您當(dāng)前的位置：檢測資訊 > 科研開發(fā)
嘉峪檢測網(wǎng) 2024-07-06 20:11
引 言
聚氯乙烯樹脂（PVC）是由聚氯乙烯、增塑劑和其他助劑混合形成的一種高黏度涂料，該涂料涂刷于鋁車身再經(jīng)烘干，具有密封、抗震和隔音等功能。所以，PVC涂膠作為整車制造中的重要工序，可對整車鈑金的壓合邊進行防腐密封和底盤的防磕碰保護。作為涂裝工藝的重要環(huán)節(jié)，PVC 涂膠工藝越來越受到重視，因為 PVC 涂膠質(zhì)量，直接影響車間返工成本和售后車輛性能。本研究通過詳解 PVC 涂膠四大缺陷及其控制措施，來對PVC涂膠工藝做著重探討。
1、鋁合金車身用PVC涂膠工藝
目前大多主機廠在鋁車身上進行PVC涂膠，都是先用機器人噴涂，再對噴涂缺陷處進行人工補刷，來保證PVC能覆蓋所有必要涂刷的區(qū)域，最后經(jīng)烘干爐烘干固化。涂裝車間鋁車身涂膠工藝流程如下：焊裝調(diào)整線處理焊接后的鋁車身→機器人 PVC 涂膠→人工補膠→烘房→涂裝調(diào)整線處理不良PVC涂膠。
2、 PVC四大缺陷及其控制措施
在淋雨線滲水問題統(tǒng)計和涂裝車間 PVC 涂膠問題控制上，得出 PVC 涂膠過程會產(chǎn)生 PVC 氣泡、PVC開裂、PVC 孔洞和 PVC 附著力差等缺陷。通過對這些缺陷進行原因分析和執(zhí)行有效措施，可降低車間因車輛漏水導(dǎo)致的返工成本，能提升售后車輛防腐防水的耐久性。
2.1 氣泡
PVC 氣泡（見圖 1）是 PVC 經(jīng)過高溫烘烤后，其內(nèi)部濕氣或空氣揮發(fā)膨脹，致使 PVC 產(chǎn)生鼓包，也就是氣泡（如果氣泡被內(nèi)部氣體頂穿就會形成PVC孔洞），嚴重影響 PVC 的密封防水性能。根據(jù)長期現(xiàn)場管控經(jīng)驗，得出如下原因及控制措施。
2.1.1鈑金間隙大
鋁合金車身焊接時熔深大，導(dǎo)致焊點或焊縫附近的縫隙也大，常見部位如折邊處、搭接處等都會形成較大縫隙，當(dāng) PVC 涂刷該處縫隙時，如果涂刷手法不當(dāng)，會將空氣裹入縫隙中不能逃逸，當(dāng)進入烘干爐高溫烘烤，縫隙中的空氣膨脹將PVC頂起形成氣泡?？刂拼胧海?）在焊裝調(diào)整線，返工所有PVC途經(jīng)區(qū)域的鈑金間隙，保證鈑金貼合無縫隙；（2）在焊裝調(diào)整線，返工所有焊點，打磨平整且無焊孔；（3）培訓(xùn)涂裝車間員工涂刷手法，在不平整的涂刷區(qū)域，采用逆縫、豎縫刷膠手法，刮壓、修整膠縫表面，或從下向上施膠，以盡可能將PVC填滿縫隙，趕走里面的空氣。
2.1.2換膠時閥門打開不到位
機器人涂膠用完一桶膠前，都要及時更換新膠桶，更換膠桶時，將壓盤壓到底，如果排氣閥門打開不到位，壓盤里面空氣就會排出不徹底，致使殘留空氣和 PVC 膠混在一個桶里，后續(xù)機器人抽吸 PVC 也會同時吸入空氣，導(dǎo)致裹含空氣的 PVC 涂刷在車身上，經(jīng)過高溫烘烤膨脹形成氣泡?？刂拼胧盒聠T工上崗要求技能達標(biāo)，且老師傅監(jiān)督執(zhí)行，保證排氣閥門打開到位。
2.1.3來料濕氣大
來料如果庫存時間較長，且包裝袋密封不嚴，很容易被空氣中的水汽侵襲，造成來料 PVC 濕氣大，吸入機器人涂膠管道再涂刷車身上，烘干后很容易形成氣泡。控制措施：換新膠前，查驗新膠生產(chǎn)日期、庫存時間和有無過期，拆開包裝查看PVC表面是否潮濕。
