白車身覆蓋件折邊膠泡問題分析與控制策略

【摘" 要】文章對北京現代汽車有限公司焊裝車間折邊膠泡問題進行分析討論，按照制造工藝流程，結合折邊工藝特點，從人、機、料、法、環方面對膠泡問題產生的主要因素進行分析，并結合實際生產過程驗證的參數，提出解決措施，制定膠泡問題的預防方案，為有效預防和解決膠泡問題提供一定的指導作用。

【關鍵詞】膠泡；折邊膠；折邊工藝；控制；白車身

中圖分類號：U463.82" " 文獻標識碼：A" " 文章編號：1003-8639（ 2024 ）08-0094-03

Analysis and Control Strategy of the Hemming Bubble of the BIW Panels

HU Hao1，YAO Jianling1，SONG Ming1，ZHANG Jian2

（1.Beijing Vocational Transportation College，Beijing 100096；

2.Beijing Hyundai Company，Beijing 101309，China）

【Abstract】Based on the analysis and discussion of the hemming bubble problem in the welding workshop of Beijing Hyundai Motor Co.，Ltd.，according to the manufacturing process flow and combining with the characteristics of the hemming process，the main factors of the hemming bubble problem are analyzed from the aspects of man，machine，material，method and environment，and combined with the parameters verified by the actual production process，the solution measures are proposed，and the prevention plan of the hemming bubble problem is formulated，which has a certain guiding role in effectively preventing and solving the problem of hemming bubbles.

【Key words】hemming bubble；hemming sealer；hemming process；control；BIW

作者簡介

胡浩（1988—），男，碩士，工程師，研究方向為整車制造工藝以及汽車檢測與維修。

1nbsp; 引言

白車身是汽車的重要組成部分，其減振性、密封性、防腐蝕性及粘接性是車輛重要指標之一，它的好壞很大程度取決于涂膠品質的控制[1]。乘用車四門兩蓋均采用折邊工藝對內外板進行裝配，為了達到防腐以及美觀的雙重目的，汽車廠家都會在四門兩蓋的折邊區域涂抹PVC密封膠，但同時也會造成“折邊膠泡”等品質缺陷問題的頻發。

世界上幾乎所有的乘用車移動件制造工藝均采用的是初期在車身車間外板折邊與內板進行裝配，然后在涂裝車間進行PVC密封膠涂抹的工藝流程，因此，折邊膠泡的品質缺陷問題也一直困擾著各大汽車主機廠。

折邊膠泡指在白車身四門兩蓋折邊區域PVC密封膠上鼓起的膠質氣泡的統稱。四門兩蓋等移動件區域是消費者感官相對最直接、目視概率相對較高的區域，膠泡缺陷問題的頻發既影響了乘用車外觀美觀性，又降低了客戶體驗的滿意度[2]。折邊膠泡缺陷的產生機理存在著不確定性以及不穩定性特點，其在品質控制上有極大的難度，也是國內各大主機廠長期不能徹底解決的技術性難題。

本文針對折邊膠泡產生的機理進行分析，并對北京現代汽車有限公司楊鎮工廠車身車間目前的品質狀態和控制手段進行分析和闡述，旨在獲得折邊膠泡問題的最佳控制手段和方案，對其它汽車主機廠有一定的借鑒指導作用。

2" 車身車間涂膠工藝介紹

2.1" 折邊膠介紹

折邊膠（Hemming Sealer）是以EPOXY樹脂為主要成分的單組分黑色糊狀產品，用于汽車上各種門蓋（HOOD、DOOR、T/LID等）的折邊部位上，通過涂裝烤箱后固化，起到防銹、粘貼鋼板的作用。通過將沖撞時的開裂程度最小化，防止車門意外開啟等事故，通過加強產品強度提高了整車耐久性。

2.2" 涂膠設備規劃與介紹

北京現代汽車有限公司工廠車身車間移動件（四門兩蓋）折邊膠涂膠設備的規劃與布局基本是一致的，只是根據所要涂膠的制件與生產UPH的不同，變更機器人數量、涂膠位置、涂膠量以及涂膠軌跡。

