涂装SE主要内容及典型问题解决方案

2019-12-21赵文杰

上海涂料 2019年6期

霍鹏，李刚，赵文杰

（长城汽车股份有限公司技术中心，河北省汽车工程技术研究中心，河北保定 071000）

0 引言

1 分析内容

“SE”又称“同步工程”，指对整个产品开发过程实施同步、一体化设计，促使开发者始终考虑产品生命周期内（从概念形成到后期维修）的所有因素（包括质量、成本、进度和用户要求）。只有在车型开发前期充分进行SE分析及研讨，并提出合理化解决方案，才能最大程度地减少调试阶段的设计变更，达到降低成本、缩短开发周期的目的。涂装SE分析主要包括电泳性（电泳防屏蔽、排气性、沥水性）、涂胶操作性（焊缝密封胶、PVC、裙边胶等）、喷涂可行性、喷蜡可行性、车身通过性、设备能力等方面。下面主要从分析内容及车身结构方面详细介绍涂装SE。

1.1 通过性分析

车型通过性分析包括2个阶段，第一阶段在项目预研时期，主要任务是确认生产线体通过性是否满足车型尺寸；第二阶段在车型数模基本成型时期，即车身主体方案已确定可开启工艺设计时期，主要对车间主要工位、机运、转接支撑孔是否干涉等进行确认。

第一阶段：当接收到一款新车型的开发指示或预研方案时，需识别出白车身状态下的长、宽、高尺寸；而且需要结合涂装各线体辅具安装状态分析是否满足通过性，主要分析前处理电泳、电泳烘烤线体的通过性。一般来讲，最大宽度主要是指车门安装电泳辅具后的宽度，一般安装辅具后的宽度较白车身状态下的宽度增加200~400 mm，长度方向主要受后背门开启角度（SUV车型，开度过大时对高度也有影响）/货厢后挡板开启角度（皮卡车型）的影响，最大长度指后背门/后挡板开启至水平高度时的长度，此时后背门存在超出顶盖高度的情况。如果工厂通过尺寸在长度方向上不允许后背门开启角度过大，可在数模设计阶段提出，通过改善结构减小后背门的开启角度，提升电泳性能，并满足通过性要求。

第二阶段：使用满足工艺设计质量的数模，使用数字化工厂校核生产线体的通过性（也可绘制工厂的一些关键工位，例如转接设备、前处理电泳线体、升降工位等），通过数据校核提前识别瓶颈工位，优化车身结构，或着手设计线体改造工作（图1）。

图1 通过性分析Figure 1 Passivity analysis

1.2 电泳性分析

车身结构对前处理电泳的影响主要体现在电泳方面，而电泳涂层对车身防腐起到了至关重要的作用，所以需要解决车身结构缺陷引起的电泳问题，包括车身内腔因电泳屏蔽导致的无电泳漆膜问题、地板或其他凹陷位置电泳液无法完全排出导致的沥液不尽问题、凸起结构导致的气室问题等。电泳屏蔽、气室问题直接导致了电泳漆膜不连续，进而影响电泳漆膜的防腐性能，如果这两项问题处于车身非干燥区则是必须要进行解决的。严重的积液问题会导致车身经过烤房烘烤后漆膜无法固化，对积液部位使用丙酮/MIBK（甲乙酮）往复擦拭8次，如漆膜出现失光、变色、沙质等现象，则必须对积液问题进行解决。

1.2.1 电泳屏蔽性分析及典型案例

电泳屏蔽性重点分析B柱、门槛梁及车身各横/纵加强梁区域，针对电泳屏蔽性分析的基本原则是保证腔体内电泳液流动、电场不被屏蔽，主要解决方法是在满足车身强度等各项性能指标的前提下，增加腔体内各钣金的间距，增加电泳防屏蔽孔的数量及增大孔径等。

因车身设计受成本限制，目前较为合理的方案是车身外板采用镀锌钢板，加强板等位置使用普通钢板。针对电泳性的分析主要是通过优化结构增加电泳漆膜的厚度，主要分析思路：（1）直接影响车身强度的部位，要求非焊接区域的钣金间距在2~5 mm，其他区域钣金间距建议≥10 mm；（2）各钣金件开孔需形成对穿孔，内板孔径建议≥30 mm，腔体内加强板如受结构尺寸影响，孔径需≥10 mm，间隔要求≤150 mm，且加强板每个侧面均需开孔，开孔形式不只局限于圆形孔，可依据具体结构形式或冲压工艺进行排布，开方形、长圆孔等，只需开孔面积相等即可；（3）B柱下段尽量利用车身减重孔来实现；（4）针对设计时期的数模，可以采用电泳膜厚仿真软件来辅助人工分析，确定各部位的具体膜厚。

典型案例：某车型分析过程中发现B柱及门槛梁区域加强板无有效开孔，依据前期车型相似结构判定，此区域将出现无电泳漆膜的问题，存在极大的锈蚀隐患。依据车型结构及强度分析报告确定此加强板存在可优化空间，提出将加强板与外板间隙增加至10 mm以上，并在加强板各侧面均增开电泳防屏蔽孔，如图2所示。

