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10.16638/jki.1671-7988.2019.19.062
汽车门盖折边处密封胶气泡问题的具体解决方法
朱北芳
（上汽通用汽车有限公司 整车制造工程，上海 201206）
摘 要：文章对汽车发动机盖、行李箱盖以及四个车门折边位置油漆密封胶产生气泡的机理进行了分析研究，依据分析结果总结出了气泡问题的几种解决方法，为现场生产遇到的类似问题提供了具体的解决思路。 关键词：发动机盖；车门；行李箱盖；油漆密封胶；气泡
中图分类号：U466  文献标识码：A  文章编号：1671-7988(2019)19-176-03
Solutions to the air bubble problem in sealant at the hemming position
of the car doors
Zhu Beifang
( Vehicle Manufacturing Engineering, SAIC-GM Limited Company, Shanghai 201206 )
Abstract: This paper studies the mechanism of air bubbles produced in the paint sealant.The paint seal
ant is applied at the hemming position of the hood, deck lid and doors of the car. Based on the analysis results, several solutions to the air bubbles are summarized, which provide specific solutions for similar problems encountered in production. Keywords: Hood; Door; Deck lid; Paint sealant; Air bubble
CLC NO.: U466  Document Code: A  Article ID: 1671-7988(2019)19-176-03
引言
为了提高静音防噪、耐腐蚀性功能，给客户提供舒适的乘驾体验，目前大部分主机厂会在前盖、四个车门以及行李箱盖或后背门的折边位置实施油漆折边密封胶工艺。
但在该工艺实施过程中，四门两盖涂有油漆折边密封胶的位置经过油漆烘烤后可能会有气泡问题产生，该问题表现为可见的凸点、起鼓包等，对产品的外观有一定的影响[1]。因此，如何解决此类问题已经成为各个主机厂重点关注的内容。本文从气泡产生的机理及主要影响因素、气泡问题的解决思路和气泡问题的具体解决方法等方面对该问题进行了研究，并总结气泡问题的具体解决方法，为生产中类似问题提供参考和指导。
1 气泡产生的机理及主要影响因素
通过对气泡问题的分析，气泡的产生主要是由折边位置处的折边密封闭空间（如图1），混入了空气或水分，再经过油漆车间烘烤后，空气或水分受热膨胀，顶起或冲破油漆折边密封胶而产生气泡或开裂（如图2），其影响因素总结归纳有以下几项：
图1  折边密闭空间
（1）涂胶材料相关因素。若油漆折边密封胶材料中含有
空气或水分，可能会引起气泡的产生；但这种情况较少见，因为供货商在胶的生产和灌装过程中有严格的措施来防止气
作者简介：朱北芳，男，本科，车身工艺工程师，就职于上汽通用汽车有限公司整车制造工程部，研究方向：汽车制造技术。
朱北芳：汽车门盖折边处密封胶气泡问题的具体解决方法
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体或水分混入。此处需要说明的是，折边胶和油漆折边密封胶主要成分为酯类材料[2]，本身是不含水分的。
图2  气泡
（2）涂胶设备相关因素。在安装胶通或是设备维护的过程中，操作不当，造成供胶设备内（胶泵压盘与料桶之间、胶管中、胶等）进入空气[3]，这也是产生气泡的因素之一。
（3）制造工艺过程因素。冲压新制板料褶皱、车身包边后钣金间隙大、油漆车间电泳后打磨等工艺过程造成空气或水分进入折边密闭空间等因素，都会对气泡的产生起到促进作用。
2 气泡问题解决思路和具体解决方法
对于涂胶材料相关因素和涂胶设备相关因素的影响，由于发生概率小，且现场通过规范操作可以避免，本文不作详细阐述，主要针对制造工艺过程因素的具体影响进行详细说明并提供确实可行的解决方案。
对于由制造工艺过程引起的气泡问题，解决问题的核心在于减少、杜绝空气和水分进入折边密闭空间，并释放或平衡已进入折边密闭空间中的空气和水分，从而抑制气泡的产生。基于以上的这一解决思路，可以对下文中的具体问题采取具体的解决方法。
2.1 冲压件产生的影响及解决方法
在汽车制造中，车身车间门盖包边时使用到的内板和外板冲压件，若其折边区域的翻边面不平整或有褶皱时（如图3），则车身折边后无法达到内外钣金零件完全贴合的状态，内外钣金之间会存在大量细微的空隙。油漆折边密封胶涂敷之后会将这些细微空隙中的空气封闭起来无法溢出，油漆烘烤后，空气受热膨胀，顶起油漆折边密封胶，产生气泡（如图2、图4）。
图3  翻边不平整或褶皱
对于此因素，可要求现场生产人员对每个来料折边区域的翻边面进行肉眼观察或者手触方式对平整度进行检查，防止翻边面不平整料的流入，若为批量件需查明原因并整改。
