白车身涂胶质量控制方法

陶秋实，石鹏程

白车身涂胶质量控制方法

陶秋实，石鹏程

（上汽通用汽车有限公司整车制造工程部，上海 201208）

在焊装车间内大量使用密封胶、结构胶、膨胀胶来保证车辆抗腐蚀性能、增加结构强度、提高驾乘体验。涂胶失效会对产品质量，行驶安全造成重大影响。文章介绍了针对不同胶路的特性等级，使用压覆检查方法，在线视觉监控，涂胶控制流程来对车间内的涂胶质量进行高效稳定的闭环控制。

涂胶；视觉；质量；白车身

前言

汽车白车身是将金属板材通过各种连接技术组合而成的金属壳体。为了满足车身刚度要求，碰撞稳定性要求，抗腐蚀级别要求，工程强度要求，声学要求[1]，车身会大量使用结构胶，密封胶或者膨胀胶等。焊装车间涂胶质量与整车产品的性能息息相关，所以对焊装车间涂胶过程及结果的控制变得尤为重要。在焊装车间应用压覆检查，视觉在线监控，涂胶控制流程，可以很好地保证涂胶工艺的质量。

1 胶路特性分类

焊装车间涂胶种类主要为点焊密封胶、结构胶、折边胶、减震膨胀胶四类。

点焊密封胶涂敷在焊接搭接面的板材中间，进过油漆车间烘烤固化，填充钣金搭接处的缝隙，对车辆的防水、防锈、密封起重要作用。

结构胶用来辅助增加车身强度或者连接部分不可焊接的结构，提高整车碰撞试验和耐久试验表现。有测试显示，碰撞试验中个别部位出现焊点撕裂的情况，而用结构胶代替焊点可以避免板材接头撕裂，提高车辆安全性能。

折边胶用来代替点焊完成覆盖件内外板包边之间的连接，防止内外板在车辆行驶中发生相互串动。

减震膨胀胶用在门盖与车顶部位等钣金间隙较大的区域。经过油漆车间的烘烤会发生体积膨胀，起到连接钣金及填充间隙的作用。

根据车辆行驶安全及法律法规要求，建议将焊装车身胶路按照特性分为以下几个类型：

（1）Ⅰ类：未预警情况下的潜在失效模式严重度会直接影响车辆行驶安全或违背法律法规要求的结构胶/密封胶等级。

（2）Ⅱ类：潜在失效模式严重度会引起车辆主要性能下降（车辆能够正常行驶，但是性能降低）的结构胶/密封胶等级。

（3）Ⅲ类：一般特性胶，未定义为Ⅰ类或者Ⅱ类特性的胶。

（4）C类：高腐蚀风险区域，包括四门下铰链以下，后盖尾灯以下，前盖前部与翼子板搭接处，后轮罩折边区域，如图1所示。

图1 车身高腐蚀区域

2 压覆检查

压覆检查指零件按照产品要求位置涂胶后在夹具上装配夹紧，不进行焊接，之后打开夹具取下零件，人工检查胶水在零件搭接面的展开状态，如图2所示。

图2 压覆检查过程

结构胶及密封胶要求配合的两侧零件均有胶覆盖，最窄处宽度>7mm（如果零件搭接宽度小于7mm，胶需充满整个搭接面）。

膨胀胶的零件配合间隙一般为3~6mm，要求配合的两侧零件均有胶附着并且轨迹连续。

门盖折边胶要求覆盖整个折边区域，包括R角，分离后无断胶。

3 涂胶监控

由于车身上的大部分胶担负着保障安全和维持性能的重要作用，所以对涂胶过程的监控就显得尤为重要。目前焊装车间生产线的自动化率已经越来越高，涂胶工作基本由机器人完成，正常生产时操作人员无法进入自动线进行目视检查，所以现在的主要监控手段为在线视觉检测。焊装自动涂胶监控拍照要求如表1所示，每张照片至少覆盖25mm胶路，胶长不足25mm要求全部覆盖。

表1 车身自动涂胶拍照要求

胶路全覆盖式拍照需要使用随行式视觉系统，其视觉传感器固定在机器人工具端胶枪嘴上部，如图3所示，在机器人涂胶运动过程中不断拍照，通过视觉系统软件处理合成全胶路轨迹，如图4所示。将生成的轨迹与系统中的理论位置进行比对，可以判断有无断胶，脱落以及偏离位置公差。

图3 随行式视觉系统

图4 胶路检测

因为随行式视觉系统的成本昂贵，调试工作复杂，所以对于Ⅱ类、Ⅲ类的胶路一般采用固定式拍照系统，如图5所示。其选取涂胶轨迹中的一段胶路作为检测分析对象，判断涂胶是否脱落。

