2023-03-29
摘要：車身在電泳調試過程中，發蓋電泳漆膜出現針孔缺陷，通過降低槽液中的灰分、提高槽液溶劑含量、對車身前部與后部電泳電壓進行調整，發蓋漆膜針孔缺陷得到了改善。
陰極電泳涂裝是利用外加電場使帶電荷的顏料、樹脂等微粒定向遷移并沉積于工件表面的涂裝方法，自20 世紀 60 年代開始被廣泛應用到汽車涂裝領域。車身電泳涂裝過程中伴隨著電解、電泳、電沉積、電滲四個過程。在實際生產調試中。易出現表面顆粒、縮孔、針孔等漆膜弊病，影響電泳車身品質。本文針對某生產線調試過程中車身發蓋針孔缺陷進行分析并提出解決措施。 在電泳涂裝后，漆膜表面產生孔徑在 1 mm 以下的針狀小凹坑稱為電泳針孔。由漆膜再溶解而引起的針孔，稱為再溶解針孔，電泳過程中電解反應劇烈產生氣體、濕膜脫氣不良產生的針孔，稱為氣體針孔。 不同的板材針孔電壓也不相同，鍍鋅板較冷軋板在實際生產過程中更容易出現針孔缺陷，主要是鍍鋅板材鍍鋅層電阻率低。在相同的電泳電壓下。鍍鋅板更容易被擊穿產生針孔。一般熱鍍鋅板針孔電壓 210 -230 V。電鍍鋅板針孔電壓在 260 - 280 V。 某生產線在調試過程中。A車型發動機蓋外板出現密集針孔且前端密集后端稀疏，車身其他部位均無此缺陷。生產線設備采用雙擺桿輸送。前處理材料選用傳統三元磷化材料，電泳涂料選用目前廣泛使用的高泳透力電泳涂料。測量車身發蓋的膜厚均在 18 - 20um。符合控制標準要求。為解決車身發蓋針孔問題。分別從工藝、材料、設備等方面進行展開原因調查。 2.1 板材對針孔的影響 為對比前處理對針孔的影響，取發蓋外板板材。分別在不同的生產線進行前處理后在相同生產線下隨車進行電泳。試驗后 1"線、2"線前處理板均有針孔，因此前處理對發蓋針孔無明顯影響。 2.3 UF 超濾影響 電泳后 UF 系統如果運行異常，pH 低、溶劑含量高、超濾溫度高、噴淋壓力過大，會出現漆膜返溶現象造成針孔。為此分別在實驗室制作電泳板和隨線掛電泳板，然后同時放置在發蓋前端，經過UF槽及純水槽，對比電泳板針孔情況，發現隨線掛的電泳板有針孔，實驗室電泳板無針孔問題，說明無返溶針孔的現象，因此需要主要考慮電泳過程中電泳參數影響產生的氣體針孔。 2.4 電泳參數的影響 電泳過程中電解反應會產生氣泡，氣泡在漆膜中脫氣經過5 個過程：氣泡產生一氣泡達到漆膜表面一氣泡破裂一破裂后氣泡形成氣孔一漆膜流平將氣孔填充。針孔的產生主要是因為漆膜無法及時將氣泡破裂留下的氣孔填平，根本原因是氣泡產生過多、氣泡無法及時從漆膜中排出。因此需要對槽液參數、施工電壓進行調整。 電泳槽液的溫度、槽液的灰分、MEQ、溶劑、雜質離子的含量對針孔均有較大影響，理論上影響見表 2。 通過對槽液參數調整確認，槽液參數對發蓋針孔的影響見表 3。 調整結果表明：槽液的灰分高于 22%。發蓋針孔較多。主要是灰分過高。導致漆膜烘干時流動性差，無法填補電泳時產生的孔隙，因此將槽液灰分調整到22%以下。槽液的溶劑含量由 0.6%提升至 1.2%。發蓋針孔有較大改善，說明溶劑對針孔影響較大，主要是溶劑增加帶電粒子的電泳速度，降低體系黏度，增加濕膜脫泡能力和涂料再流平能力。通過槽液參數調整確認，槽液中溶劑和灰分對發蓋針孔有較大改善。但發蓋前端 15cm 范國內仍存在稀疏針孔，需要繼續改善。 車身電泳采用非帶電入槽通電方式，整流器采用分段式控制電泳電壓。14 個整流電源分別控制不同的陽極膜組(見圖1)。車身入槽后又可以將車身分為前、中、后三部分分別進行電泳電壓控制。 槽液參數調整后發蓋針孔有改善，但前端15 cm范圍內仍有稀疏針孔，局部通過顯微鏡放大，發現針孔部位有明顯的電泳電壓擊穿現象。車身通過時發現，如果車身前方為空吊具（即非連續通過）。后面車身針孔減少50%以上。
利用表面流動電位測試儀（俗稱潛水艇）對車身各個部位實際電壓進行監測（圖2 -3）。測量發現：當非連續通過時發蓋前后電壓無明顯差異，但連續通過時到達車身的最大電壓前部高于后部 15 - 25 V。車身剛入槽低壓段實際到達車身的電壓前端與后端壓差達到30V（前部電壓106.2 V。后部電壓 73.9 V）。說明前一臺車對后一臺車電泳電壓有較大影響。
涂裝車間在設計時已經對車身的節距進行定義，節距為6750 mm，滑橇長度為 5400 mm。車身間距為1350 mm，車身間距滿足設計要求，因此需要從工藝方面對車身與車身之間的影響進行分析。電泳整理器采用分段式加壓。車身分前中后三部分分別進行加壓。調查車身前部整流器電泳電壓電流曲線發現，車身后部設定電壓最高達305 V。車身前部設定電壓最高為285V。車身后部電壓對車身前部電壓產生影響，導致車身通過時存在瞬間尖峰電壓，電流密度過大，電解反應劇烈。產生氫氣量多，樹脂粒子遷移速度快，電沉積量大，導致發蓋前端產生針孔。 減少車身后部電壓過高對車身前部電壓的影響、對整流電源車身前后段電泳電壓設置進行調整，將車身后段電壓設置為小于或等于車身前段電壓，減緩電解反應及樹脂粒子移動速度。將A車型車身后段電壓設置為與車身前段電壓一致，均為 285 V。車身前部過高的尖峰電壓影響消除，發蓋電泳針孔缺陷得到改善。 電泳是一個復雜的物理化學反應過程，車身發蓋的電泳針孔最終通過調整槽液的溶劑含量、灰分、整流電源的施工電壓得到了改善。在實際生產中，電泳過程需要合理地控制槽液參數和設備參數保證徐裝電泳品質。
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