覃彩媚 （東風(fēng)柳州汽車(chē)有限公司，廣西柳州 545005）

0 引言

在汽車(chē)生產(chǎn)過(guò)程中，白車(chē)身在經(jīng)過(guò)電泳工藝時(shí)，電泳涂料等液體成分會(huì)殘留在車(chē)身結(jié)構(gòu)的空腔、開(kāi)閉件的折邊縫隙等處，由于電泳液表面張力產(chǎn)生的毛細(xì)作用，致使部分電泳涂料能夠克服重力留存于鈑金搭接的縫隙中。進(jìn)入烤房溫度升高后，電泳涂料的表面張力隨之降低，當(dāng)其表面張力不能克服重力時(shí)，殘存的電泳涂料就會(huì)流出（當(dāng)急劇升溫時(shí)致使縫隙中的電泳涂料沸騰而擠出），流或滴于車(chē)身外表面，同電泳涂膜一起交聯(lián)固化最終形成二次流痕（圖1）。電泳流痕是長(zhǎng)期以來(lái)業(yè)界難于攻克的生產(chǎn)實(shí)際中的普遍問(wèn)題，本研究通過(guò)我公司現(xiàn)場(chǎng)典型的車(chē)身流痕案例，對(duì)電泳流痕缺陷問(wèn)題進(jìn)行分析解決。

圖1 二次流痕的產(chǎn)生過(guò)程Figure 1 The formation process of secondary flow marks

1 問(wèn)題表現(xiàn)

車(chē)身電泳烘干后，車(chē)身積液滴于車(chē)身表面，形成二次流痕，顏色為棕黃色，觸摸時(shí)有較強(qiáng)的凸起感，在面漆噴涂后仍清晰可見(jiàn)，影響車(chē)身外觀(guān)。輕微的流痕問(wèn)題通過(guò)砂紙手動(dòng)打磨即可解決，但凸出明顯、長(zhǎng)度較長(zhǎng)的流痕問(wèn)題則必須使用打磨機(jī)進(jìn)行打磨處理，這種處理方式嚴(yán)重破壞了電泳漆漆面，導(dǎo)致打磨區(qū)域漏鈑金。電泳漆被破壞后，車(chē)身的防腐性能大大降低，導(dǎo)致售后索賠的銹蝕問(wèn)題增加，影響產(chǎn)品的品牌口碑。此外，由于電泳流痕硬度較高，呈下垂線(xiàn)條狀，打磨處理需要花費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間以及較多人力，導(dǎo)致打磨工作量增加，大大降低了生產(chǎn)效率。

2 二次流痕原因分析

2.1 車(chē)身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響

新車(chē)型開(kāi)發(fā)過(guò)程中的工程化設(shè)計(jì)階段是決定該新車(chē)型量產(chǎn)后制造過(guò)程是否順利的關(guān)鍵。在新車(chē)型設(shè)計(jì)階段的前期，通過(guò)涂裝SE 仿真分析，預(yù)防結(jié)構(gòu)問(wèn)題導(dǎo)致的涂裝缺陷，以此預(yù)防與解決電泳流痕問(wèn)題，是效率最高、成本最低的途徑。

對(duì)產(chǎn)生流痕問(wèn)題的車(chē)身結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖2）進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)在車(chē)身前門(mén)后視鏡安裝位置存在空隙結(jié)構(gòu)，電泳漆或其他沾污槽液進(jìn)入該空隙后因表面張力大于重力而積存在該位置。由于縫隙較小，且內(nèi)部結(jié)構(gòu)彎曲復(fù)雜，后續(xù)即便通過(guò)壓縮空氣吹掃也很難將其內(nèi)部的電泳漆完全去除。

