黃 萍，羅 秋 （東風(fēng)柳州汽車有限公司，廣西柳州 545005）

0 引言

1 問題表現(xiàn)

PVC密封膠作為汽車生產(chǎn)所必須的一類重要輔料，能夠提高汽車舒適性和車身焊縫的耐腐蝕性，隨著汽車制造技術(shù)的發(fā)展與提高，其應(yīng)用也越來越廣泛。PVC密封膠具有獨(dú)特的功能：密封、減震降噪、緊固防松。

PVC密封膠在車身上的運(yùn)用，作用是提高汽車車身的密封性（不漏水、不漏氣）、降噪隔熱、耐腐蝕和抗石擊。車身中使用PVC密封膠進(jìn)行密封的部位主要有發(fā)動(dòng)機(jī)艙、車身前地板、后地板等大的焊縫以及四門兩蓋的折邊焊縫。其中，四門兩蓋的密封要求相對(duì)較高，因其部位直接面對(duì)購(gòu)車客戶，對(duì)外觀要求特別嚴(yán)格，要求密封膠粗細(xì)均勻、飽滿，過渡平滑、整齊，厚度、寬度保持一致。PVC防石擊膠則主要是涂在車身底板表面及4個(gè)輪罩處，主要作用是抵抗沙石沖擊，對(duì)車底進(jìn)行防護(hù)，提高抗腐蝕能力、降噪。

本研究針對(duì)涂裝過程中用膠的起泡問題，對(duì)各個(gè)工藝環(huán)節(jié)進(jìn)行分析研究，提出整改控制方案，具有一定的工程應(yīng)用價(jià)值。

密封膠膠條中氣泡的存在會(huì)降低密封膠的附著力，增加膠條脫落的風(fēng)險(xiǎn)，是影響較大的常見缺陷之一。涂裝過程中密封膠起泡包括通過擠膠槍輸出時(shí)自帶的氣泡；因折邊包邊存在縫隙，涂密封膠后經(jīng)過烘房烘干時(shí)，焊縫內(nèi)的氣體膨脹而導(dǎo)致的膠起泡；膠長(zhǎng)時(shí)間暴露在空氣中吸潮，再烘烤時(shí)起泡。即管路中的氣體導(dǎo)致起泡、焊縫間隙氣體過烘房后起泡、膠存放吸潮起泡3種情況。由于用于車內(nèi)外焊縫密封的焊縫密封膠的施工大部分均采用人工涂覆方式，工藝執(zhí)行效果取決于操作人員的操作技能，因此，提高操作人員的操作技能，合理進(jìn)行崗位分配是提高密封膠工藝質(zhì)量和生產(chǎn)效率的有效途徑。

2 膠起泡問題介紹及分析

2.1 輸膠管道產(chǎn)生氣泡

通過擠膠槍輸出時(shí)PVC膠自帶的氣泡，特征為氣泡致密，分布均勻，一旦出現(xiàn)，整個(gè)膠條呈蜂窩狀。

管路中產(chǎn)生氣泡的原因有兩種，一是在換膠或設(shè)備保養(yǎng)維修過程中，主過濾器和各支過濾器內(nèi)的空氣未排空，使PVC膠中混有空氣，再進(jìn)入輸膠管路后便會(huì)出現(xiàn)氣泡。當(dāng)管路中進(jìn)入的空氣較多時(shí)，打膠過程中會(huì)出現(xiàn)“炸槍”現(xiàn)象，即被加壓到一定高壓時(shí)，包裹著空氣的PVC膠從槍嘴排出時(shí)會(huì)發(fā)生炸裂并伴隨清脆響聲的現(xiàn)象。炸裂后高速運(yùn)動(dòng)的膠粒很容易濺到操作人員的眼睛和皮膚上而造成傷害，因此操作人員需要佩戴防護(hù)眼鏡。此外，在制造灌裝過程中，可能會(huì)混入空氣，混有空氣的PVC膠在噴涂、擠涂后內(nèi)部呈蜂窩狀，影響焊縫的密封和美觀。

2.2 焊縫間隙氣體過烘烤后起泡

2.2.1 焊縫間隙引起膠起泡的原因

車身的四門、兩蓋包邊結(jié)構(gòu)中以及PVC膠內(nèi)部本身均不可避免地會(huì)含有空氣和水分，車身過烘房烘烤時(shí)，這些空氣和水分受熱膨脹最終將密封膠頂起形成膠泡。此外，折邊膠涂覆不當(dāng)，膠量過大、涂膠位置距離翻邊距離過短等，均會(huì)造成包邊結(jié)構(gòu)中排氣通道的堵塞，此時(shí)涂完P(guān)VC膠的車身進(jìn)行烘烤時(shí)，受熱膨脹的氣體因無法沿排氣通道順暢排出，只能沿著內(nèi)、外板非涂膠貼合面的縫隙進(jìn)入PVC膠下面，隨著烘烤時(shí)間的延長(zhǎng)和車身溫度的升高，進(jìn)入PVC膠下面的氣體體積不斷膨脹、氣壓不斷升高，最終導(dǎo)致PVC膠表面出現(xiàn)氣泡，即為包邊折邊起泡（圖1、2）。

