電泳輔助陽極系統(tǒng)設(shè)計(jì)探討

吳貴生，邢汶平，肖坤

（安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司，安徽 合肥 230601）

電泳輔助陽極系統(tǒng)設(shè)計(jì)探討

吳貴生，邢汶平，肖坤

（安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司，安徽 合肥 230601）

文章就江淮汽車公司現(xiàn)有涂裝線進(jìn)行輔助陽極系統(tǒng)改造，圍繞設(shè)計(jì)方案、設(shè)備改造等方面進(jìn)行探討。

輔助陽極；電泳；陽極板；盲窗車型；實(shí)施方案

CLC NO.: U468.2 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)10-62-03

1、輔助陽極系統(tǒng)的應(yīng)用背景

隨著大城市對(duì)市容市貌及城市環(huán)境要求越來越嚴(yán)，很多城市開始嚴(yán)格限制貨運(yùn)車輛進(jìn)城，特別是敞開式貨箱車輛成為嚴(yán)格監(jiān)管的對(duì)象，各大城市都出臺(tái)了限制規(guī)定和政策。這些限制政策的出臺(tái)催生了一種封閉貨箱貨運(yùn)車輛及輕型客車貨運(yùn)版車型的發(fā)展。同時(shí)隨著汽車個(gè)性化需求越來越多樣化，電子商務(wù)及手機(jī)網(wǎng)購迅速成為大眾消費(fèi)潮流，物流業(yè)迅速發(fā)展壯大，很多中小企業(yè)主、物流公司、網(wǎng)店店主對(duì)客貨兩用車輛需求迅速增加。

為了適應(yīng)市場(chǎng)需求，搶占市場(chǎng)迅速增加的客貨兩用汽車及輕型客車貨運(yùn)版的需求，我公司在原有星銳商務(wù)車及瑞風(fēng)商務(wù)車客運(yùn)版的基礎(chǔ)上開發(fā)了貨運(yùn)版車型，即在客運(yùn)版車型基礎(chǔ)上拆除后排座椅，封閉后排車窗及尾門車窗，對(duì)地板及內(nèi)飾做相應(yīng)改動(dòng)，開發(fā)出輕客貨運(yùn)版盲窗車型。

由于盲窗車型中間、后排及尾門沒有窗戶，該類車型在電泳槽電泳過程中，車身中后部全部密封的鋼板屏蔽了車身內(nèi)部電泳電場(chǎng)，導(dǎo)致車身內(nèi)部無法電泳，車身內(nèi)板電泳膜厚很薄甚至沒有，內(nèi)腔膜厚更差，不能滿足車身防腐要求，涂裝質(zhì)量無法合格。

圖1 盲窗車型圖Fig1 Windowless car model chart

2、輔助陽極系統(tǒng)方案

2.1 輔助陽極系統(tǒng)種類

根據(jù)電泳輸送方式及槽體結(jié)構(gòu)，在原有電泳系統(tǒng)增加輔助陽極系統(tǒng)主要有以下兩種：

（1）垂直升降式：此種電泳系統(tǒng)的輸送方式采用程控自行葫蘆，電泳槽為長方體垂直槽體，該類電泳槽增加輔助陽極系統(tǒng)為在槽體上方設(shè)置陽極銅排，吊具上設(shè)置取電裝置，通過電纜將陽極電流引入車身內(nèi)部的輔助陽極板，電纜具備升降折疊功能。如圖2所示

（2）傾斜連續(xù)通過式：此種電泳系統(tǒng)的輸送方式采用連續(xù)輸送，如積放鏈、擺桿鏈、RODIP等，電泳槽為傾斜船形槽，該類電泳槽增加輔助陽極系統(tǒng)為在槽體上方沿軌道長度設(shè)置陽極銅排，吊具上設(shè)置取電裝置，通過電纜將陽極電流引入車身內(nèi)部的輔助陽極板。

圖2 垂直升降電泳方式Fig2 Vertical lift ED mode

2.2 輔助陽極系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

本次輔助陽極系統(tǒng)改造的生產(chǎn)線為江淮汽車星銳涂裝電泳線，該電泳系統(tǒng)采用程控自行葫蘆輸送，車身電泳為吊具垂直升降入槽方式，槽體為長方體，所以該輔助陽極系統(tǒng)為垂直升降式。

由于采用垂直入槽方式，輔助陽極總體方案為，在槽體上部室體上方設(shè)置輔助陽極供電銅排，在吊具上設(shè)置彈性取電裝置，在車身內(nèi)部設(shè)置輔助陽極板，通過電纜及導(dǎo)電夾將陽極電流引入車身內(nèi)部的輔助陽極。

陽極電源：從整流電源柜陽極接電纜引致電泳槽室體上方陽極銅排，作為陽極的供電；

陽極取電裝置：在吊具上安裝支架，在支架上安裝彈簧鋼片，彈簧鋼片上固定銅板。

收纜器：采用多層折疊架，折疊架通過鉸鏈相連，保證吊具升起時(shí)，收纜器順序折疊，吊具下降時(shí)，折疊架逐層順暢張開。

陽極電纜：從吊具陽極取電裝置連接電纜，電纜沿著收攬器折疊架折返繞線，折疊架外部電纜固定在吊具上，一直連接到車身內(nèi)部的輔助陽極板。

輔助陽極板：采用耐強(qiáng)酸、強(qiáng)堿以及耐電泳陽極腐蝕性能較好的SUS316L。

控制系統(tǒng)：由于輔助陽極的電源是從整流柜陽極系統(tǒng)引出的一條支路，所有的控制都還是由整流柜控制，無需額外增加控制系統(tǒng)；只需在陽極電纜上增加一個(gè)電流表，便于觀察和記錄。