圖2 結(jié)構(gòu)問(wèn)題導(dǎo)致的流痕Figure 2 Structure-induced flow marks

2.2 焊裝制造過(guò)程的影響

2.2.1 折邊轉(zhuǎn)角空腔的影響

折邊工藝過(guò)程示意圖見(jiàn)圖3。

圖3 折邊工藝過(guò)程示意圖Figure 3 Process scheme of edge fold

焊裝白車(chē)身轉(zhuǎn)入下一工序涂裝時(shí)，對(duì)其包邊厚度及間隙、包邊內(nèi)部情況均有控制要求，通過(guò)拆解流痕故障件可以看出，發(fā)生流痕的故障車(chē)門(mén)的折邊轉(zhuǎn)角部位有明顯的空腔，導(dǎo)致該車(chē)門(mén)在過(guò)前處理電泳段的時(shí)候各槽體漆液會(huì)進(jìn)入空腔，且由于毛細(xì)作用漆液無(wú)法排出而存留在空腔內(nèi)，在經(jīng)過(guò)烘房時(shí)空隙內(nèi)的液體熱膨脹流出，形成車(chē)門(mén)上部流痕。流痕問(wèn)題驗(yàn)證過(guò)程示意圖見(jiàn)圖4。

圖4 流痕問(wèn)題驗(yàn)證過(guò)程示意圖Figure 4 The verification process scheme of flow marks

2.2.2 折邊膠涂布不當(dāng)

折邊涂膠的各種狀態(tài)見(jiàn)圖5。

圖5 折邊膠的各種狀態(tài)Figure 5 Various states of folding glue

將發(fā)生流痕的故障件進(jìn)行拆解，拆解情況如圖6所示。由圖6 可見(jiàn)，涂膠量少且有很長(zhǎng)一段折邊未涂布折邊膠，且內(nèi)板外側(cè)幾乎無(wú)折邊膠覆蓋，導(dǎo)致折邊積液后從兩端流出，形成單臺(tái)2 處、概率100%的流痕。

圖6 故障件拆解示意圖Figure 6 Disassembly scheme of the faulty part

2.3 涂裝工藝條件的影響

2.3.1 電泳后清洗的影響

該車(chē)間的電泳工藝流程如下：電泳—UF0（新鮮超濾液零次噴淋）—UF1（超濾）噴淋—UF2 浸洗—UF3 噴淋—新鮮超濾液噴淋—純水浸洗—純水噴淋—新鮮純水噴淋—車(chē)身瀝水—壓縮空氣吹水—電泳漆烘烤。在生產(chǎn)過(guò)程中可能導(dǎo)致電泳流痕的因素主要是電泳后的清洗效果以及烘烤時(shí)的升溫速率，而電泳后的清洗，該車(chē)間泳后純水洗采用了先浸洗后噴淋的設(shè)計(jì)，這在一定程度上導(dǎo)致了流痕問(wèn)題的發(fā)生幾率增大。對(duì)于像汽車(chē)車(chē)身等結(jié)構(gòu)復(fù)雜的被涂物，浸洗工序才可將車(chē)身空腔內(nèi)表面的浮漆及夾縫內(nèi)的積液清洗干凈，而將浸洗槽設(shè)置在噴淋槽之前作為第1 道純水洗，會(huì)導(dǎo)致浸洗槽比噴淋槽更容易沾污，且槽液固體分含量更高，不利于夾縫內(nèi)積液的清洗，從而導(dǎo)致二次流痕的產(chǎn)生。

2.3.2 烘房升溫速率的影響

根據(jù)流痕產(chǎn)生的原理可知，若在烘烤升溫過(guò)程中，降低升溫速率，使縫隙內(nèi)的水分緩慢蒸發(fā)，可減少因快速升溫時(shí)縫隙內(nèi)液體爆沸而產(chǎn)生的流痕。通過(guò)對(duì)比我司同一車(chē)型在不同線(xiàn)體生產(chǎn)時(shí)的流痕情況（表1）可以發(fā)現(xiàn)，在涂裝生產(chǎn)工藝一致的情況下，烘烤時(shí)的升溫速率對(duì)流痕問(wèn)題有較大影響，升溫速率較低的線(xiàn)體，各車(chē)型的單臺(tái)流痕處數(shù)均小于升溫速率高的線(xiàn)體。

