涂装车身门盖胶泡的成因及对策

段 琳

（江铃控股有限公司涂装厂，江西 南昌 330200）

0 引言

为满足制造业环保要求，当前汽车主流涂装生产工艺线是水性3C1B涂装生产线，生产工艺如下：前处理—电泳—电泳烘干—打胶—胶预烘干—打磨—擦净—喷中涂—中涂闪干—内喷色漆—外喷色漆—色漆闪干—内喷清漆—外喷清漆—面漆烘干—精修扫尾—注蜡—转总装；3C1B工艺取消了中涂烘烤工艺，减少了大部分中涂烘烤设备投资和中涂打磨擦净人工的投入，降低了烘烤能耗，使涂装生产线更加紧凑，减少了VOC的排放，但同时也对冲压板材的外观、焊接门包边的工艺的要求更严格。

该文主要讨论主流的3C1B生产线的车身门盖胶泡原因分析及解决措施；汽车车身五门一盖胶泡已成为大多数涂装生产线主要返修问题，影响生产线节拍，主要从车身五门一盖密封胶烘烤后胶泡的问题，从焊装包边工艺、折边胶、涂装密封胶等分析胶泡成因，提出解决措施及验证效果。

1 现状调查

1.1 胶泡的定义

一般胶泡的定义，涂覆在五门一盖钣金包边缝隙处的焊缝PVC胶，经过烘烤受热膨胀造成焊缝胶起泡，即为“胶泡”，影响胶线美观，如图1所示。

图1 胶泡

1.2 胶泡现状调查

胶泡产生的工位在胶预干后、面漆烘干后，因在湿胶状态下无胶泡缺陷，所以胶泡缺陷是困扰涂装一次交付合格率的主要因素；为满足客户对外观的需求，胶泡缺陷必须修补，但是烘烤后的胶泡缺陷，修补痕迹明显，无法满足涂装车身的工艺质量要求。

通过运用8D质量工具，从胶泡产生原因进行分析，联合焊接工艺、胶供应商、涂装工艺对分析出来的原因，逐项解决，减少烘干后的修补工序，提升整体胶线美观程度，并可以提升涂装一次交付合格率，节省能耗。以车型1为例，统计9台车身胶泡数量现状，见表1。

表1 胶泡数量统计表

2 原因分析

2.1 胶泡产生的机理

五门一盖密封胶涉及的主要工序有门外板涂折边胶、门盖包边、涂装前处理、涂装电泳、电泳烘干、打胶、胶预烘干、打磨、擦净、喷漆、漆面装饰，从胶泡问题的逆向进行分析；先拆解产生胶泡的钣金折边，再逐步分析原因，制定改进措施并验证。

通过对含有胶泡的车型1的五门一盖折边进行拆解，产生胶泡的位置，均出现了无黑色折边胶的空隙（方块区域是无黑色折边胶，椭圆形区域是胶泡所在位置），如图2所示。

图2 折边拆解图片

无黑色这边叫区域的位置，就会存在空隙，空隙中就会存有空气，在涂装涂完焊缝密封胶后，五门一盖周边钣金包边均被密封胶覆盖，经过胶烘烤后，空隙中的空气受热膨胀，无通道排出，受热的空气就会从还未完全固化的焊缝密封胶上拱出，从而使密封胶出现胶泡。

为验证以上推测，对车型1的引擎盖后端的钣金包边进行拆解分析，引擎盖后端的包边设计，两侧有排液孔和滴水包边，拆解后，钣金包边也存在部分区域无黑色折边胶，但引擎盖后端的胶从未出现胶泡，通过以上对比，胶泡产生的原因是折边内的空气，在烘烤过程中膨胀，膨胀的空气从未完全固化的焊缝密封胶拱出，产生了胶泡缺陷，要解决胶泡问题，可以从消除折边空隙和改变包边结构两个方向进行分析，以下先从五门一盖折边空隙产生的原因入手。