3、輔助陽極系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)輸入：盲窗車型的盲窗段車身內(nèi)部尺寸，長×寬× 高=3560×1810×1940mm，根據(jù)以上尺寸理論計(jì)算，盲窗部分車身內(nèi)表面單側(cè)面面積約為7.6m2，單側(cè)底面(頂面)面積7.1 m2，尾門板內(nèi)表面面積約為5.2m2。

按照輔助陽極系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案，逐項(xiàng)開展各部部件的詳細(xì)設(shè)計(jì)：

3.1 輔助陽極板的設(shè)計(jì)：為了保證側(cè)面和上下底面的電泳效果，需要保證輔助陽極能夠同時(shí)正對(duì)車身內(nèi)部兩側(cè)面和上下底面，將輔助陽極板設(shè)計(jì)為垂直面及水平面十字交叉形狀，按照陽極的作用距離和范圍，考慮到車身內(nèi)表面電泳膜厚大于12μm即可，陽極板面積需適當(dāng)減小，陽極板的長和高可適當(dāng)放寬至對(duì)應(yīng)面長和寬的1/3～2/3設(shè)計(jì)，即垂直陽極板長度1.2～2.4米，高度0.65～1.29米，水平陽極板寬度為0.6～1.2米，內(nèi)部陽極極比可提高至6～8，綜合以上因素考慮，垂直陽極板的長寬為1.6×0.8，極比為5.94，水平陽極板的長寬為1.6×0.6，極比為7.4，考慮到尾門、加強(qiáng)板及內(nèi)腔面積，綜合極比7左右，滿足技術(shù)要求。輔助陽極板需要固定在車身內(nèi)部，又要與車身絕緣，所以陽極板的吊掛材料需耐酸、耐堿、耐油、耐高溫、強(qiáng)度較高、絕緣性能好，查相關(guān)材料化學(xué)性能，選用10mm厚尼龍板，陽極板通過兩根吊桿或鏈條吊掛在車身頂部的橫梁上，吊桿鉤掛陽極板上方的尼龍板。為了方便陽極板的裝拆及運(yùn)輸，選用1～1.5mm厚SUS316L不銹鋼板，焊接加強(qiáng)筋，水平陽極板采用折疊可收結(jié)構(gòu)，通過兩根斜鉤鉤住水平折疊陽極板。如圖3所示

圖3 陽極板Fig3 Anode plate

3.2 供電取電裝置設(shè)計(jì)：借用原有設(shè)備的鋼結(jié)構(gòu)，在陰極取電同側(cè)增加安裝支架和取電機(jī)構(gòu)，利用高低位錯(cuò)開安裝。為了保證銅排與設(shè)備的可靠絕緣，銅排與支架所有連接部位都采用尼龍材料絕緣。陽極平均電流Icp=S1×δ×ρ×1000/q/t，內(nèi)表面面積S1=35 m2，電泳膜厚取12μm，漆膜密度1.4，q 取25，時(shí)間為180秒，計(jì)算可得Icp=131A，最大電流Imax=262A，陽極電流表選量程為400A電流表，電纜選型采用兩根截面積60 mm2雙拼，最大載流量可達(dá)300A，選用耐酸、耐堿、耐油、耐熱柔性電纜。如圖4所示3.3 電纜收方裝置：由于輸送系統(tǒng)為垂直升降方式，陽極供電為絕緣電纜從槽上取電裝置取電，通過電纜給車身內(nèi)部的陽極板供電，在吊具頂部為電纜設(shè)計(jì)升降時(shí)的收纜器，在吊具立柱上設(shè)置支架固定電纜和導(dǎo)電夾，方便輔助陽極不用時(shí)，固定電纜和導(dǎo)電夾，并保證導(dǎo)電夾與吊具絕緣。如圖5所示

圖4 陽極取電裝置Fig 4 Anode take power device

圖5 收纜器Fig 5 Cable receiver

4、輔助陽極系統(tǒng)實(shí)施效果

圖6 輔助陽極吊掛狀態(tài)Fig 6 The hanging state of Auxiliary anode

按照以上方案及詳細(xì)設(shè)計(jì)進(jìn)行改造，改造完成后，輔助陽極板吊掛、拆裝方便，重量較輕，絕緣可靠。輔助陽極在車身內(nèi)部吊掛狀態(tài)如圖6所示。

輔助陽極系統(tǒng)調(diào)試完成投入使用后盲窗車型內(nèi)表面的膜厚大幅增加，內(nèi)腔膜厚也隨之明顯提高，盲窗車廂增加輔助陽極前后的電泳膜厚差距明顯，對(duì)比數(shù)據(jù)見圖7所示。

圖7 電泳膜厚對(duì)比Fig 7 The Film thickness contrast of ED

5、結(jié)語

江淮汽車輔助陽極系統(tǒng)的成功運(yùn)用，有效解決了盲窗車型內(nèi)部電泳不良問題，保證了產(chǎn)品質(zhì)量，為后期其他涂裝線和國內(nèi)汽車廠商解決盲窗車型電泳不良問題提供使用經(jīng)驗(yàn)和借鑒。

[1] 馮騫.雙掛生產(chǎn)方式中電泳輔助陽極系統(tǒng)的設(shè)計(jì).汽車工藝與材料. 第8期2014年.

The Discussion on zhe disign of ED Auxiliary anode system

Wu Guisheng, Xing Wenping, Xiao Kun
( Anhui Jianghuai Automobile CO., Ltd, Anhui Hefei 230601 )

In this paper The modification of the auxiliary anode system for the existing coating line of JAC, The discussion of around the design plan、equipment modification, etc.

Auxiliary anode; ED; Anode plate; Windowless car model; Implementation plan

U468.2

A

1671-7988 (2017)10-62-03

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.10.022

吳貴生，就職于安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司。