提高汽車(chē)涂裝生產(chǎn)過(guò)程中的脫脂效果

郭俏軍

（一汽-大眾汽車(chē)有限公司佛山分公司，佛山 528237）

提高汽車(chē)涂裝生產(chǎn)過(guò)程中的脫脂效果

郭俏軍

（一汽-大眾汽車(chē)有限公司佛山分公司，佛山 528237）

研究脫脂劑和表面活性劑不同配比對(duì)除油效果的影響，從而得到最佳參數(shù)控制范圍。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)備改造，增加含油液體的分離時(shí)間4倍，并總結(jié)生產(chǎn)控制經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)槽體間溢流循環(huán)、停產(chǎn)冷卻除油、設(shè)備清潔等措施，實(shí)現(xiàn)62JPH的產(chǎn)能下脫脂區(qū)油含量低于0.8g/L。

脫脂 油含量 分離 溢流

1 簡(jiǎn)介

目前，汽車(chē)生產(chǎn)需經(jīng)過(guò)沖壓、焊裝、涂裝、總裝四大工藝。沖壓工藝需要使用拉延油、防銹油涂抹于沖壓件上。經(jīng)過(guò)焊接后進(jìn)入涂裝的白車(chē)身，表面附著大量的油[1]。因此，進(jìn)入涂裝車(chē)間的第一道工序，就是清除白車(chē)身表面的油。車(chē)身表面的脫脂效果直接影響磷化成膜質(zhì)量。脫脂效果不佳，也將導(dǎo)致電泳縮孔風(fēng)險(xiǎn)[2]。所以，前處理除油工藝對(duì)于電泳車(chē)身質(zhì)量至關(guān)重要。影響除油效果的因素有清洗材料、施工溫度、設(shè)備狀況、槽液日常養(yǎng)護(hù)等[3]。本文結(jié)合生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，探討提高脫脂除油效果的措施。

2 脫脂效果影響因素

2.1 清洗材料

2.1 .1 脫脂劑種類(lèi)選擇

清洗劑選擇按照分類(lèi)方式不同而有多種類(lèi)別。針對(duì)不同的處理情況，可組合出近4000種處理?xiàng)l件。在不同的條件下，需要選擇合適的脫脂清洗液進(jìn)行工件的處理。汽車(chē)生產(chǎn)過(guò)程中，混線生產(chǎn)同時(shí)涵蓋冷軋板、鍍鋅板、鋁板；表面污染物包括金屬屑、焊渣、拉延油、防銹油、手汗、灰塵、焊膏等雜物。為了滿足后續(xù)的電泳無(wú)硅需求，一般的整車(chē)廠都會(huì)選擇中高溫的堿性脫脂液，并配合表面活性劑。兩者混合使用，以處理車(chē)身表面的污染物。針對(duì)拉延油、防銹油的去除效果及多年生產(chǎn)實(shí)踐，本文采用德國(guó)CHEMETALL公司提供的Gardoclean S 5197型堿性脫脂劑和Gardobond Additive H 7357型表面活性劑的混合脫脂液。

2.1 .2 化學(xué)品比例

采用墨水測(cè)試法判斷表面油污狀態(tài)，其原理是利用墨水良好均勻的滲透效果，且不與油相容的特性，將墨水滴至處理后的工件平面，輕輕吹走墨滴，觀察其行走痕跡。除油良好的工件墨跡均勻，如圖1所示；除油效果不良的工件，受到工件表面張力不同等情況的影響，會(huì)出現(xiàn)墨跡斷線、不均勻或不附著等情況，如圖2所示。

結(jié)合CHEMETALL對(duì)藥品的參數(shù)建議，實(shí)驗(yàn)選定脫脂總堿5～20點(diǎn)，表面活性劑含量0.4～1.6之間。對(duì)拉延油和防銹油混合涂油量為3g/m2（一般沖壓車(chē)間對(duì)涂油量的要求為1～3g/m2）的實(shí)驗(yàn)板進(jìn)行除油效果驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)對(duì)比結(jié)果，如表1所示。