2.1.4膠桶上的吸附裝置產(chǎn)生冷凝
吸附裝置在膠桶正上方 1 m 處，該裝置需要做功才能將 PVC 吸入機器人管道，但同時該裝置表面溫度極低，夏天空氣相對濕度大，空氣中水汽遇冷凝結(jié)成水，冷凝水附著在該裝置表面，時間一長，形成水滴滴落到壓盤上，再從壓盤邊緣滲入膠桶內(nèi)，和 PVC混在一起，致使被吸入機器人管道再噴涂，烘干后形成氣泡。控制措施：在壓盤四周粘貼一圈高度 30 mm 寬度10 mm以上的防水海綿，以保證滴落到壓盤的水被海綿阻隔在壓盤上，不滲入桶內(nèi)，待換膠時再將壓盤上的水清干。
2.1.5涂膠房相對濕度過大
涂膠房里濕氣重，導(dǎo)致鋁合金表面潮氣大，PVC涂刷其上，高溫烘烤時其內(nèi)水分揮發(fā)，也會產(chǎn)生氣泡。控制措施：每天開班檢測涂膠房相對濕度參數(shù)，平時不可在涂膠房灑水，夏天悶熱天氣，要在涂膠房進行除濕作業(yè)。
2.1.6已涂刷PVC的車身在未烘干前放置時間太長
由于涂裝車間倒班或停產(chǎn)，已在涂膠房涂刷好PVC的車身未及時進烘干房，導(dǎo)致濕PVC暴露在空氣中時間過長，而空氣中有水汽，尤其夏天悶熱天氣，PVC 極易被空氣中的水汽侵襲，待下次生產(chǎn)，富含水汽的PVC車身經(jīng)高溫烘烤，極易產(chǎn)生批量氣泡?？刂拼胧好堪啻瓮．a(chǎn)間隔≤1 h，如果距離下一班次開班時間過長，就要及時將已涂刷PVC的車身送進烘干爐，烘干結(jié)束再下班。
2.2 PVC開裂
PVC 開裂（見圖 2），是 PVC 經(jīng)過高溫烘烤或受力不當(dāng)后其表面裂開的現(xiàn)象。PVC開裂嚴重影響其密封防水防腐等性能。根據(jù)長期現(xiàn)場控制經(jīng)驗，得出如下風(fēng)險因素及控制措施。
2.2.1鈑金間隙大
支架/折邊/搭接處鈑金間隙大，PVC 涂刷后表面有膠，實則其內(nèi)為空腔（有空氣），PVC 經(jīng)烘烤受到高溫時，表面膠被內(nèi)部空氣脹破，開裂?？刂拼胧海?）在焊裝調(diào)整線，返工所有鈑金間隙超標(biāo)的區(qū)域，保證貼合無間隙；（2）如果某處鈑金間隙大而無法返工，則涂裝車間要在該處加厚 PVC，且采用逆縫刷膠手法，保證PVC完全填滿縫隙。
2.2.2 涂刷工具使用不當(dāng)
涂膠工具毛刷有雜毛，涂刷不均勻，形成一條條溝痕，每一條溝痕的PVC，都非常薄，烘干后易開裂?？刂拼胧憾ㄆ诟鼡Q毛刷，每天點檢毛刷狀態(tài)，有雜毛就要拔掉。
2.2.3 烘烤時間、烘烤溫度不合理
烘烤溫度不夠，烘干時間不足，PVC 膠未被完全烘干，導(dǎo)致抗拉伸性能差，受到一定外力就可能開裂?？刂拼胧好刻扉_班點檢烘干爐設(shè)備參數(shù)，發(fā)現(xiàn)異常立即停線整改；過程增加巡檢頻次，保證烘干爐運行參數(shù)符合工藝標(biāo)準。
2.2.4 振動受力
車身有復(fù)雜運動時，焊縫大的部位承受的應(yīng)力大。如果PVC旁有安裝孔，扭矩扳手打緊螺釘時會產(chǎn)生扭力，扭力會使安裝孔旁鈑金發(fā)生形變，如果形變量大于附著其上的PVC抗拉伸量，就會使PVC開裂?？刂拼胧海?）涂裝車間在所有安裝孔旁的 PVC涂刷路徑上，加厚 PVC 涂層，增加 PVC 厚度可以增強PVC 抗拉伸性能；（2）總裝車間在使用扭矩扳手時，避免槍頭打滑或二次復(fù)緊，或者驗證適當(dāng)減小扳手力矩。