涂膠設備主要包括：膠泵、高壓軟管、高壓管道、過濾單元、加熱軟管、膠槍、控制柜、膠房室體，如圖1所示。其工作原理：膠泵以一定的壓力將膠桶內的結構膠抽出，經高壓軟管和高壓管道至過濾單元，過濾單元將管道內部流進的異物過濾掉，防止阻塞噴嘴，無雜物的結構膠流經加熱軟管，在伺服電機控制下，經膠槍定量流出，噴涂到白車身上各結合處，如圖2所示。

折邊工藝主要靠折邊設備完成。目前各大主機廠主要有機器人滾輪折邊及沖壓機折邊兩種形式。滾輪折邊主要用于UPH比較低的生產模式，但柔性相對較高，如圖3所示；而沖壓折邊機主要用于UPH較高的生產模式，但柔性比較低，只能專車專用。由于楊鎮車身車間一線生產量較大，UPH高達71，因此選用沖壓折邊機（圖4）。

2.3" 涂膠標準

基于外板翻邊高度和以往車型經驗，折邊膠涂抹位置標準數據如圖5所示，寬度在5～15mm之間；由于不同車型對應的沖壓外板翻邊高度不一樣，因此，折邊膠距離外板的距離也不盡相同，根據外板的翻邊高度進行相應調整，即使嚴格按照實踐經驗進行折邊膠涂抹，膠泡依然可能會產生，折邊膠涂抹理想狀態如圖6所示，但由于生產制造各環節的不穩定性與偏差，很難或者不可能達到最理想的涂膠狀態。

3" 折邊膠泡的產生機理

分析折邊膠泡產生的機理，需從四門兩蓋折邊區域的制造工藝過程入手，如圖7所示。主要包括以下6個步驟：①車身車間移動件生產線，在四門兩蓋外板邊緣的折邊區域涂折邊膠；②內外板裝配拼合；③沖壓折邊機進行折邊；④涂裝車間涂膠生產線在折邊區域進行PVC密封膠涂抹；⑤涂抹密封膠后，在折邊區域形成中空封閉的內腔，涂裝車間烤箱進行烘烤之后，空腔內的空氣或水分受熱膨脹；⑥空氣或水分將PVC密封膠頂起，形成局部氣泡[3]。

根據以上車身車間及涂裝車間相關制造工藝過程分析可初步得出結論：折邊膠泡是由于折邊膠和PVC密封膠之間形成局部狹小密閉空腔，其中的空氣或水蒸氣在涂裝車間受烘烤膨脹而形成的。

4" 折邊膠泡的主要控制方法

從人、機、料、法、環等方面對折邊區域密封膠膠泡問題進行分析和優化，有效控制和解決膠泡問題。

4.1" 設備

基于楊鎮工廠車身車間所用折邊設備是沖壓折邊機，因此需確認沖壓折邊壓力機平行度，要求整體導向以及平行度良好，滑塊與工作臺平行度不大于0.12mm/m。折邊之后，測量折邊后間隙，要求采用塞尺塞入折邊深度2/3以上為準，且壓合后無局部死點，整體均勻且間隙小于0.2mm。

4.2" 材料

1）折邊膠成分排查。折邊膠主要由環氧樹脂、促進劑、雙氯胺、觸變劑以及填料等成分組成，針對材料問題對填充料以及成分配比進行優化調整，減小折邊膠在烘烤過程中的膨脹系數以及流動性，減小內部空腔壓力，從而減小或降低膠泡數量的產生。

2）排查折邊前后內外板狀態。要求外板翻邊立面平順，無波浪、無褶皺、無曲折，翻邊高度狀態穩定；內板被包合面平整，無毛刺、無波浪、無褶皺、無曲折，以避免折邊時按壓不平，產生間隙。

4.3" 人員

由于楊鎮車身車間產能較大，為消除人工涂膠的不穩定性和不一致性，涂膠工位為機器人全自動涂膠，整個過程無人員參與。

4.4" 方法

1）調整沖壓機主缸壓力以及涂膠量參數，優化覆蓋件總成折邊間隙狀態，保證折邊后間隙均勻。通過折邊完成制件以及折邊間隙狀態測量，主缸最佳壓力在280～310bar，涂膠設備出膠量0.8cc/s以上。

