裂程度最小化，防止車門意外開啟等事故，通過加強(qiáng)產(chǎn)品強(qiáng)度提高了整車耐久性。

2.2" 涂膠設(shè)備規(guī)劃與介紹

北京現(xiàn)代汽車有限公司工廠車身車間移動(dòng)件（四門兩蓋）折邊膠涂膠設(shè)備的規(guī)劃與布局基本是一致的，只是根據(jù)所要涂膠的制件與生產(chǎn)UPH的不同，變更機(jī)器人數(shù)量、涂膠位置、涂膠量以及涂膠軌跡。

涂膠設(shè)備主要包括：膠泵、高壓軟管、高壓管道、過濾單元、加熱軟管、膠槍、控制柜、膠房室體，如圖1所示。其工作原理：膠泵以一定的壓力將膠桶內(nèi)的結(jié)構(gòu)膠抽出，經(jīng)高壓軟管和高壓管道至過濾單元，過濾單元將管道內(nèi)部流進(jìn)的異物過濾掉，防止阻塞噴嘴，無雜物的結(jié)構(gòu)膠流經(jīng)加熱軟管，在伺服電機(jī)控制下，經(jīng)膠槍定量流出，噴涂到白車身上各結(jié)合處，如圖2所示。

折邊工藝主要靠折邊設(shè)備完成。目前各大主機(jī)廠主要有機(jī)器人滾輪折邊及沖壓機(jī)折邊兩種形式。滾輪折邊主要用于UPH比較低的生產(chǎn)模式，但柔性相對較高，如圖3所示；而沖壓折邊機(jī)主要用于UPH較高的生產(chǎn)模式，但柔性比較低，只能專車專用。由于楊鎮(zhèn)車身車間一線生產(chǎn)量較大，UPH高達(dá)71，因此選用沖壓折邊機(jī)（圖4）。

2.3" 涂膠標(biāo)準(zhǔn)

基于外板翻邊高度和以往車型經(jīng)驗(yàn)，折邊膠涂抹位置標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)如圖5所示，寬度在5～15mm之間；由于不同車型對應(yīng)的沖壓外板翻邊高度不一樣，因此，折邊膠距離外板的距離也不盡相同，根據(jù)外板的翻邊高度進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，即使嚴(yán)格按照實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行折邊膠涂抹，膠泡依然可能會(huì)產(chǎn)生，折邊膠涂抹理想狀態(tài)如圖6所示，但由于生產(chǎn)制造各環(huán)節(jié)的不穩(wěn)定性與偏差，很難或者不可能達(dá)到最理想的涂膠狀態(tài)。

3" 折邊膠泡的產(chǎn)生機(jī)理

分析折邊膠泡產(chǎn)生的機(jī)理，需從四門兩蓋折邊區(qū)域的制造工藝過程入手，如圖7所示。主要包括以下6個(gè)步驟：①車身車間移動(dòng)件生產(chǎn)線，在四門兩蓋外板邊緣的折邊區(qū)域涂折邊膠；②內(nèi)外板裝配拼合；③沖壓折邊機(jī)進(jìn)行折邊；④涂裝車間涂膠生產(chǎn)線在折邊區(qū)域進(jìn)行PVC密封膠涂抹；⑤涂抹密封膠后，在折邊區(qū)域形成中空封閉的內(nèi)腔，涂裝車間烤箱進(jìn)行烘烤之后，空腔內(nèi)的空氣或水分受熱膨脹；⑥空氣或水分將PVC密封膠頂起，形成局部氣泡[3]。

根據(jù)以上車身車間及涂裝車間相關(guān)制造工藝過程分析可初步得出結(jié)論：折邊膠泡是由于折邊膠和PVC密封膠之間形成局部狹小密閉空腔，其中的空氣或水蒸氣在涂裝車間受烘烤膨脹而形成的。

4" 折邊膠泡的主要控制方法

從人、機(jī)、料、法、環(huán)等方面對折邊區(qū)域密封膠膠泡問題進(jìn)行分析和優(yōu)化，有效控制和解決膠泡問題。

4.1" 設(shè)備

基于楊鎮(zhèn)工廠車身車間所用折邊設(shè)備是沖壓折邊機(jī)，因此需確認(rèn)沖壓折邊壓力機(jī)平行度，要求整體導(dǎo)向以及平行度良好，滑塊與工作臺(tái)平行度不大于0.12mm/m。折邊之后，測量折邊后間隙，要求采用塞尺塞入折邊深度2/3以上為準(zhǔn)，且壓合后無局部死點(diǎn)，整體均勻且間隙小于0.2mm。

4.2" 材料

1）折邊膠成分排查。折邊膠主要由環(huán)氧樹脂、促進(jìn)劑、雙氯胺、觸變劑以及填料等成分組成，針對材料問題對填充料以及成分配比進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，減小折邊膠在烘烤過程中的膨脹系數(shù)以及流動(dòng)性，減小內(nèi)部空腔壓力，從而減小或降低膠泡數(shù)量的產(chǎn)生。

2）排查折邊前后內(nèi)外板狀態(tài)。要求外板翻邊立面平順，無波浪、無褶皺、無曲折，翻邊高度狀態(tài)穩(wěn)定；內(nèi)板被包合面平整，無毛刺、無波浪、無褶皺、無曲折，以避免折邊時(shí)按壓不平，產(chǎn)生間隙。

4.3" 人員

由于楊鎮(zhèn)車身車間產(chǎn)能較大，為消除人工涂膠的不穩(wěn)定性和不一致性，涂膠工位為機(jī)器人全自動(dòng)涂膠，整個(gè)過程無人員參與。