圖1 脫脂效果良好的板材表面墨水軌跡

圖2 脫脂效果不佳的板材表面墨水軌跡

根據(jù)實(shí)驗(yàn)室的結(jié)果顯示，將總堿控制在10～20之間，表面活性劑含量控制在0.5～1.3之間，都可得到理想的去污效果。如果表面活性劑含量過(guò)多，會(huì)增加后續(xù)的水洗用水量，并容易產(chǎn)生泡沫問(wèn)題；當(dāng)出現(xiàn)表面活性劑的殘留時(shí)，影響磷化成膜質(zhì)量。堿點(diǎn)提高到一定程度，雖然得到了良好去污效果，但是相對(duì)應(yīng)的清洗水用量和藥品浪費(fèi)，同樣是生產(chǎn)需要考慮的因素。綜合以上情況，總堿點(diǎn)建議控制范圍在12～15點(diǎn)之間，而表面活性劑含量可適當(dāng)控制在0.6～1.2g/L之間。

2.1 .3 補(bǔ)加方式

考慮清洗效果和經(jīng)濟(jì)性，槽液內(nèi)清洗材料濃度應(yīng)盡可能穩(wěn)定在最佳參數(shù)。不同補(bǔ)加頻次下，槽液內(nèi)清洗材料濃度變化如圖3所示。補(bǔ)加頻次過(guò)低，必然會(huì)造成清洗材料濃度的大幅波動(dòng)。濃度太高，是對(duì)清洗材料的浪費(fèi)；濃度太低，清洗脫脂效果無(wú)法保證，影響后續(xù)磷化膜性能。然而，綜合考慮設(shè)備投入，補(bǔ)加頻次并非越低越好。例如，每過(guò)一臺(tái)車(chē)就補(bǔ)加，一方面加料量少，難于控制精度，設(shè)備投入高，持續(xù)性的微小誤差積累造成槽液濃度偏離目標(biāo)值；另一方面，頻繁的開(kāi)閉泵和閥門(mén)，勢(shì)必加重設(shè)備磨損和損壞可能性。因此，需綜合考慮經(jīng)濟(jì)性、清洗效果、設(shè)備狀況等，確定加料頻次，盡可能保持槽液內(nèi)清洗材料濃度穩(wěn)定在目標(biāo)值附近。

表1 表面活性劑與脫脂劑不同配比的脫脂效果

圖3 加料頻次對(duì)槽液內(nèi)清洗材料濃度變化示意圖

2.2 油的分離時(shí)間

油的停留時(shí)間是油水分離效果的重要影響因數(shù)。油停留時(shí)間長(zhǎng)，使油有充分的時(shí)間漂浮至液面上層，達(dá)到油水分離的目的。某主機(jī)廠針對(duì)現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行改造，提高油的分離時(shí)間，從而提高油水分離效果。

油水分離器的工作原理，如圖4所示。油水混合物以一定速度通過(guò)由隔板實(shí)現(xiàn)的通道.在此過(guò)程中，油上浮，與水分離，最終分離出系統(tǒng)。在此系統(tǒng)中，油的停留時(shí)間決定了油水分離的效果。鑒于此，某主機(jī)廠的改造方案，如圖5所示，目的是提升油的分離時(shí)間。在原有系統(tǒng)中，循環(huán)液體經(jīng)過(guò)紙帶過(guò)濾器后，泵入2m3的油水分離器。油被分離出來(lái)，其余液體返回主槽。10m3的油水分離器不參與主體循環(huán)，僅接受主槽撇油器分離出來(lái)的油水混合物。改造后，循環(huán)液體經(jīng)過(guò)紙帶過(guò)濾器后，先泵入10m3的油水分離器，流經(jīng)10m3的油水分離器中，撇油器的液體以約1.5m3/h的速率泵入2m3的油水分離器，從而使油的分離時(shí)間較改造前增大4倍。

圖4 油水分離原理圖

圖5 某主機(jī)廠脫脂區(qū)設(shè)備及改造方案圖示

改造前后，油水分離器2液體表面狀態(tài)如圖6、圖7所示。改造前，由于油的停留時(shí)間短，只有小部分油能從水中分離出來(lái)，因此液體表面油量少；而改造后，油的停留時(shí)間增大4倍，油可以充分被分離出來(lái)，液體表面被厚厚的一層油覆蓋。油分離效果提升，也可以從主槽油含量比較出來(lái)。改造前后，脫脂二、三區(qū)油含量對(duì)比如圖8所示。改造前，脫脂二區(qū)、三區(qū)平均油含量為1.22g/L和0.97g/L；改造后，脫脂二區(qū)、三區(qū)平均油含量為0.87g/L和0.84g/L，分別降低28.7%和13.4%。可見(jiàn)，提高油的分離時(shí)間，可顯著提高油的分離效果，且脫脂一區(qū)可以采取類(lèi)似改造，進(jìn)一步提高油的分離能力。

