車門PVC膠泡影響因素及對策分析

張旭東

摘 要：文章對車門PVC膠泡產生的機理做了詳盡分析，并從工藝參數、原材料特性、設備控制等方面詳細分析了膠泡產生的各類影響因素，并結合生產過程中驗證過的參數，提出了多項解決措施。對有效預防和根治PVC膠泡的產生具有重要的指導作用。

關鍵詞：PVC膠泡;車門包邊;折邊膠;車門工藝

Abstract： This paper makes a detailed analysis of the mechanism of PVC bubble in doors， and analyzes in detail the various factors affecting the bubble production from the aspects of process parameters， material characteristics， equipment control， etc.， and puts forward a number of solutions based on the parameters verified in the production process. It plays an important guiding role in effectively preventing and eradicating the PVC bubble.

Keyword： PVC Bubbles; Door Hemming; Glue; Door Process

前言

隨著經濟社會的發展，汽車已經進入千家萬戶。車門作為車身中一個頻繁使用的部件，如果發生靈活性、堅固性、密封性的問題，則很容易被客戶發現，難以“蒙”過去，所以車門的制造水平是衡量一個企業白車身制造水平的重要標志。車門生產中會出現各類質量問題，其中PVC膠泡問題是最困擾各大主機廠技術人員的難題，（見圖1）。由于膠泡影響整車外觀品質，且一旦發生破損，會使車門防腐效果大打折扣，因此這一問題必須引起焊裝及涂裝工藝人員的高度重視。

1 膠泡形成機理

圖2為車門在焊裝車間和涂裝車間的生產流程。圖3為常見的車門焊裝涂折邊膠，然后通過壓機包邊，再轉序到涂裝涂PVC膠的過程。

PVC膠的固化溫度為一般為140℃（30 min）。在體積不變的情況下，單位體積的空氣從常溫T1（25℃）加熱到固化溫度T2（140℃）時，壓強由P1變為了P2。由PV=nRT（其中V為氣體體積，n為物質的量，R為理想氣體常數，T為絕對溫度）可以得出：

可知，單位體積的空氣在體積不變的情況下從25℃加熱至140℃時，壓強為原來的1.39倍。

已知水的摩爾質量為18g/mol，密度為1g/cm3，理想氣體的摩爾體積為22.4 L/mol。假設體積不變的情況下，1cm3常溫（T1）的水轉化為水蒸汽并加熱至T2（140℃）時的壓強為P3，相對于T1溫度的空氣壓強變化倍數為：

體積不變的情況下，水加熱到140℃是壓強為原來的1724.44（倍）[1]。

因此一旦折邊膠不能實現良好的填充，空腔內的水分、氣體會在PVC膠烘烤時溢出，形成氣泡。折邊膠涂膠量一定的情況下，涂膠距離過遠、外板單件翻邊波浪、包邊間隙過大，內外板扣合后，局部位置就形成空氣腔，經涂PVC膠后烘烤，空腔內空氣受熱膨脹形成膠泡（因包邊另一側為焊裝涂覆的折邊膠，已在電泳烘房中烘烤固化，其固化后強度高，故膠泡會出現在較軟的PVC膠一側）。具體失效模式見表1。

2 影響因素分析

從膠泡的形成機理和車門生產過程的特點并結合筆者多年的現場經驗，造成車門膠泡的原因主要有以下幾個方面：

（1）工藝方法或工藝參數類

1）包邊間隙過大或者包邊不順（圖4）;

2）折邊膠直徑過小，涂膠量不足（圖5）;

3）折邊膠涂膠距離翻邊過遠;

4）涂裝濕打磨水殘留;

5）PVC涂膠后長時間未烘干。由于PVC膠中含有的CaO/CaCO3填料（作用為提高硬度）容易吸濕，超過吸濕極限后經烘烤會產生氣泡的現象;

6）PVC膠厚度較薄。通過試驗發現，PVC膠在≤1mm厚度時，對氣體極為敏感，厚度在1.5±0.5mm時，可以一定程度上抵抗一定量的氣體;

7）烘干爐溫選擇不合理。

（2）沖壓件或膠品本身特性類

1）車門外板沖壓件來料翻邊波浪（圖6）;

2）車門內外板輪廓不匹配（內外板邊緣距離過大，圖7）;

3）PVC膠生產過程帶入氣體;

4）折邊膠生產過程中帶入氣體。

（3）設備問題類

1）換膠時排氣不徹底，或者清洗過濾網后空氣未排凈;

2）壓盤漏氣。

3 對策控制

針對上述導致PVC膠泡產生的各類原因，可以從以下幾個方面進行控制：

（1）工藝角度措施

1）制定階段模具保養計劃，定期對模具扣合間隙鉛絲測量（以及包邊斷面切割后測量），翻邊波浪問題納入AUDIT評審監控。要求內外板翻邊間隙不超過0.1mm。針對磨具問題，要研磨磨具;針對接刀問題，要對接刀進行優化，消除接刀不順（圖8）。

2）嚴格按照工藝要求進行涂膠（圖9）[2]。針對人工工位可以制作涂膠導向[3]、膠槍前端制作限位，針對自動涂膠設備可以升級改造為電控螺旋涂膠（圖10、圖11）。

3）解決濕打磨水殘留的問題，可以采用在PVC膠涂布前設置壓縮空氣吹掃、增加加熱設備的方式去除，或者電泳車身采用干打磨方式;

4）噴涂PVC膠后禁止長時間不烘干（或半干）;

5）綜合考慮成本和敏感度等因素，PVC膠厚度控制在1.0mm～2.0mm左右為宜;

6）通過試驗選擇合適的爐溫。較低的爐溫曲線對于抑制PVC密封膠氣泡的產生有利[4]。

（2）原材料角度措施

1）通過調節胎膜的壓合力、翻邊R角的控制，解決車門外板翻邊波浪問題（圖12）;

2）通過沖壓件尺寸精度控制和包邊時內板外定位精度控制，將內外板邊緣距離控制在1～2mm（圖13）。

3）膠品廠家需要在生產制造、包裝排氣以及運輸過程中嚴格控制膠品質量，同時要嚴格控制膠桶質量[5]。

（3）設備角度措施

1）清洗和維修過濾器后先將過濾器中的空氣排出，然后才能讓膠品進入主管路;換膠時，延長壓盤排氣孔排膠時間。規定換膠時由排氣孔排氣至少10分鐘[6];

2）對壓盤進行定期點檢;

3）針對設備故障加裝報警裝置。

4 結語

本文從多角度對車門PVC膠泡產生的原因和影響因素進行分析，并結合個人多年的工作經驗提出了多項改進方案和措施，希望能為徹底解決這一技術難題提供有效的解決思路。

參考文獻

[1] 畢超君，華云，賈鵬鵬， PVC焊縫密封膠起泡問題的解決[J].電鍍與涂飾， 2017， 036（010）：542-544.

[2] 李中華，趙靜謙，王磊. PVC焊縫膠起泡分析及其解決方法[J].上海涂料， 2012（09）：52-54.

[3] 王振忠，李漢，陳曼娟. PVC膠表面起泡問題的解決[J].機械工程師， 2011（03）：126-128.

[4] 賴番結.汽車門蓋PVC氣泡的優化和預防[J].汽車實用技術， 2017（17）：177-178.

[5] 楊學巖，林曉澤.PVC膠產生氣泡的原因及控制措施[J].汽車工藝與材料，2011（03）：20-23.

[6] 倉傳佳.汽車涂裝密封膠氣泡產生原因分析及改善[J].中國化工貿易，2012，004（004）：286-287.