圖1 折邊密封膠膠泡Figure 1 Foaming of sealant in edgefold

圖2 折邊部位膠起泡示意圖Figure 2 The sketch map of foaming of sealant in edgefold

2.2.2 膠起泡原因驗(yàn)證

（1） 翻邊、包邊不良驗(yàn)證

根據(jù)試制車型起泡位置分布情況，利用間隙測(cè)量塞尺對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)罩的包邊焊縫間隙進(jìn)行測(cè)量，發(fā)現(xiàn)間隙均在工藝要求內(nèi)。外板翻邊不平整或包邊按壓量不足時(shí)，包邊后外板不能包緊內(nèi)板，造成焊縫處間隙較大或間隙不均。間隙越大，存在于間隙中的氣體就越多，經(jīng)過烘烤后氣體膨脹越明顯，PVC膠薄弱的地方將被頂起形成凸泡。

（2） 折邊膠涂膠量驗(yàn)證

五門一蓋在包邊時(shí)需在內(nèi)、外板間涂布折邊膠，以增強(qiáng)結(jié)構(gòu)、密封車體、取代焊點(diǎn)并保證車身平滑美觀。在焊裝包邊過程中，由于注膠不足，導(dǎo)致折邊膠未填充滿內(nèi)外板間的空間，空腔內(nèi)氣體受熱膨脹形成氣泡。對(duì)起泡位置密封膠條進(jìn)行拆解（圖3）。如圖3所示，拆解后發(fā)現(xiàn)起泡區(qū)域外板折邊膠量不足，有的地方甚至沒有折邊膠。可見，折邊膠注膠不足也是膠起泡的主要原因之一。折邊膠填充狀態(tài)示意圖見圖4。

圖3 發(fā)動(dòng)機(jī)蓋解剖

圖4 折邊膠填充狀態(tài)示意圖Figure 4 Schematic diagram of the filling state of folding edge glue

（3） 折邊膠膠邊間距驗(yàn)證

對(duì)起泡車身進(jìn)行檢查發(fā)現(xiàn)，焊縫密封膠起泡位置多集中發(fā)生于內(nèi)板型面過渡較大處，氣泡尺寸為3~7 mm。對(duì)折邊膠涂布方式進(jìn)行反向驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)，當(dāng)膠體邊沿距離翻邊尺寸>10 mm時(shí)，無膠泡產(chǎn)生；當(dāng)膠體邊緣距離翻邊尺寸變小時(shí)，膠泡出現(xiàn)，且差異明顯。即當(dāng)膠邊距離變窄時(shí)，排氣通道易被阻塞，氣體無法順利到達(dá)兩側(cè)收膠部位排出，隨著烘烤過程中溫度升高，氣體膨脹將膠體頂出膠泡。

圖5 折邊膠膠邊間距驗(yàn)證Figure 5 Edge spacing verification of folding edge glue

2.3 膠存放吸潮起泡

未經(jīng)過烘烤的PVC膠在空氣中暴露時(shí)間過長(zhǎng)或空氣濕度較大時(shí)，吸收水分較多，在超出材料本身極限后（PVC膠配方中針對(duì)吸潮現(xiàn)象專門添加了防潮劑），經(jīng)過高溫烘烤時(shí)，膠表面首先開始固化成膜，而此時(shí)膠內(nèi)部的水分沒來得及揮發(fā)完全，隨后便形成水蒸氣將膠面頂出大小不一的泡，如圖6所示，在存放一定時(shí)間后，烘烤后的PVC密封膠和PVC抗石擊膠均出現(xiàn)起泡現(xiàn)象。

圖6 膠吸潮起泡Figure 6 Foaming problem due to moisture absorption

3 PVC密封膠起泡的防治

3.1 膠管路氣泡的防治

管路氣泡問題引起的質(zhì)量問題較為嚴(yán)重，做好管路氣泡的防治工作異常重要，首先，要做好生產(chǎn)和設(shè)備人員的培訓(xùn)工作，對(duì)平時(shí)加料過程進(jìn)行規(guī)范化，盡量排盡壓盤和料桶之間的空氣，在清洗和維修過濾器后，需先將過濾器中的空氣排盡后才能讓PVC膠進(jìn)入主管路；其次，要求供應(yīng)商嚴(yán)控材料的制造裝罐過程，盡量避免裝罐過程中混入空氣。此外，因現(xiàn)場(chǎng)管理分布是從前到后，一般情況下，氣泡會(huì)從第一個(gè)工位開始出現(xiàn)，再依次向后面的工序延續(xù)。當(dāng)出現(xiàn)炸槍時(shí)，務(wù)必要先將有氣泡的膠體排出，避免有氣泡的膠體流入下一工序。為減少對(duì)生產(chǎn)效率的影響，此時(shí)該工位操作可通過其他工位進(jìn)行調(diào)劑，從而最大限度地減少影響時(shí)間，如若左門膠工位出現(xiàn)氣泡，可以由班組流動(dòng)工或班組長(zhǎng)使用右門膠工位的擠膠槍幫助左門膠工位作業(yè)。

