轎車門洞密封條海綿泡管表面褶皺問題及改進措施

趙建才，郭強強，沈偉平，姜麗麗

(建新趙氏集團有限公司，浙江寧波 315615)

0 引言

車門、門框和門洞密封條構成了車門的密封結構。門洞密封條的擠壓成形工藝采用變截面技術，其外形輪廓要與密封面的輪廓相一致的。從斷面結構看，門洞密封條主要由壓縮變形部和安裝部兩部分構成。壓縮變形部是起密封和反彈作用的主要部位，一般由發泡的海綿橡膠泡管(以下簡稱海綿泡管)構成。門洞密封條壓縮變形部位所處的密封面，要求金屬板和密封條的表面平整，無凹凸不平的焊接縫隙或褶皺變形，并且有足夠的密封力。本文作者對密封條進行了一些理論研究，如彎曲唇邊起皺、壓縮變形、結構參數優化、擠出成型、海綿橡膠材料本構模型[1-5]。文中針對門洞密封條海綿泡管表面褶皺問題，進行工藝改進試驗，提出現場改進措施。

1 海綿泡管的結構特征

門洞密封條的海綿泡管內部截面是變截面的，最薄處的壁厚為1.75 mm，最厚處的壁厚為2.9 mm，如圖1所示，虛線為可變區域的厚泡管內壁，實線為薄泡管內壁。海綿泡管材料密度一般為(0.6±0.05) g/cm3。

圖1 海綿泡管的結構特征

2 海綿泡管表面褶皺表現形式

海綿泡管表面褶皺缺陷，主要有以下3種表現形式：

(1)門洞密封條擠出后目視檢驗無缺陷，但用手模擬車門壓海綿泡管，表面出現褶皺，如圖2所示；

(2)門洞密封條裝配后目視檢查無缺陷，但用手模擬壓海綿泡，出現與圖2一樣的褶皺缺陷；

圖2 用手模擬車門壓海綿泡管的褶皺

(3)門洞密封條裝配后車門關閉2 h，目視發現泡管表面出現褶皺缺陷，如圖3所示。

圖3 車門關閉后出現的褶皺

海綿泡管表面褶皺屬于外觀缺陷，是海綿橡膠發泡后內部氣孔堆積后產生的線形褶皺，不是泡管表面裂紋，如圖4所示，隨著時間延長狀態不會越來越差。

圖4 海綿泡管表面微觀組織

3 影響海綿泡管表面褶皺的因素分析

(1)材料密度的影響分析

當材料密度為0.55 g/cm3時，無論厚泡管斷面還是薄泡管斷面，表面都會發生褶皺；

當材料密度為0.65 g/cm3時，薄泡管斷面無褶皺，但厚泡管斷面會發生褶皺；

當材料密度為0.7～0.8 g/cm3時，無論厚泡管斷面還是薄泡管斷面，表面都不會發生褶皺。

(2)泡管變形的影響分析

當泡管彎曲變形時，彎曲力越大，褶皺越嚴重；當泡管正向壓縮變形時，壓縮量越大，褶皺越嚴重。

4 海綿泡管表面褶皺的改進措施

(1)工藝改進試驗

措施1：調整膠料中促進劑含量，促進劑由1.5份增加至2.0份；調整材料密度由0.537 g/cm3至0.629 g/cm3；同時調整模具流道和模片厚度。試驗結果：褶皺缺陷明顯改善，但未完全消除。

措施2：降低發泡劑用量，發泡劑由700 g降低至650 g，同時促進劑由2.0份增加至2.5份，硫磺從300 g增加至380 g，材料密度調整至0.65 g/cm3。總裝車間驗證右前門未完全消除缺陷，其他三門缺陷消除。

措施3：對右前門擠出膠料密度再次進行調整，調整至0.7～0.75 g/mm3。試裝后褶皺問題消除，但密封力偏大2～3 N，使得車門關閉力增大。

措施4：微調促進劑和發泡劑，材料密度調整至0.7～0.8 g/cm3，斷面壁厚減薄0.2 mm。試裝后表面褶皺消除及密封力合格。

(2)現場改進措施

措施1：制作專用檢具，模擬裝車后海綿泡管受壓狀態。壓縮量按車門內間隙下差確定，壓縮時間3 h；

措施2：更新檢驗指導書，要求零件裁切后增加折彎90°100%手壓目視檢驗海綿泡管表面是否褶皺；

措施3：控制材料密度，按0.70～0.75 g/cm3，成品檢驗頻次3件/1次/4 h；壓縮永久變形檢驗頻次1次/周，跟蹤狀態穩定后，檢驗頻次1次/月。

5 結論

海綿泡管表面褶皺是海綿橡膠發泡后內部氣孔堆積后產生的外觀缺陷，材料密度和泡管變形是兩種主要影響因素。

為了消除泡管的表面褶皺問題，進行了工藝改進試驗，試驗結果表明：發泡劑650 g，硫磺380 g，促進劑2.5份，材料密度0.7～0.8 g/cm3，斷面壁厚減薄0.2 mm，試裝后表面褶皺消除及密封力合格。

為了實現工藝方案，在現場采取了制作專用檢具、更新檢驗指導書、監控材料密度等措施，以保證消除門洞密封條海綿泡管表面褶皺現象。