2）通過對機器人全自動操作涂膠，具有較高的涂膠一致性。

4.5" 環境

車身車間生產現場主要受環境溫度因素影響，折邊涂膠作業過程中溫度變化對涂膠品質會產生較大影響，要確保現場作業溫度在30～35℃之間，因為車間有膠房以及溫度控制系統，能夠較好地保持整體涂膠作業過程無明顯溫差變化，使折邊膠處于最佳性能狀態。

5" 車身車間生產某車型前機蓋膠泡解決案例

5.1" 案例描述

楊鎮車身車間在某車型調試生產過程中，涂裝車間工程師反饋前機蓋膠泡頻發。經過統計發現，膠泡發生數量與位置相對較為固定，均在前機蓋上沿部，如圖8所示。

5.2" 案例調查與調整

折邊膠泡問題的產生并非單一因素所致，是由多重因素共同引起，而且具有極不穩定性，因此需根據具體的折邊工藝過程進行變化因素逐一排查，合理利用分析工具以及敏銳的現場觀察力，鎖定主要變化源進行整改。

根據折邊膠泡形成機理以及可能造成的因素逐一排查和改善，其調整履歷見表1。

經過調整，前機蓋上部左側膠泡數量有效減少，但中部及右側區域膠泡仍然沒有任何改善變化。檢查前機蓋折邊狀態，發現膠泡頻發處有明顯折邊曲折與褶皺現象，如圖9所示。

將膠泡頻發處剖開發現，折邊褶皺、曲折過大，通過折邊膠位置、涂膠量變更，難以完全填充折邊部間隙，因此在涂裝車間涂抹完PVC膠后形成密閉的空腔，經過高溫烘烤氣體膨脹，氣泡就會發生。折邊曲折、褶皺處剖開圖如圖10所示。

5.3" 車身覆蓋件膠泡不良預防方案

車間可以通過制定車身覆蓋件膠泡不良預防方案，提高涂膠和折邊工藝的品質穩定性，降低折邊膠泡的發生概率，確保缺陷不會流出工位，并確保工位品質。在實際生產運營和實踐中，筆者總結了一些經驗和方法，對于車間的實際生產運營具有一定的現實指導意義。

1）制定限度樣本。通過反復的試驗和驗證，確保在不溢膠的前提下，找到最佳的涂膠位置、涂膠量、涂膠寬度等參數，制定標準樣本。

2）確定折邊間隙的最佳壓合力。在保證外觀和尺寸品質的前提下，通過反復試驗找到最佳的壓合力，以確保折邊間隙。

3）管理沖壓件品質。消除外板件翻邊面的褶皺、曲折、大毛刺以及折邊后的不良狀態，以避免局部間隙導致集中排氣引起膠泡。

4）制定維修工藝。制作快速維修工具，以便在出現膠泡問題時能夠及時進行維修。

折邊膠泡問題的解決還需要在實際生產過程中不斷總結經驗，不斷完善和優化預防方案，以適應不斷變化的生產環境和市場需求。

6" 結論

車身覆蓋件折邊膠泡產生是復合因素所致，與內外板狀態、折邊后內外板之間間隙、折邊膠材料以及生產溫度等諸多因素密切相關。在實際生產過程中需要對可能產生的變化源綜合分析，排查主要變量因素，制定針對性的整改對策，保證膠泡問題有效控制，從而提升整車外觀品質以及品牌在消費者心中份量。

通過調查分析可知，折邊膠泡問題具有極不穩定性，目前的生產工藝完全避免和解決膠泡問題是不可能的。通過調整涂膠、折邊參數、折邊間隙與折邊品質以及部品狀態能夠一定程度上提升其工藝穩定性，可降低折邊膠泡發生概率。

本文研究的內容主要從實際的規劃和生產中獲取，并且在實際生產中得到應用，具有一定的實踐與指導意義。但在實際的生產應用以及問題解決過程中也存在著一些不足之處，進一步提高移動件制造工藝過程穩定性是日后工作的主要推進方向。

參考文獻：

[1] 韓英淳. 汽車車身制造工藝學[M]. 北京：人民交通出版社，2005.

[2] 楊建康，馬堅. 簡述降低車身五門一蓋處PVC膠泡產生的方案[J].汽車實用技術，2021，46（21）：166-168.

[3] 李維康，張麗桂. 折邊膠泡問題的改善途徑及評判標準制定[J]. 粘接，2016（8）：62-66，57.

（編輯" 楊凱麟）