4.4" 方法

1）調(diào)整沖壓機(jī)主缸壓力以及涂膠量參數(shù)，優(yōu)化覆蓋件總成折邊間隙狀態(tài)，保證折邊后間隙均勻。通過折邊完成制件以及折邊間隙狀態(tài)測量，主缸最佳壓力在280～310bar，涂膠設(shè)備出膠量0.8cc/s以上。

2）通過對機(jī)器人全自動(dòng)操作涂膠，具有較高的涂膠一致性。

4.5" 環(huán)境

車身車間生產(chǎn)現(xiàn)場主要受環(huán)境溫度因素影響，折邊涂膠作業(yè)過程中溫度變化對涂膠品質(zhì)會(huì)產(chǎn)生較大影響，要確?，F(xiàn)場作業(yè)溫度在30～35℃之間，因?yàn)檐囬g有膠房以及溫度控制系統(tǒng)，能夠較好地保持整體涂膠作業(yè)過程無明顯溫差變化，使折邊膠處于最佳性能狀態(tài)。

5" 車身車間生產(chǎn)某車型前機(jī)蓋膠泡解決案例

5.1" 案例描述

楊鎮(zhèn)車身車間在某車型調(diào)試生產(chǎn)過程中，涂裝車間工程師反饋前機(jī)蓋膠泡頻發(fā)。經(jīng)過統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，膠泡發(fā)生數(shù)量與位置相對較為固定，均在前機(jī)蓋上沿部，如圖8所示。

5.2" 案例調(diào)查與調(diào)整

折邊膠泡問題的產(chǎn)生并非單一因素所致，是由多重因素共同引起，而且具有極不穩(wěn)定性，因此需根據(jù)具體的折邊工藝過程進(jìn)行變化因素逐一排查，合理利用分析工具以及敏銳的現(xiàn)場觀察力，鎖定主要變化源進(jìn)行整改。

根據(jù)折邊膠泡形成機(jī)理以及可能造成的因素逐一排查和改善，其調(diào)整履歷見表1。

經(jīng)過調(diào)整，前機(jī)蓋上部左側(cè)膠泡數(shù)量有效減少，但中部及右側(cè)區(qū)域膠泡仍然沒有任何改善變化。檢查前機(jī)蓋折邊狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)膠泡頻發(fā)處有明顯折邊曲折與褶皺現(xiàn)象，如圖9所示。

將膠泡頻發(fā)處剖開發(fā)現(xiàn)，折邊褶皺、曲折過大，通過折邊膠位置、涂膠量變更，難以完全填充折邊部間隙，因此在涂裝車間涂抹完P(guān)VC膠后形成密閉的空腔，經(jīng)過高溫烘烤氣體膨脹，氣泡就會(huì)發(fā)生。折邊曲折、褶皺處剖開圖如圖10所示。

5.3" 車身覆蓋件膠泡不良預(yù)防方案

車間可以通過制定車身覆蓋件膠泡不良預(yù)防方案，提高涂膠和折邊工藝的品質(zhì)穩(wěn)定性，降低折邊膠泡的發(fā)生概率，確保缺陷不會(huì)流出工位，并確保工位品質(zhì)。在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)營和實(shí)踐中，筆者總結(jié)了一些經(jīng)驗(yàn)和方法，對于車間的實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)營具有一定的現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。

1）制定限度樣本。通過反復(fù)的試驗(yàn)和驗(yàn)證，確保在不溢膠的前提下，找到最佳的涂膠位置、涂膠量、涂膠寬度等參數(shù)，制定標(biāo)準(zhǔn)樣本。

2）確定折邊間隙的最佳壓合力。在保證外觀和尺寸品質(zhì)的前提下，通過反復(fù)試驗(yàn)找到最佳的壓合力，以確保折邊間隙。

3）管理沖壓件品質(zhì)。消除外板件翻邊面的褶皺、曲折、大毛刺以及折邊后的不良狀態(tài)，以避免局部間隙導(dǎo)致集中排氣引起膠泡。

4）制定維修工藝。制作快速維修工具，以便在出現(xiàn)膠泡問題時(shí)能夠及時(shí)進(jìn)行維修。

折邊膠泡問題的解決還需要在實(shí)際生產(chǎn)過程中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，不斷完善和優(yōu)化預(yù)防方案，以適應(yīng)不斷變化的生產(chǎn)環(huán)境和市場需求。

6" 結(jié)論

車身覆蓋件折邊膠泡產(chǎn)生是復(fù)合因素所致，與內(nèi)外板狀態(tài)、折邊后內(nèi)外板之間間隙、折邊膠材料以及生產(chǎn)溫度等諸多因素密切相關(guān)。在實(shí)際生產(chǎn)過程中需要對可能產(chǎn)生的變化源綜合分析，排查主要變量因素，制定針對性的整改對策，保證膠泡問題有效控制，從而提升整車外觀品質(zhì)以及品牌在消費(fèi)者心中份量。

通過調(diào)查分析可知，折邊膠泡問題具有極不穩(wěn)定性，目前的生產(chǎn)工藝完全避免和解決膠泡問題是不可能的。通過調(diào)整涂膠、折邊參數(shù)、折邊間隙與折邊品質(zhì)以及部品狀態(tài)能夠一定程度上提升其工藝穩(wěn)定性，可降低折邊膠泡發(fā)生概率。

本文研究的內(nèi)容主要從實(shí)際的規(guī)劃和生產(chǎn)中獲取，并且在實(shí)際生產(chǎn)中得到應(yīng)用，具有一定的實(shí)踐與指導(dǎo)意義。但在實(shí)際的生產(chǎn)應(yīng)用以及問題解決過程中也存在著一些不足之處，進(jìn)一步提高移動(dòng)件制造工藝過程穩(wěn)定性是日后工作的主要推進(jìn)方向。

參考文獻(xiàn)：

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（編輯" 楊凱麟）