表1 不同升溫速率下各車(chē)型的單臺(tái)流痕處數(shù)Table 1 Number of single flow marks on each model at different heating rates

2.3.3 工裝使用不當(dāng)?shù)挠绊?/p>

工裝使用不當(dāng)問(wèn)題主要分為3 個(gè)方面：

（1） 工裝長(zhǎng)度等問(wèn)題導(dǎo)致開(kāi)閉件開(kāi)啟角度不合理。這類(lèi)問(wèn)題主要集中在五門(mén)一蓋的包邊部位。以我司某車(chē)型左右后門(mén)鎖體部位流痕為例，在車(chē)門(mén)開(kāi)度不合適時(shí)，車(chē)門(mén)鎖體位置縫隙產(chǎn)生的積液會(huì)直接掉落在門(mén)框上，形成需要打磨處理的二次流痕。通過(guò)更改車(chē)門(mén)的工裝來(lái)增加車(chē)門(mén)的開(kāi)啟角度使流痕問(wèn)題得到有效解決。

（2） 工裝本身的設(shè)計(jì)問(wèn)題。這類(lèi)問(wèn)題主要為工裝自身存在積水結(jié)構(gòu)，在工裝隨車(chē)身通過(guò)前處理電泳線(xiàn)時(shí)，由于工裝結(jié)構(gòu)內(nèi)藏有沾污槽液，積累的槽液未能在瀝干區(qū)瀝出，導(dǎo)致過(guò)烘房時(shí)，溫度上升后，積液滴落至車(chē)身外觀(guān)部位，形成需打磨的二次流痕。

（3） 工裝安裝不當(dāng)。這類(lèi)問(wèn)題主要集中在車(chē)身小零部件的裝載工裝上（比如油箱蓋安裝工裝），由于車(chē)身零部件本身結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且零部件多由供應(yīng)商進(jìn)行焊接制造，包邊及涂膠未能進(jìn)行有效監(jiān)控，導(dǎo)致車(chē)身零部件極易發(fā)生流痕問(wèn)題。當(dāng)工裝安裝不當(dāng)時(shí)，零部件流痕滴落至車(chē)身外觀(guān)位置，導(dǎo)致二次流痕的產(chǎn)生。

3 二次流痕問(wèn)題的解決方案

3.1 車(chē)身結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的流痕解決方案

該制件為外協(xié)輥壓制件，經(jīng)與產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員及焊裝車(chē)間溝通，各部門(mén)人員認(rèn)為更改結(jié)構(gòu)涉及模具更改，成本較高，且更改后會(huì)影響后視鏡的裝配，不建議對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行更改。因此主要通過(guò)封堵進(jìn)行改善解決，在電泳后用拇指膠封堵該位置縫隙孔處，可將該位置流痕率由100%降至0。

3.2 焊裝制造導(dǎo)致的流痕解決方案

3.2.1 折邊轉(zhuǎn)角空腔流痕的解決方案

焊裝工序通過(guò)修模，將整條包邊結(jié)構(gòu)更改為水滴狀包邊，加長(zhǎng)了后部的料邊，并且改善了原有中門(mén)上部包邊的緊密程度，包邊的最大間隙在0.1 mm 左右，通過(guò)檢查，使用A4 紙無(wú)法塞入包邊。更改之后，中門(mén)上部的流痕數(shù)量大幅減少，由原來(lái)的70%降低至20%左右。

3.2.2 折邊膠涂布不當(dāng)流痕的解決方案

通過(guò)涂膠調(diào)整，多種涂膠方案試制，最終確定了2種有效方案（圖7）。

圖7 更改涂膠方式Figure 7 Modified folding edge coating method

方案1：增加涂膠量，將膠體直徑由3 mm 改為4 mm（圖7，原公差范圍保持不變）。

方案2：在兩處拐角區(qū)域增加一段膠，如圖7 中藍(lán)色線(xiàn)位置所示，對(duì)該位置涂膠起到引流的作用。

2種涂膠方案均可使該位置流痕數(shù)減少90%左右，但方案1 實(shí)施過(guò)程中導(dǎo)致焊裝工序溢膠嚴(yán)重，增加了溢膠后擦拭的工作量，不選擇使用，實(shí)施方案2，無(wú)工作量增加，且可有效減少流痕的發(fā)生。