图2 开设电泳防屏蔽孔Figure 2 Opening the electrophoresis anti-shield hole

针对电泳屏蔽区域新开2个直径30 mm的电泳防屏蔽孔，开孔间隔120 mm，经过后期电泳效果确认此解决方案可行，此位置电泳漆膜连续且厚度满足标准要求。

对于非腔体屏蔽结构，主要指车身钣金焊接边，将非焊点区域通过起凸台来减小贴合面积，提升电泳整体质量。建议凸台高度≥3 mm，如涉及涂胶密封的焊缝，建议凸台高度调整至2 mm以下，保证提升电泳质量的同时满足密封性要求。

1.2.2 排气性分析及典型案例

气室一般会导致电泳漆露底，严重的则会在脱脂后直接出现锈蚀问题。对于气室问题的解决主要有3种措施：（1）调整喷嘴方向，改善层流；（2）从车身结构入手，直接杜绝气室结构的出现；（3）确定最优的开闭件角度，将气体完全排出。除第1种措施外，其他两种措施实施前需要确定精准的车型行进轨迹，这就不能简单地将“C形”吊具30°、摆杆45°作为车身分析角度，因为车身各部位进出槽的角度在不断变化，水平状态判定有气室时，往往在入槽过程中就可将气体完全排出。为提升排气及沥液的准确性，需要将线体轨迹绘制成三维数模，通过CATIA（计算机辅助三维交互应用软件）运动仿真功能完全模拟车身的入槽过程。通过一些辅助操作不仅可以确定气室位置，而且可以确定气室面积、深度等。通过这些数据判定是否需要整改，并确定解决方案。根据以往车型的经验，地板下部及层流冲洗效果好的位置凸台高度要求<6 mm；驾驶室内部因处在完全封闭环境，允许轻微气室的存在；后背门则是出现气室问题频率最高的部位，一般调试时是通过不断调整开启角度来减小气室面积。下面以后背门有半尾翼结构为例，介绍数模阶段分析时如何确定后背门的开启角度。

后背门导流板不能完全覆盖后背门外板上部时（电泳时需开启后背门，后背门开启角度≥导流板未覆盖区域钣金后部棱线与导流板安装部位最高点连线成水平状态），后背门内板上部在积气结构处开设直径≥20 mm的排气孔，排气孔距积气结构最高位置≤5 mm，如图3所示。

此方案不仅可以快速确定此类型后背门的最优开启角度，而且可以同时解决后背门内、外板的气室问题。

图3 开设排气孔Figure 3 Opening the vent

1.2.3 沥液问题分析及典型案例

车身沥液性与排气性问题可采用相似的分析方式，只需将关注点从凸起产生气室的结构，转移到凹陷形成积液的结构上。一般涉及密封区域的，并不建议通过开沥液孔来解决问题，可以使用引沥液筋，或将积液深度控制在3 mm以内，这样即使出现积液也可以通过烘烤使漆膜完全固化。

典型案例：某车型顶盖外板与顶盖后横梁上板间积液，导致流痕问题。

解决方案：顶盖后横梁下板、顶盖后横梁上板在图4所示位置起凸筋结构，使两钣金与顶盖外板形成2 mm间隙，使顶盖后横梁上板与顶盖外板间的积液通过图4所示的3处2 mm高的导流筋流出。

图4 导流筋的设置Figure 4 Setting of the guide ribs

1.3 涂胶作业分析

涂胶的主要作用是密封与防腐，涂胶种类涉及焊缝密封胶、PVC底涂防护胶、裙边胶、LASD（液态喷涂隔声材料）等，按作业形式分为人工涂胶和机器人涂胶；按密封类型分为粗密封与细密封。不论哪种涂胶功能的实现，其实都是对涂胶操作性进行分析，只有满足涂胶要求的结构，才能在保证密封、防腐的前提下既提升作业效率又保证涂胶不与总装件干涉。

为规避问题发生，主要从以下途径开展工作：（1）钣金间隙≤2 mm；（2）涂胶作业面要求≥5 mm；（3）安装孔、螺栓与焊缝距离，粗密封≥25 mm，细密封≥5 mm；（4）涉及包边宽度，要求同一车间车型保持一致，以满足胶枪通用化，避免频繁换枪，如某车型包边宽度7 mm，胶枪限位3 mm；（5）避免内饰安装件支撑在焊缝位置，如无法避让，需考虑密封胶高度，胶厚一般2 mm，密封条安装也可参照此要求，避免人工刮胶。

典型案例1：某SUV车型后背门开启后，后背门上角低于侧围，此位置修胶工时由15 s增加至50 s，直接导致工时严重增加，且存在修胶后污染侧围的问题，如图5a所示。

解决方案：后背门开启至打胶角度后（即后背门上角接近竖直状态），后背门上角最低点距同一YZ向平面侧围外板间距Z向≥5 mm。

典型案例2：某皮卡车型货厢后绳钩与焊缝距离10 mm，涂胶时与胶枪、刮胶板干涉，如图5b所示。

解决方案：（1）改变绳钩安装位置，在货厢后立柱单独设置安装面，使绳钩与车身X向呈45°，即远离焊缝不干涉涂胶；（2）将绳钩改为挂泳件或黑漆件，涂胶后安装。