图4  内外板贴合不紧处气泡截面图
2.2 车身车间制造过程产生的影响及解决方法
在车身车间，折边工艺、涂胶工艺对气泡问题有较大的
影响，因此主要从这两个方面进行分析和控制。
2.2.1 折边工艺对气泡问题的影响及解决方法
通过试验验证，在车身车间记录同一种折边零件总成，涂敷相同量的胶，折边区域钣金贴合不严实的折边零件总成经过油漆烘烤后产生的气泡数量较多，且分布位置比较随机。这是由于钣金贴合不严实，进入到折边封闭空间的空气更多，同时整条整个折边位置的钣金贴合间隙一致性控制较差时，不同的位置残留的空气体积不一致，气体受热后对外膨胀的压强不均匀，从而产生气泡（如图4、图6）。
因此，车身车间的工程师需要监控折边后的钣金间隙，优化折边工艺，优先保证钣金折边区域间隙一致，钣金间隙控制在0.02mm 以下。
2.2.2 涂胶工艺对气泡的影响及解决方法
此处的涂胶工艺指的是在车身车间涂敷钣金折边胶的工艺。在主机厂车身车间（或焊装车间）使用的折边胶是一种用于钣金折边区域，为加强折边区域钣金之间连接结构强度的酯类材料，膨胀系数110%以下，同时具有密封性能，针对涂胶工艺主要通过以下几方面进行分析研究。
2.2.2.1 制造气体逃逸出口
前文分析了气泡产生主要原因是折边密闭空间存在气体，在油漆车间进行烘烤时，气体受热膨胀，产生了油漆密封胶气泡问题。所以，根本的解决办法就是消除折边密闭空间存在的气体。如果车身车间不涂折边胶，那么气体就会有逃逸路径，不会产生气泡，但是这样会牺牲汽车本身的防水及密封功能，产品设计是不允许的。
图5  拐角不涂油漆密封胶
凸点门如何既能做到消除气体又能保证汽车的防水和密封功能，我们观察到某汽车品牌采用了一种折中的做法，在门盖的拐角不涂油漆密封胶，如图5所示，红圈区域没有涂油漆密封胶。这种方法可以制造气体的逃逸出口，但是依然牺牲了汽车的防水及密封性能，因为水汽或粉尘可以通过气体的
汽车实用技术
178 逃逸出口进入到两层钣金之间。
所以，在保证汽车防水及密封性能的前提条件下，无法通过制造气体逃逸出口解决油漆气泡问题。
2.2.2.2 保证气体通道连续且贯通
制造过程中因为要保证汽车防水及密封性能，无法制造气体逃逸出口，同时折边工艺是一种冷变形工艺，钣金回弹时气体必定会进入到钣金的折边区域。所以真正解决气泡问题的思路在于如何疏导封闭区域内的气体，从而优化密封胶气泡问题。
气泡的产生是由于气体在油漆车间烘烤时受热膨胀，气体对外压力顶起油漆密封胶形成。假设一个零件总成所有折边区域的被封闭的气体都是连通的，且封闭空间大小都是相同的，那么所有区域受到的气体压强P 都是一样的，根据公式F=P*S ，气体膨胀时对油漆密封胶向外顶起的作用力F 也是一样的。同时，我们假设油漆密封胶涂敷量是均匀一致的，那么气体膨胀造车密封胶顶起的高度也是一致的，这样总成零件折边区域的外观表现就是一种没有气泡的状态。气体对外压力与气泡产生的关系如示意图6所示，此示意图是沿胶长度方向上的剖面示意图。
图6  气体通道示意图
（1）通过车身涂胶工艺实现每个区域的气体通道连通且封闭空间大小一样，保证气体对外压力一样大，在此提供了如下一个解决思路。如图7，零件折边后，将车身折边胶填充折边R 角，同时刚好蔓延到内板钣金上表面。保证所有区域的涂胶状态如图8，形成一个连续的通道。因此可以保证这一整条胶所密闭的空间内，在受到高温烘烤后各个位置产生的空气膨胀力是相同的，即这一整条胶各个位置的突起高度是一致的，从而消除气泡问题。
图7  R 角示意图
（2）对于现场有气泡的零件，需要对气泡位置附近一段的涂胶密闭空间进行疏通。疏通的方式可采取减少车身折边胶直径或增加车身折边胶与折边R 角的间距（如图9），从而可以有效疏导整段胶密闭空间的气体通道，实现各个位置
产生的空气膨胀力是相同的，进而达到消除气泡的目的。
图8  空气通道连续的经验模型
图9  涂胶位置示意图
2.3 油漆车间制造工艺对气泡问题的影响及解决方法
2.3.1 油漆密封胶厚度对气泡的影响
现场油漆密封胶厚度涂敷越薄气泡产生的概率越大，且易发生胶开裂问题；因为油漆密封胶厚度越小，其抗密闭空间的气体膨胀力就越小，就越容易产生气泡或直接开裂，因此根据经验建议油漆密封胶涂胶厚度维持在2mm 以上。
2.3.2 油漆车间电泳打磨对气泡影响
油漆车间在电泳打磨线会触碰到水，进行湿打磨。沾水太多，打磨时间过长，易造成水汽进入到折边钣金之间，从而造成后续产生气泡问题。因此建议尽量减少打磨时间和沾
水量，若无法减少则建议在电泳打磨线末增加一个对折边区域的吹干工艺，这样可以有效降低油漆打磨过程对气泡问题产生的影响。
3 总结
在当下产品设计要求及现有涂胶工艺方式下，气泡的产生是随机的，不可避免的，是需要进行持续改进和维护的活动。本文通过对气泡问题产生的机理进行分析，总结出了针对不同工艺过程的具体控制手段，是可以有效优化气泡问题，减少气泡数量的。
参考文献
[1] 商智勇，潘晓铭，李玉杰等.车身折边区域密封胶胶泡问题的分析
与优化措施[J].汽车工艺与材料, 2017(11):42-47+51.
[2] 王晓宁，马立业，刘忠华.折边胶在汽车门盖制造中的应用[J].汽车
工艺与材料, 2013(6):14-16.
[3] 仓传佳.汽车涂装密封胶气泡产生原因分析及改善[J].中国化工贸
易, 2012(4):286-287.