3.3 涂裝工藝導(dǎo)致的流痕解決方案

3.3.1 泳后清洗及烘房升溫速率導(dǎo)致的流痕解決方案

由于生產(chǎn)線(xiàn)布置、車(chē)身烘烤線(xiàn)體長(zhǎng)度及整體烘烤條件的限制，通過(guò)更改線(xiàn)體或者延長(zhǎng)升溫時(shí)間來(lái)解決流痕問(wèn)題并不現(xiàn)實(shí)。因而只能通過(guò)在電泳烘干室前的吹水工位增加吹水作業(yè)，在濕膜狀態(tài)車(chē)身進(jìn)烘房之前，通過(guò)壓縮空氣槍對(duì)車(chē)身易發(fā)生流痕的位置進(jìn)行吹水作業(yè)，可有效改善流痕問(wèn)題。

3.3.2 工裝問(wèn)題導(dǎo)致的流痕解決方案

工裝問(wèn)題導(dǎo)致的流痕，主要解決方法如下：

（1） 工裝長(zhǎng)度問(wèn)題導(dǎo)致車(chē)門(mén)開(kāi)啟角度不當(dāng)。此問(wèn)題導(dǎo)致的流痕，需更改工裝的長(zhǎng)度或者結(jié)構(gòu)才可解決，這就導(dǎo)致了需重新設(shè)計(jì)和生產(chǎn)滿(mǎn)足要求的新工裝，需花費(fèi)較多的人力、物力及財(cái)力資源，導(dǎo)致成本增加。我司結(jié)合車(chē)身結(jié)構(gòu)、工裝結(jié)構(gòu)，通過(guò)增加鐵線(xiàn)卡位的方式，在增加車(chē)門(mén)開(kāi)度的同時(shí)，又不會(huì)大幅增加成本（鐵線(xiàn)價(jià)格低，安裝簡(jiǎn)便且可重復(fù)利用）。

（2） 工裝安裝不當(dāng)問(wèn)題。這類(lèi)問(wèn)題主要發(fā)生在單個(gè)工裝裝載2 個(gè)及以上零件的情況中，由于安裝過(guò)程中未將零件按壓錯(cuò)位開(kāi)來(lái)，導(dǎo)致上下零件重疊，上方零件積液滴落至下方零件外表面，產(chǎn)生流痕。我司通過(guò)鋸短上方零件卡位（圖8 中藍(lán)框位置），使得上方零件自動(dòng)與下方零件產(chǎn)生錯(cuò)位，無(wú)需人工按壓錯(cuò)位，該位置流痕問(wèn)題得到100%的解決。

圖8 工裝安裝不當(dāng)導(dǎo)致的流痕解決方案Figure 8 Solutions for flow marks caused by improper tooling installation

4 結(jié)語(yǔ)

電泳二次流痕不僅帶來(lái)車(chē)身外觀(guān)質(zhì)量問(wèn)題，還因打磨造成車(chē)身防腐性能下降及人工成本增加等問(wèn)題。而二次流痕大多源于產(chǎn)品設(shè)計(jì)初期結(jié)構(gòu)缺陷所致，因此產(chǎn)品開(kāi)發(fā)前期應(yīng)從生產(chǎn)線(xiàn)工藝、沖焊工藝、車(chē)身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等多方面、多角度進(jìn)行分析，從源頭避免電泳流痕的產(chǎn)生，避免后期產(chǎn)品定義和設(shè)備更改以及工藝調(diào)整帶來(lái)的巨大成本投入和浪費(fèi)。通過(guò)分析幾類(lèi)典型的二次流痕案例，為生產(chǎn)過(guò)程中的流痕問(wèn)題解決提供理論依據(jù)和實(shí)際借鑒，同時(shí)為產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供相應(yīng)的參考作用。