2.3 PVC孔洞
PVC 孔洞（見圖 3），表現(xiàn)為烘干后的 PVC 表面出現(xiàn)針尖狀小洞，大小在 0.5~1 mm 左右。主要是由于PVC 經(jīng)烘烤高溫時，其內(nèi)氣體膨脹頂起 PVC 形成氣泡，如果內(nèi)部氣體量大，受熱膨脹體積加大，可導(dǎo)致PVC脹破形成孔洞。PVC孔洞缺陷嚴重影響其密封、防腐和防水性能。據(jù)現(xiàn)場大量原因驗證，得出如下PVC孔洞缺陷原因及控制措施。
2.3.1手工涂刷裹入空氣
員工用毛刷在膠杯中攪拌，易使涂料中混入空氣，涂刷到車身上易將空氣裹入 PVC 中，烘烤時受熱脹破PVC形成孔洞?？刂拼胧和克?PVC 時，要保證 PVC 表面均勻平整，不能有殘膠、拉絲膠、條痕膠等缺陷。
2.3.2涂膠房相對濕度過大
涂膠房濕氣重，導(dǎo)致鋁合金表面潮氣大，PVC 涂刷其上（尤其縫隙大的區(qū)域），高溫烘烤時其內(nèi)水分揮發(fā)，也會產(chǎn)生孔洞?？刂拼胧好刻扉_班檢測涂膠房相對濕度參數(shù)，平時不可在涂膠房灑水，夏天悶熱天氣，要在涂膠房進行除濕作業(yè)。
2.3.3手工涂刷不均勻
由于手工涂刷 PVC 工具是毛刷，毛刷用久了會產(chǎn)生殘毛，殘毛在涂刷時會讓 PVC 表面形成條痕，該條痕處 PVC 非常薄，很容易熱脹冷縮撕裂 PVC 形成孔洞。
控制措施：（1）定期更換毛刷，每天點檢毛刷狀態(tài)，有殘毛就要拔掉；（2）員工涂刷結(jié)束要自檢涂刷表面，保證平順無殘膠；（3）對 PVC 表面要求平整度高的區(qū)域，毛刷刷完后，要再用刮板將PVC刮平。
2.3.4焊點處
由于焊點與周邊鈑金存在高度差，PVC 涂刷在不完全平整的區(qū)域，很容易將空氣趕進空隙中，高溫時空氣膨脹頂破PVC形成孔洞?？刂拼胧涸诤秆b調(diào)整線，返工所有焊點，打磨平整且無焊孔。
2.3.5折邊處、拐角處、犄角旮旯處
這 3 種 PVC 涂刷“路況”非常差，PVC 涂刷其上，很容易將空氣裹進空隙中，高溫時空氣膨脹頂破PVC形成孔洞。
控制措施：在以上 3 種涂刷區(qū)域，首先采用從外向里（逆縫）、從下向上（豎縫）的刷膠手法，再采用刮、壓手法，使膠面壓實無殘膠，盡可能用PVC擠走空隙里的空氣。
2.3.6鈑金間隙大的地方
PVC 涂抹過程中，焊縫縫隙過大，未被 PVC 完全填實，或漏刷導(dǎo)致密封不嚴。
控制措施：（1）在焊裝調(diào)整線檢驗點，每天測量焊縫間隙值，發(fā)現(xiàn)超標(biāo)就要立即反饋焊裝車間優(yōu)化解決，臨時遏制要全部返工到位，保證貼合無間隙；（2）規(guī)范涂刷手法，增加凹陷位置膠量，并逆著焊縫涂刷，使焊縫完全密封飽滿。
2.4 PVC附著力差
附著力，是兩種不同物質(zhì)表面相互接觸的吸引力，當(dāng) PVC 涂刷鋁材之上，在干燥和固化過程中附著力就產(chǎn)生了。附著力的大小取決于鋁材表面和 PVC性能。PVC 附著力差主要表現(xiàn)為：淋水后 PVC 起皮、
不貼合鋁材，這嚴重影響PVC的防水耐久性能。根據(jù)涂裝車間管控經(jīng)驗，以下是PVC附著力差的影響因素及控制措施。
2.4.1鋁材表面清潔度
當(dāng)鋁材表面有油漬、臟污、鋁屑、焊灰或其他異物時，異物會橫隔在 PVC 和鋁材之間，減少了 PVC 和鋁材的接觸面積，進而影響 PVC 在鋁材表面的附著力度。