2.2 焊装五门一盖折边空隙产生原因

五门一盖折边涉及的工序主要有五门一盖内外板冲压—门盖外板涂折边胶—门盖内外板机器人滚边—擦胶—安装在焊装车身上，小组分析以上工序，冲压成型磨具不平整、门机器人滚边压力不足、门机器人滚边压力不均匀、黑色折边胶涂敷位置不合适，均会在门滚边过程中出现空隙[1]，图3展示了完整的折边胶涂敷工艺和不合格的涂敷工艺。

图3 门折边胶涂敷工艺

前文分析了产生间隙的原因，以下通过减少五门一盖包边间隙，来验证改进措施的有效性。

2.3 减少门盖包边间隙的解决措施验证

2.3.1 通过试验验证、经验总结

门包边间隙＜0.1mm的控制范围，可以减少五门一盖包边间隙；焊装工艺通过调整包边机器人轨迹、压力、滚轮角度，使五门一盖折边（造型圆弧面除外）间隙＜0.1mm，并使用间隙尺确认。

2.3.2 黑色折边胶直径、黑色折边胶涂胶位置确认

五门一盖外板涂黑色折边胶主要相关因素[1]：操作人员、涂胶胶枪、涂胶压力、黑色折边胶材料、涂胶枪嘴直径、涂胶机器人涂胶枪嘴角度，以上均会影响黑色折边胶直径、胶的位置等，通过焊接工艺逐项调整影响因素，使用五门一盖，单独进涂装生产线进行验证，涂机器人涂折边胶、包边、打焊缝密封胶、烘烤及拆解，经过多轮验证，总结出适合车型1的折边胶尺寸如下。前门：φ4mm～6mm， 后门：φ3mm～5mm，引擎盖、尾门：φ4mm～6mm，折边胶位置（据边缘处）：四门：4mm～7mm，引擎盖、尾门：5mm～7mm。

2.3.3 焊装门折边间隙改进措施综合效果验证

应用五门一盖包边间隙＜0.1mm、折边胶直径如下。前门：φ4mm～6mm， 后门：φ3mm～5mm，引擎盖、尾门：φ4mm～6mm，折边胶位置（据边缘处）：四门：4mm～7mm 、引擎盖、尾门：5mm～7mm，这些改进后的数据，对车型1进行胶泡统计，统计表2如下，单台平均胶泡个数下降率80%，单台胶泡个数平均4.7个/台，胶泡直径均在1mm～3mm，直径也降低了50%。

表2 改善后胶泡数量统计表

2.4 改进门包边结构

对比引擎盖后端钣金包边结构设计，后端预留出漏液孔，可让折边间隙的空气，在焊缝密封胶烘烤过程中，有排气的通道，避免间隙空气把钣金这边上的焊缝密封胶拱出胶泡缺陷。

参考汽车市场上的普遍的门盖包边设计，为保证8年30万km无锈蚀质量要求，四门及尾门与雨水有直接接触，所以四门及尾门的钣金包边设计基本不会采用保留漏液孔的设计，该方案经过小组讨论放弃。

2.5 改进涂装焊缝密封胶涂胶工艺

为避免五门一盖钣金折边间隙的空气，受热膨胀，产生胶泡缺陷，小组同时做了改进涂装焊缝密封胶涂胶的工艺，在挤胶前，先用焊缝密封胶对易出现胶泡的折边位置进行刮胶处理，用博世电吹风80℃×2min吹到表干，再按照正常涂装工艺，挤焊缝密封胶、胶烘干、打磨、喷中涂、喷色漆、喷清漆、面漆烘干。验证结果：钣金折边位置仍会出现胶泡，胶泡概率下降10%，仍不能解决缺陷，此种工艺不可行，小组讨论放弃。

2.6 改进涂装焊缝密封胶涂胶参数

小组通过改变涂装焊缝密封胶胶枪的涂胶压力、涂胶枪嘴的直径，以改变焊缝密封胶的宽度、厚度，胶枪的涂胶压力从5bar提升到8bar，涂胶枪嘴直径从8mm×0.3mm提升到9mm×0.6mm。