2.3 日?？刂坪途S護(hù)

2.3 .1 來(lái)車(chē)油含量控制

實(shí)驗(yàn)材料比例、增加設(shè)備分離能力的同時(shí)，也需要控制白車(chē)身的油含量，保持出車(chē)質(zhì)量穩(wěn)定。如圖9所示，平均含油量為1.63g/m2，可通過(guò)控制沖壓過(guò)程中用油量、瀝干時(shí)間、人工擦拭等方式，減少白車(chē)身的攜帶油量。

圖6 改造前油水分離器2液體表面狀態(tài)

圖7 改造后油水分離 器2液體表面狀態(tài)

圖8 改造后脫脂二、三區(qū)槽液中油含量明顯降低

圖9 2015-2016各季度白車(chē)身的平均油含量

2.3 .2 槽液生產(chǎn)過(guò)程中的維護(hù)

生產(chǎn)過(guò)程中，每個(gè)脫脂區(qū)表層液體可通過(guò)浮子泵進(jìn)行除油，且可將脫脂區(qū)槽體串聯(lián)，從三區(qū)到二區(qū)的槽體之間逆向溢流，將表層含油量高的液體不斷趕向前區(qū)，再?gòu)囊粎^(qū)溢流排出離開(kāi)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)后區(qū)槽體清潔的效果。通過(guò)對(duì)溢流量的調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量、槽液參數(shù)濃度達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，從而維持槽液參數(shù)恒定，實(shí)現(xiàn)在線維護(hù)的效果。

2.3 .3 停產(chǎn)清潔

周末停產(chǎn)后，可將脫脂區(qū)液體靜置冷卻，待油上浮后，進(jìn)行表層液體除油。需定期清洗槽體、地坑、載具等，增加容污能力，降低槽液的油含量。此外，還可以通過(guò)增加槽液循環(huán)速度等方式增加除油效果，可以針對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中各個(gè)環(huán)節(jié)的經(jīng)驗(yàn)積累及改進(jìn)，得到良好的除油效果。

3 總結(jié)與展望

從清洗材料配比、油水分離時(shí)間、日?？刂坪屯．a(chǎn)維護(hù)等方面，依次探討了提高除油效果的方法。對(duì)應(yīng)62JPH的產(chǎn)能脫脂區(qū)槽液油含量，能夠降低到0.8g/L，從而為提高鏈速、縮短車(chē)身制造時(shí)間，提高產(chǎn)能效率提供基礎(chǔ)。此外，槽液中油含量的降低，也為低粗糙度電泳漆的開(kāi)發(fā)提供了良好的基礎(chǔ)。

[1]韓娜，韓小波.汽車(chē)涂裝過(guò)程中脫脂系統(tǒng)及其工藝研究[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2012，11（17）：70-71.

[2]彭文，謝秋成.汽車(chē)涂裝車(chē)間脫脂工藝簡(jiǎn)介[J].上海涂料，2011，49（4）：31-33.

[3]周密，吳海彬，李志明，等.淺談汽車(chē)涂裝生產(chǎn)線脫脂質(zhì)量的控制[J].上海涂料，2015，53（8）：30-32.

Research of Improving Degreasing Effect during Auto Production

GUO Qiaojun
(FAW-Volkswagen Automotive Co., Ltd. Foshan Branch, Foshan 528237)

By researching the influence of different proportions of degreasant and surfactant on oil-removing effect, the best scope of parameters has been got. Besides, modified equipment to increase 4 times of oil-water separation time and summarized experiences of production management with overflow circulation among tanks, oil-removing operation after the tank liquid cooled down, equipment clean and so on to reach less than 0.8g/L oil content of degreasing area with 62 jobs per hour.

degrease, oil content, separate, overflow