图5 固定拍照系统

此外，为了保证胶路位置正确，轨迹连续，每个生产班次要在开班时对自动涂胶工位的胶路进行人工目视检查并记录。

4 涂胶时效性控制

车间内所有胶均需要在胶厂家规定的有效期内使用。车身胶桶开封后，需要立即进行胶泵压盘密封并排出空气。目前在胶桶上面粘贴条形码，其包含生产日期等相关信息，更换胶桶时使用扫码枪扫码，PLC系统将记录换胶日期及保质期，如果到期则报警并停止运行。

涂胶工艺完成，胶水暴露在空气中，建议在96小时内完成零件拼合及焊接（双组份胶除外）。零件拼合完成，需要在8周内完成油漆车间烘烤。

5 溢胶控制

5.1 溢胶等级

焊装涂胶调试时易出现如下两种问题：

（1）溢胶过多

焊装涂胶外溢，经过油漆烘烤会出现膨胀，硬化的现象，对油漆密封工艺或者总装安装工艺造成影响，如图6所示。

图6 溢胶过多

（2）漏雨

压覆检查合格，但是生产中钣金形面公差积累或者搭接面接触状态波动会导致搭接间隙变大[2]，使实际压覆宽度变小，对于无油漆密封的区域，易出现质量问题。如图7所示，在焊装车间前轮罩与前纵梁之间涂有密封胶，左侧车型在油漆车间无二次密封工艺，右侧车型有油漆车间二次密封工艺，如果焊装车间的涂胶密封部分失效，左侧车型有更高几率出现漏雨风险。

图7 油漆车间涂胶工艺差异

根据涂胶质量要求及后续工艺内容建议将溢胶控制等级如下划分：

Level 1：后续有油漆密封或者安装等工艺，要求涂胶压覆检查合格，表面不允许溢胶。如四门折边、侧围流水槽等区域[3]或者螺纹安装孔。

Level 2：后续无油漆密封或者安装工艺，且有腐蚀风险或者强度要求部位，涂胶压覆后溢胶宽度距离钣金边缘小于2mm。如下车体，前机舱前围等易漏雨并且没有油漆密封的部位。

Level 3：符合压覆检查要求，胶路完整。如四门减震胶，车顶减震胶部位。

为了避免压覆后溢胶过多，在产品设计阶段就要对涂胶的部位进行同步工程检查。涂胶起止点要距离钣金边缘大于5mm，如图8所示。在焊接法兰边涂胶要求法兰边宽度大于14mm，如图9所示，这样能保证有效的压覆宽度并避免溢胶。

图8 涂胶起止点位置

图9 涂胶法兰边要求

如果在同一个搭接面上同时存在结构胶和密封胶，为避免压覆后两者互相混合而影响烘烤后的材料性能，要求两者之间的距离不少于10mm，如图10所示。

图10 涂胶间距要求

5.2 涂胶控制流程

图11 涂胶溢出控制流程

涂胶控制流程是在新车型调试过程中指导焊装车间快速调整及稳定涂胶质量的方法，可以防止涂胶质量问题流出焊装车间，降低返工频次，其流程如图11所示。例如，首先参考溢胶控制等级来识别胶路溢胶级别，如果为Level 1级别，若涂胶压覆检查符合要求且没有溢胶则结束流程，否则需要按照公差允许范围调整涂胶位置或者涂胶直径至无溢胶，如果反复调整还是无法消除溢胶则要反馈给产品设计部门进行产品变更并且更新涂胶标准文件，直至溢胶问题消除。

6 结论

焊装涂胶对于整车的安全性，舒适性和质量有重要的影响。针对不同类型或者等级的涂胶工艺，通过涂胶控制流程，压覆检查，在线视觉监控使整个工艺过程形成闭环控制，防止质量问题流出，提高调试效率，降低返工成本。

[1] 杨晓军,王宇飞.结构胶连接与现代汽车车身连接技术[J].汽车与配件,2010,37:24-25.

[2] 宋继超.白车身密封性能提升[J].汽车实用技术,2017,18:165-166.

[3] 岳中英,厉秀娟,高朝乾,等.焊缝密封胶对车身密封性的影响研究[J].汽车零部件,2012,02:97-99.

Sealing Quality Control of Body in White

Tao Qiushi, Shi Pengcheng

( SAIC-GM Vehicle Manufacturing Engineering Department, Shanghai 201208 )

Sealer, structural adhesive and expansion adhesive are widely used in welding workshops to ensure vehicle anti-corrosion, increase structural strength and improve driving experience. The failure of sealing will have a great impact on product quality and driving safety. According to the characteristics of different sealant, this paper introduces the method of wet out check, the application of online vision monitoring system, and the control procedure of sealing process to carry out efficient and stable closed-loop control in the workshop.

Sealing; Vision; Quality; Body in white

10.16638/j.cnki.1671-7988.2021.04.035

U466

A

1671-7988(2021)04-116-04

U466

A

1671-7988(2021)04-116-04

陶秋实，男，本科学历，就职于上汽通用汽车有限公司整车制造工程部，任车身工艺工程师，研究方向：汽车制造技术。