验证结果：参数改变前后，胶泡产生的概率无明显变化，但密封胶量增加，成本增加，小组讨论放弃。

3 胶泡修补措施探讨

因胶泡产生的机理是五门一盖包边过程中产生间隙，在烘烤过程中，空气受热膨胀，把附着在折边上的胶顶起，形成胶泡，过程中影响的因素除了受到控制的五门一盖折边间隙、黑色折边胶直径、黑色折边胶打胶位置三个因素，但黑色折边胶材料的黏度、冬夏季温度、操作人员搬动内外板扣合，均是产生五门一盖折边间隙的因素，所以即使找出了胶泡产生机理及验证了解决措施，仍需要探讨出修补胶泡的方法。

通过修补伤胶、残胶及修补油漆方面考量，并同时兼顾胶线美观及客户使用时无脱落、无锈蚀，共分析讨论出修补胶泡的方法，修补胶泡通用的方法有3种，面漆烘干后修胶泡和胶预烘烤后修胶泡，下面就以上三种方法修补方法进行分类探讨。

3.1 胶预烘烤后用自干胶修胶泡

胶预烘烤后修胶泡的工序是：用美工刀割掉胶泡突出部位→补自干胶或普通密封胶→用博世电吹风80℃×5min吹到表干→用800#砂纸打磨平整→喷中涂漆→喷色漆→喷清漆→面漆烘炉140℃×20min烘干。

修补胶泡外观效果可以接受，但客户在使用车辆的过程中，开关门及修补胶老化，均会存在修补胶泡的位置的胶有脱落的风险，另外修一个或连续胶泡的时间是20min，无法满足现有2min节拍的要求，因此该修补胶泡的方法不可行，须评估其他修补工艺。

3.2 面漆喷涂烘干后修胶泡

面漆喷涂烘干后修胶泡的工序是用美工刀割掉胶泡突出部位→补自干胶或原子灰→用博世电风120℃*10min表干→800#砂纸打磨平整→喷同色修补色漆→喷修补清漆→烤灯120℃*10min烘干。

修补胶泡外观效果良好，但客户在使用车辆的过程中，存在开关门、修补胶以及原子灰老化的情况，修补胶泡位置的胶有脱落的风险，即使在离线工位修补，修补时间也超过30min，不满足要求，因此种胶泡修补的方法不可行，须评估其他修补工艺。

3.3 胶预烘烤后用电烙铁修胶泡

胶预烘烤后用电烙铁修胶泡的工序是：用电烙铁放在胶泡200℃×2s～3s→胶泡软化后抹平→再用800#砂纸打磨→喷中涂→喷色漆→喷清漆→面漆烘炉140℃×20min烘干。

胶泡修补外观效果良好，同时在修补过程中未使用自干胶或者原子灰，不存在客户使用过程中，修补材料老化脱落的风险，另修补一个胶泡时间在1min以内，完全满足节拍2min要求，该修补胶泡的方法可行，具体修补过程，如图4所示。

图4 电络铁软化胶泡打磨后的效果

4 结语

3C1B 水性漆工艺普遍应用于涂装行业，低能耗、低VOC排放、低人员配置等优势明显，在工艺使用过程中，对焊接折边工艺涂胶一致性、包边间隙一致性等均提出了更高的要求。这就需要对现场控制方法进行分析，并逐步改变，满足生产过程管理需求，使工艺过程控制区域更加合理。通过分析胶泡产生的原因，对焊装折边包边间隙、折边胶直径、涂布位置进行反复实验，有效降低了胶泡产生的概率，并根据生产节拍、胶线美观程度探索出适合生产线节拍的修补胶泡的措施，为解决行业中类似的3C1B水性漆生产线的胶泡问题，提供了改进思路以及修补胶泡的方法，提升了生产线的FTT，降低了修补成本、能耗。