3.2 折邊焊縫密封膠的起泡防治

折邊焊縫密封膠的起泡防治需控制折邊膠的涂膠位置和涂膠量，修改和完善涂膠工藝，工藝中一定要對(duì)涂折邊膠的方法、要領(lǐng)、要求以及注意事項(xiàng)等，以圖文形式作出明確的說明。當(dāng)手工進(jìn)行涂折邊膠作業(yè)時(shí)，需對(duì)涂膠槍加裝對(duì)涂膠位置的控制裝置，以防止折邊膠涂得不規(guī)則。在此著重指出的是：當(dāng)涂膠位置遠(yuǎn)離外板邊緣時(shí)，會(huì)影響內(nèi)外板包邊后的膠接強(qiáng)度；當(dāng)涂膠位置與外板邊沿距離過短時(shí)，內(nèi)外板包邊后，極易造成折邊膠阻塞排氣通道現(xiàn)象，折邊內(nèi)氣體排出不暢，最終導(dǎo)致涂在上面的密封膠起泡。因此需對(duì)折邊膠涂膠操作規(guī)范化，確保操作人員掌握涂膠的方法、要領(lǐng)、要求和注意事項(xiàng)。壓合質(zhì)量也是折邊密封膠起泡的主要影響因素之一，焊裝時(shí)需要提高白車身門蓋折邊的壓合質(zhì)量，確保包邊間隙在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)。

焊縫密封膠起泡主要在烘干后產(chǎn)生，處理方法只能進(jìn)行修補(bǔ)，一般的修補(bǔ)方法是在下道工序中使用刀片將氣泡齊平割除，然后填充焊縫密封膠、抹平，烘干后視外觀要求進(jìn)行打磨、補(bǔ)漆，經(jīng)過修補(bǔ)后基本能夠保證膠條的外觀質(zhì)量。

3.3 吸潮起泡的防治

根據(jù)生產(chǎn)作業(yè)狀況和原因分析，發(fā)現(xiàn)PVC密封膠起泡主要體現(xiàn)在庫(kù)存問題上，庫(kù)存時(shí)間短則發(fā)生開裂的概率低，反之則高，為保障生產(chǎn)的正常進(jìn)行，對(duì)PVC濕膠板及經(jīng)過中涂烘房（140 ℃，20 min）烘烤后的干膠板進(jìn)行起泡的對(duì)比分析，結(jié)果見表1。

表1 PVC濕膠板及干膠板吸潮起泡對(duì)比分析Table 1 Comparative analysis of moisture absorption foaming between PVC wet rubber sheet and dry rubber sheet

表1結(jié)果表明，在存放環(huán)境溫度為35 ℃、相對(duì)濕度80%時(shí)，PVC焊縫密封膠濕膠板在存放時(shí)間不超過56 h時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)起泡；干膠板在存放84 h時(shí)，未出現(xiàn)起泡，繼續(xù)存放至96 h，再烘時(shí)出現(xiàn)膠泡。PVC抗石擊膠，濕膠板存放時(shí)間在64 h之內(nèi)，不會(huì)出現(xiàn)起泡；干膠板在存放84 h后，再烘烤出現(xiàn)起泡。因此，當(dāng)車身因不可抗拒因素導(dǎo)致需停產(chǎn)超過56 h（尤其是在空氣濕度較大）時(shí)，可將庫(kù)存的車身進(jìn)入烤房進(jìn)行一次預(yù)烘干，將其含水量蒸發(fā)后再進(jìn)行面漆噴涂作業(yè)，以達(dá)到避免密封膠吸潮起泡的目的。若存放時(shí)間更長(zhǎng)，超過84 h，則需將車身全部過完面漆，即已過預(yù)烘的車身也不能留車。如果因?yàn)樯a(chǎn)等原因無法避免中涂后的庫(kù)存，可以通過延長(zhǎng)密封膠降溫過程時(shí)間（如延長(zhǎng)面漆烤房降溫通道、關(guān)閉面漆強(qiáng)冷等），放緩其降溫過程，以達(dá)到減少或避免起泡的目的?？傊?，PVC膠吸潮起泡可通過對(duì)庫(kù)存的有效管理加以避免。

4 結(jié)語(yǔ)

汽車涂裝密封膠工序是涂裝車間的重要工序，對(duì)車體品質(zhì)起到至關(guān)重要的作用，其每個(gè)環(huán)節(jié)都不能忽視。膠泡缺陷是密封膠工序常見的缺陷之一，一旦出現(xiàn)只能進(jìn)行修補(bǔ)，修補(bǔ)后膠條外觀受到影響。同時(shí)，修補(bǔ)過程將影響生產(chǎn)效率。根據(jù)不同的膠泡類型，做好相應(yīng)的防治措施才是解決PVC膠起泡問題的關(guān)鍵所在。