控制措施：在焊裝調(diào)整線，先用抹布擦拭車身所有焊灰、臟污和其他異物；再用吸塵器吸附車身內(nèi)外所有鋁屑等細小顆粒物；最后用吹風(fēng)機吹出車內(nèi)剩余異物。
2.4.2 鋁材表面平整度
當(dāng)鋁材表面不平整，而是坑洼、折邊、凸起或有搭接面時，PVC 涂刷其上，很容易導(dǎo)致 PVC 不能完全附著鋁材表面，有的看似涂刷了好幾遍，但其實內(nèi)部PVC 懸空，并未完全貼合到鋁材表面，從而降低了PVC附著力。
控制措施：在焊裝調(diào)整線，返工所有 PVC 涂刷路徑，保證“路況”平整，或至少貼合無縫隙。
2.4.3 PVC厚度
PVC 附著力和厚度也有關(guān)系。為證明相關(guān)性，通過實驗來驗證，即用 4 組相同鋁板、涂刷不同厚度PVC、經(jīng)相同烘烤條件（160 ℃×25 min）后，再經(jīng)相同浸水時間(96 h)后取出放置 30 min，再通過拉開法測試儀，來檢測幾組不同厚度的 PVC 附著力，驗證結(jié)果如表1所示。由表 1 實驗可知，厚度只有 1 mm 和 2 mm 的 PVC耐水附著性能，不如其他更高厚度的PVC 。
控制措施：在鈑金間隙大、折邊處、搭接處等“路況”差的區(qū)域，盡可能加大PVC涂層厚度。
2.4.4 PVC放置時長
在 PVC 涂刷車身后，在進烘干爐前放置時間越長，就越容易被空氣中水汽侵襲，就越容易使 PVC 內(nèi)部粘接劑稀釋、增塑劑揮發(fā)，進而越容易降低 PVC 附著性能。為證明相關(guān)性，通過實驗來驗證，即用 4 組相同鋁板、涂刷相同厚度PVC、經(jīng)過不同放置時長、經(jīng)相同烘烤條件（150 ℃×20 min），再經(jīng)相同浸水時間(96 h)后取出放置 30 min，再通過拉開法測試儀，來檢測幾組不同放置時長的 PVC 附著力，實驗結(jié)果如表 2所示。
該實驗表明，當(dāng)夏天悶熱天氣，PVC 放置超 3 d，PVC附著耐水性能變差（粘附破壞）?？刂拼胧罕景啻瓮克⒔Y(jié)束與下一班次涂刷開始，間隔時長要盡可能短，或者本班次涂刷結(jié)束后就要全進烘干爐烘干，不要在空氣中暴露太久
2.4.5 烘烤時長與烘烤溫度
保證充足的固化時間和溫度才能保證較好的抗震密封性能，但過度烘烤，又會造成變脆、發(fā)黃等缺陷，所以涂裝車間需合理控制烘干爐里鏈速、爐溫等變量。
控制措施：每天開班點檢烘干爐設(shè)備參數(shù)，發(fā)現(xiàn)異常立即停線整改;過程增加巡檢頻次，保證烘干爐運行參數(shù)符合工藝標(biāo)準。
3、結(jié)語
本研究著重闡述了鋁車身密封涂膠過程中，常見的四大缺陷和控制措施。如果措施能夠落實到位，則涂裝車間基本可以防治因 PVC 涂刷缺陷而產(chǎn)生的淋雨漏水問題。它不僅在指標(biāo)上，提高車間淋雨合格率、降低售后千車故障率；在經(jīng)濟上，降低車間返工和售后維修成本；也能在傳播上，為汽車品牌贏得良好的質(zhì)量口碑。
來源：涂層與防護
關(guān)于我們 聯(lián)系我們 營業(yè)執(zhí)照 全國服務(wù)電話：400-818-0021 嘉峪檢測版權(quán)所有 備案號：京ICP備14047019號-2 
京公網(wǎng)安備11010802046783號
